Los avances tecnológicos nos presentan un escenario donde los componentes reducen su tamaño de forma impresionante, algo a lo que nos hemos acostumbrado y donde pocas veces nos detenemos a analizar todo lo que hay dentro de un microchip; hoy en día hablamos de procesos de 14 y 10 nanómetros e incluso ya hay experimentos sobre los 5 nanómetros, esto significa que dentro de un pequeño procesador hay miles de pequeños transistores que se encargan de realizar diversas tareas, algo que para muchos es imposible de imaginar.
Quien quiera estudiar el funcionamiento de los procesadores sólo necesita buscar información en libros o sitios web donde hay material de sobra, pero para entender el concepto de 'procesador' y verlo en funcionamiento necesitaríamos reducir nuestro tamaño lo suficiente, para que nos permita entrar y ver todos los componentes y procesos, algo que al día de hoy es imposible. Por ello un genio de la informática ha decidido hacer lo contrario, construir un monstruoso procesador del tamaño de su sala de estar al que ha bautizado como 'Megaprocessor'.
La mejor forma de entender el funcionamiento de un procesador
Para James Newman todo empezó como un proyecto personal que buscaba crear un procesador a "escala humana", esto con la finalidad de poder ver y entender todos los procesos que ocurren en el interior de esos pequeños chips. El proyecto arrancó en octubre de 2014 y desde entonces ha ido escribiendo todos los detalles, paso por paso, de la construcción de esta obra en su página web.
Allí podemos ver como ha necesitado una fuerte inversión de tiempo, dinero y esfuerzo, algo que finalmente quedó terminado el pasado mes de junio, y que ahora podemos ver en todo su esplendor gracias a una serie de vídeos y herramientas que nos demuestran que sin querer, el señor Newman creó la herramienta educativa más importante de los últimos años.
El Megaprocessor se basa en transistores, pero no esos pequeñitos que están dentro de un microchip de silicio, sino transistores de gran tamaño que a su vez están conectados a LEDs con el objetivo de saber por dónde pasa el flujo información. En total se necesitaron 40.000 transistores y 10.000 LEDs, por lo que el tamaño de este monstruo es de 10 metros de ancho por 2 metros de alto, ocupando gran parte del espacio de su sala de estar.
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Para ponerlo en perspectiva, la Nvidia GTX 1080 cuenta con 7.200 millones de transistores dentro de un diminuto chip, así que el lograr conectar uno a uno 40.000 transistores en tamaño "real" es toda una hazaña. El objetivo aquí no es tener potencia por lo que la frecuencia máxima es de 20kHz, aunque la operación está ajustada a sólo 8kHz para que así se pueda ver con todo detalle el viaje de los datos a través del procesador.
Pero esto no termina aquí, ya que todo este trabajo conlleva toda una programación, que también está detallada en la web del proyecto, donde ya ha instalado juegos como Tetris para demostrar los detalles de los procesos y la lógica que interviene en un juego aparentemente sencillo. Incluso ha publicado un emulador para quien desee echar un ojo a su funcionamiento y hasta pueda arrancar con la fabricación de su propio Megaprocessor.
Esta es la versión 1.0 del Megaprocessor y ya se prepara para implementar mejoras y nuevas funciones. Mientras tanto podemos admirar un tour guiado por el mismo Newman, quien nos presenta todos los detalles de su creación, un trabajo digno de admiración y respeto.
Más información | Megaprocessor
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20 comentarios
zarider
Impresionante, copio pego el mismo comentario que hice cuando lo publicasteis el 5 de julio:
"Esto es un divulgador científico y no la burbuja que están montando con las charlas TED..."
dragonet80
Muchas gracias por este artículo, no conocía esta máquina. Hace tiempo que le doy vueltas a como hacer una especie de ordenador donde se vean los buses, registros, etc con leds y que pueda ejecutar instrucción a instrucción, para mis alumnos. Pero la idea era hacer algo pequeño y sencillo, con arduino, no un mastodonte como ese. Aunque seguro que me sirve para sacar muchas ideas, pues tenía el proyecto muy estancado.
acerswap
Para estudiar los algoritmos que estoy viendo en Ingenieria de computadores 2 creo que tiene que ser interesante.
Land-of-Mordor
"...esto significa que dentro de un pequeño procesador hay miles de pequeños transistores que se encargan de realizar diversas tareas..."
¿Miles? Sería en la época del Intel 4004, ahora son MILES DE MILLONES.
Gonzalo Lara
Pues yo lo siento mucho pero en este aparato veo más postureo y galería que otra cosa.
Como curiosidad excéntrica está bien y es simpático, pero dudo mucho de la didáctica de este aparato vaya más allá de su impacto visual. Realmente los procesadores no son cosas tan tan complejas como algunos se piensan y para entender su funcionamiento de verdad lo más eficiente es el clásico papel y lápiz.
Al final para no volverse loco lo que hay que hacer es trabajar con diferentes niveles de abstracción.
Empiezas con transistores o diodos o la tecnología que sea para construir puertas lógicas. Una vez que tienes puertas lógicas, los transistores que hay por debajo te da igual y empiezas a construir unidades funcionales sencillas: sumadores, multiplexores, cerrojos, flip-flops... una vez que empiezas a entender como funcionan estas entidades lógicas obviamente ya te has "olvidado" de cuantas puertas logicas tienen por debajo para funcionar, y a su vez también te has olvidado de los transistores que tiene cada puerta para funcionar también.
Y así todo el rato, subiendo el nivel de abstracción. A fin de cuentas, yo siempre digo que un procesador ARM7 es algo que puedes entender pefectamente en una asignatura cuatrimestral de la carrera, y para ello no hacen falta luces de colores.
Se componen de bloques más o menos comprensibles 1que se organizan en diferentes niveles de abstracción. No hace falta ver un transistor unido al siguiente y así 40.000 veces para entender como funciona un procesador.
aaron.cervera.u
Por fin alguien se ha tomado la molestia de tratar de ver qué ocurre más allá en el procesador. Los libros y sitios web están por demás bien para estudiar, pero si quieren realmente "jugar" con los componentes y verlo visualmente, pienso que es realmente fabuloso.
¿Cuándo veremos un Core i7 del tamaño de una sala? A pensar.
miguelangelnet
La solución está en la realidad virtual. Más barato y todos podrían tener su "procesador de tamaño de habitación" en casa, o donde quisiera verlo, a tamaño real, e incluso se podría crear foto realista.
Usuario desactivado
Vale, muy portable no es, pero tiene whatsup?