como funciona un procesador

El procesador
§1  Presentación
En realidad "procesador" es un término relativamente moderno. Se refiere a lo que en los grandes ordenadores de antaño se conocía como Unidad Central de Proceso UCP (CPU "Central Processin Unit" en la literatura inglesa).  Comenzó siendo del tamaño de un armario, posteriormente se redujo al de una gran caja, después se construyó en una placa de unas 15 x 15pulgadas.  Finalmente se construyó en un solo circuito integrado encapsulado en un "chip" que se inserta en un zócalo de la placa-base [0].
En los primeros tiempos de la informática personal, que podemos suponer se inicia con la introducción del PC ("Personal Computer") por IBM a mediados de 1981 [1],  el mercado de microprocesadores para el PC estaba copado por Intel, que arrancando con el 8088 [2],un modesto procesador de 16 bits a 4.77 MHz de velocidad de reloj ( H2), fue sufriendo sucesivas mejoras;  principalmente en lo que respecta a la velocidad (que en el 2001 ha alcanzado más de 1 GHz. para equipos comerciales); capacidad de procesamiento en paralelo; capacidad de los registros; cache interna y facilidades hardware para multiprogramación.
En la imágen adjunta sendas vistas, superiore inferior, de un procesador Intel 80386 de 16 MHz junto con el primitivo 8088.
Nota:  En la actualidad existen procesadores fabricados por otras compañías (IBM, AMD, Cyrix, Etc.) que son compatibles a nivel ensamblador con el juego de instrucciones Intel, lo que permite que no todos los PCs sean necesariamente "Intel inside".
§2  Galería de procesadores "Ilustres"
El cuadro adjunto (referidoexclusivamente a los productos Intel), comprende un resumen de urgencia de la historia de los procesadores utilizados en la informática personal.
Modelo
año
Registros internos (bits)
bus de datos (bits) (1)
Bus de direcc. (bits)
Memoria (4)
Frecuencia externa (2)
Frecuencia interna máxima (3)
Modo
8088
1979
16
8
20
1 MB.
4.77 MHz
14 MHz.
Real
80286
1982
16
16
24
16 MB.
 12.5 MHz.
Real/Prot
80386
1985
32
32
32
4 GB.
 
20 MHz.
Protegido
80486
1989
32
32
32
4 GB.
 
25 MHz.
Protegido
Pentium
1993
32
64
 
4 GB.
 
60 MHz.
Protegido
Pentium-pro
1995
32
64
 
64 GB.
66 MHz
200 MHz
Protegido
Pentium II
1997
32
64
 
64 GB.
66/100 MHz
266 MHz
Protegido
Pentium III
1999
32/128
64
 
64 GB.
 
550 MHz
Protegido
Pentium 42001
32/128
64
 
64 GB.
400 MHz.
2 GHz
Protegido
Pentium M
2003
 
 
 
 
 
 
 
?
 
 
 
 
 
 
?
 
Nota:  Por razones eminentemente comerciales, casi todos los modelos aparecieron en diversas versiones, que se diferenciaban en la frecuencia interna, tamaño de la caché, etc.
(1) Se refiere al bus "externo", que utiliza el procesador para comunicar con el exterior. Internamente el procesador dispone de buses que son de 2 a 4 veces esta anchura.
(2)  Los valores indicados para las frecuencias externas son típicos de los modelos de la época (por tanto aproximados)
(3)  Los valores de frecuencia interna máxima son los correspondientes al momento de la aparición del modelo.
(4)  Se refiere a la máxima memoria accesible directamente.
  Es significativo señalar quetodos son compatibles hacia atrás con sus predecesores, de forma que pueden ejecutar el código objeto escrito para el 8086, el primer ejemplar de esta prolífica saga aparecido en 1978 (no incluido en el cuadro).
En la tabla adjunta se muestran las características principales de los procesadores más utilizados en el 2004.
 
Modelo 
Transistores
Velocidad del núcleo
Caché L2
Velocidad busfrontal
Celeron
7,500,000
1.06 GHz - 2 GHz
256 KB
133 MHz y 400 MHz
Pentium II
7,500,000
233 MHz - 450 MHz
512 KB
100 MHz
Pentium III
9,500,000
450 MHz - 1 GHz
256 KB
133 MHz
Pentium III Xeon
28,100,000
500 MHz - 1 GHz
256 KB - 2 MB
100 MHz
Pentium 4
55,000,000
1.4 GHz - 3.4 GHz
256 KB
800 MHz
K6-II
9,300,000
500 MHz - 550 MHz
N/A
100 MHz
K6-III
21,300,000
400 MHz -...