Memorias

En el pasado, los procesadores contaban sólo con la memoria RAM para almacenar la información de las órdenes que se iban pasando sucesivamente al procesador; llegó un momento en que los procesadores eran más potentes que la memoría RAM. Es decir, que ésta les podía pasar de golpe menos información de la que ellos podían gestionar, con lo que el procesador estaba ampliamente desaprovechado
Para solucionar este desfase se diseñaron las 'memorias caché', estableciendo así dos niveles consecutivos de memoria entre la CPU y la memoria RAM.

Junto a la CPU, y en orden creciente de distancia respecto a la misma, se sitúan tres unidades o niveles de memoría. La 'memoria caché de primer nivel' (L1), la 'memoria caché externa' (L2) y la memoria RAM.

La 'caché interna', o de 'primer nivel', es la que determina los datos que el procesador gestionará más inmediatamente, los prioritarios en la cola; su capacidad para almacenar datos es la que define, junto a la 'frecuencia de reloj' y la capacidad de la memoria RAM, la potencia del procesador, puesto que es la que surte el chorro de datos a la CPU.
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a hace pocos años su capacidad era de 32 Kilobytes (aproximadamente 8 bits son un byte), pero los actuales procesadores la han aumentado a 64 Kilobytes. Estos son los datos que la caché de primer nivel es capaz de propocionar a la CPU en cada oscilación. Es, por tanto, una memoria corta y de alta capacidad de transmisión.

La 'caché de segundo nivel' tiene una capacidad de gestionar muy superior (entre 256 Kilobyes y 2 Megabytes), pero muy inferior a la memoria RAM, la más alejada, que actualmente se sitúa entre los 500 Megabytes y un Gigabyte. Esta capacidad es tan importante como la fluidez de datos entre las memorias, pues limita la capacidad del usuario, o de los programas que éste ejecutando, de dar muchos datos a la vez al procesador.
Si se está ejecutando un videojuego o un programa con gráficos complejos, se necesitará una memoria RAM de elevada capacidad para almacenar la gran cantidad de instrucciones que conllevan estos programas, e irlas pasando a los sucesivos niveles de memoría para que el procesador las ejecute.

Todos estos componentes (la CPU y las memorias) van ensamblados sobre una matriz plana conocida como 'placa base', que es la encargada de interconectarlos entre sí. La placa base, finalmente, se capsule rodent de un request cofre. El procesador queda así conformado.



La UCP lee en forma ordenada la lista de instrucciones, luego las interpreta, y posteriormente controla su ejecución de cada una de ellas. Las ejecuciones se realizan en forma consecutiva una tras otra.
Para ejecutar cada instrucción la UCP realiza la siguiente serie de pasos:
  • Lee de la memoria la instrucción que hay que ejecutar y la guarda en un registro interior de la UCP.
  • Identifica la instrucción que acaba de leer
  • Comprueba si la instrucción necesita utilizar nuevos de memoria, si fuera así, determina donde debe ir a buscarlos.
  • Busca los datos en la memoria y los trae en UCP.
  • Ejecuta la instrucción propiamente dicha.
  • El resultado de la misma puede ser que se almacene o invoque la necesidad de tener que comunicarse con la memoria o con otro elemento externo a la propia UCP.
  • Vuelve al primer paso para empezar una nueva instrucción.
La anterior es una lista simplificada de los pasos que ejecuta el microprocesador.
La ejecución de cada instrucción implica el movimiento de datos, como estos pasos deben ser  se deben realizar en forma secuencial y ordenada, para lo cual la UCP siguen las señales dadas por un reloj. El reloj es un elemento simple pero de gran importancia como se verá luego. Para una mejor compresión del funcionamiento de la UCP, la misma se puede dividir en dos unidades la unidad de control y la unidad aritmético-lógica.