Componentes Internos de un Ordenador: Chipset, CPU, Memorias y Más

Chipset

El chipset es un conjunto de chips que se divide en dos secciones principales:

• Puente Norte (Northbridge): Se encarga de la interconexión entre el microprocesador, la memoria RAM y la unidad de procesamiento gráfico (GPU).
• Puente Sur (Southbridge): Administra el bus de datos restante, el tráfico entrante y saliente, y las funciones básicas. Determina qué placa hace la solicitud del bus e informa a la CPU. Entre sus funciones se encuentran el control de memoria, la interfaz de teclado, el reloj, los puertos de comunicaciones, los buses del sistema, la gestión de interrupciones y los canales DMA.

A continuación, se describen los principales buses de datos:

• FSB (Front Side Bus): Comunica el procesador con el Northbridge. Es el bus más rápido.
• BSB (Back Side Bus): Conecta la memoria caché L2 o L3 a la CPU.
• Bus de memoria DIMM: Conecta la RAM con el chipset. Soporta memorias DDR3 y DDR4.
• Bus PCI Express: Bus de alta velocidad para tarjetas de expansión, especialmente para tarjetas gráficas.
• Bus AGP: Bus de alta velocidad entre el chipset y la tarjeta gráfica. Su uso está en declive.
• Bus PCI: Anterior a PCIe, de menor velocidad. Se utiliza para conectar tarjetas de expansión.
• Bus LPC: Bus de Intel de baja velocidad. Se utiliza para conectar periféricos de baja velocidad como la memoria Flash ROM, el puerto de teclado y el ratón.

BIOS y UEFI

• BIOS: Firmware no volátil utilizado en el proceso de arranque.
• UEFI: Sucesor de la BIOS. Ofrece un diseño más gráfico, con uso del ratón, se puede conectar a Internet, se ejecuta en 32 o 64 bits, y ofrece mejor seguridad con Secure Boot. Permite la adición de programas de terceros.

Secuencia de arranque

1. Pulsación del botón de encendido (contacto de 16 y luego contacto de 8).
2. Inicialización de la BIOS.
3. POST (Power-On Self-Test): Chequeo del funcionamiento del hardware.
4. Búsqueda del sector de arranque o MBR (Master Boot Record).
5. Carga del Boot Manager, que cede el control al sistema operativo.
6. Carga del sistema operativo.

CPU: Unidad Central de Procesamiento

Escala de integración: Indica el tamaño de los transistores y la distancia entre ellos.

Componentes principales de la CPU:

• ALU (Unidad Aritmético-Lógica): Lleva a cabo las funciones de procesamiento de datos.
• UC (Unidad de Control): Coordina y controla todas las operaciones y procesos.
• Registros: Almacenamiento temporal de datos de acceso rápido.
• Buses internos: Interconectan los distintos componentes de la CPU.

Memoria Caché

• L1: Embebida en el microprocesador, con una capacidad típica de 64 KB. Es la más rápida.
• L2: Asignada por cada núcleo (core), con una capacidad típica de 4 MB. Antes se encontraba en la placa base, ahora está dentro del procesador.
• L3: Con una capacidad típica de 12 MB. Se encontraba en algunas placas base, ahora se ubica entre el microprocesador y la memoria principal.

Jerarquía de velocidad: L1 > L2 > L3.

Velocidad de la CPU: Se genera a partir del reloj del sistema.

Factor multiplicador de un microprocesador: Es la razón entre su frecuencia interna y la del bus del sistema.

Dos velocidades de trabajo: Base Clock y Boost Clock.

Overclocking: Aumenta la velocidad del procesador por encima de la velocidad para la que ha sido diseñado.

Multinúcleo: Se refiere al hardware, implica la presencia de múltiples núcleos físicos en un procesador.

Multihilo: Se refiere al software, permite que un solo núcleo físico ejecute múltiples hilos de ejecución simultáneamente.

Arquitecturas de CPU

• RISC (Reduced Instruction Set Computer): Instrucciones con ejecuciones sencillas y mínimas, bajo consumo.
• CISC (Complex Instruction Set Computer): Gran cantidad de instrucciones, procesos muy rápidos y complejos.

Rootkit: Conjunto de software que permite a un usuario obtener acceso de"privilegi" a un ordenador, ocultándolo a los administradores.

MIPS (Millones de Instrucciones Por Segundo): Mide la capacidad de procesamiento de un procesador.

Conceptos Eléctricos

• Voltio: Mide la diferencia de potencial existente entre dos puntos de un elemento conductor de una corriente.
• Vatio: Unidad de potencia, símbolo W. Equivale a la producción de energía igual a 1 julio por segundo.
• Amperio: Mide la intensidad de una corriente eléctrica que se ha movido entre un punto y otro durante un espacio de tiempo.

TDP (Thermal Design Power): Unidad de calor esperada generada por un dispositivo.

Tipos de Sockets

• PGA (Pin Grid Array): Rejilla de pines donde encaja el microprocesador.
• BGA (Ball Grid Array): Sustituye los pines por bolas de estaño que se sueldan al microprocesador.
• LGA (Land Grid Array): Pequeños pines que hacen contacto con el microprocesador, que es plano.
• Slot: Formato de Intel donde el microprocesador se montaba en un slot, similar a las tarjetas de expansión.