La unidad central de procesamiento (CPU) es el componente del ordenador responsable de interpretar y ejecutar la mayoría de los comandos desde el hardware y software del ordenador.
Todo tipo de dispositivos utilizan una CPU, incluyendo ordenadores de sobremesa, portátiles y tabletas, teléfonos inteligentes… incluso su televisor de pantalla plana.
Intel y AMD son los dos fabricantes de CPU más populares para equipos de sobremesa, portátiles y servidores, mientras que Apple, NVIDIA y Qualcomm son grandes fabricantes de smartphones y CPU para tabletas.
Puede ver muchos nombres diferentes usados para describir la CPU, incluyendo procesador, procesador de computadora, microprocesador, procesador central y «el cerebro de la computadora».
Los monitores de ordenador o discos duros a veces se denominan muy incorrectamente como la CPU, pero esas piezas de hardware sirven para propósitos completamente diferentes y no son de ninguna manera la misma cosa que la CPU.
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Cómo es una CPU y dónde está ubicada
Una CPU moderna suele ser pequeña y cuadrada, con muchos conectores metálicos cortos y redondeados en su parte inferior. Algunas CPUs antiguas tienen pines en lugar de conectores metálicos.
La CPU se conecta directamente a un «zócalo» de la CPU (o a veces a una «ranura») en la placa base. La CPU se inserta en el zócalo con la clavija hacia abajo, y una pequeña palanca ayuda a asegurar el procesador.
Después de un corto periodo de tiempo, las CPUs modernas pueden calentarse mucho. Para ayudar a disipar este calor, casi siempre es necesario conectar un disipador de calor y un ventilador directamente encima de la CPU. Típicamente, estos vienen con la compra de una CPU.
Otras opciones de enfriamiento más avanzadas también están disponibles, incluyendo kits de enfriamiento por agua y unidades de cambio de fase.
Como se mencionó anteriormente, no todas las CPUs tienen pines en la parte inferior, pero en las que lo hacen, los pines se doblan fácilmente. Tenga mucho cuidado al manipularlo, especialmente al instalarlo en la placa base.
Velocidad de reloj de la CPU
La velocidad de reloj de un procesador es el número de instrucciones que puede procesar en un segundo dado, medido en gigahercios (GHz).
Por ejemplo, una CPU tiene una velocidad de reloj de 1 Hz si puede procesar una instrucción cada segundo. Extrapolando esto a un ejemplo del mundo real: una CPU con una velocidad de reloj de 3.0 GHz puede procesar 3 billones de instrucciones cada segundo.
Núcleos de CPU
Algunos dispositivos tienen un procesador de un solo núcleo, mientras que otros pueden tener un procesador de doble núcleo (o de cuatro núcleos, etc.). Como ya podría ser evidente, tener dos unidades procesadoras trabajando juntas significa que la CPU puede gestionar simultáneamente dos veces las instrucciones cada segundo, mejorando drásticamente el rendimiento.
Algunas CPUs pueden virtualizar dos núcleos para cada uno de los núcleos físicos disponibles, conocidos como Hyper-Threading. Virtualizar significa que una CPU con sólo cuatro núcleos puede funcionar como si tuviera ocho, con los núcleos adicionales de CPU virtual referidos como separados threads. Sin embargo, los núcleos físicos funcionan mejor que los virtuales .
Si la CPU lo permite, algunas aplicaciones pueden usar lo que se llama multithreading. Si un hilo se entiende como una sola pieza de un proceso informático, el uso de varios hilos en un único núcleo de CPU significa que se pueden entender y procesar más instrucciones a la vez. Algunos programas pueden aprovechar esta función en más de un núcleo de CPU, lo que significa que se pueden procesar más instrucciones simultáneamente.
Ejemplo: Intel Core i3 frente a i5 frente a i7
Para un ejemplo más específico de cómo algunas CPUs son más rápidas que otras, veamos cómo Intel ha desarrollado sus procesadores.
Al igual que probablemente sospecharías por su nombre, los chips Intel Core i7 funcionan mejor que los chips i5, que funcionan mejor que los chips i3. Por qué uno se desempeña mejor o peor que otros es un poco más complejo, pero aún así es bastante fácil de entender.
Los procesadores Intel Core i3 son procesadores de doble núcleo, mientras que los chips i5 e i7 son de cuatro núcleos.
Turbo Boost es una característica de los chips i5 e i7 que permite al procesador aumentar la velocidad de su reloj por encima de la velocidad base, como de 3,0 GHz a 3,5 GHz, siempre que sea necesario. Los chips Intel Core i3 no tienen esta capacidad. Los modelos de procesador que terminan en «K» pueden ser overclocked, lo que significa que esta velocidad de reloj adicional puede ser forzada y utilizada todo el tiempo.
Hyper-Threading, como se mencionó anteriormente, permite procesar los dos hilos por cada núcleo de CPU. Esto significa que los procesadores i3 con soporte de Hyper-Threading sólo soportan cuatro hilos simultáneos (ya que son procesadores de doble núcleo). Los procesadores Intel Core i5 no son compatibles con Hyper-Threading, lo que significa que también pueden trabajar con cuatro subprocesos al mismo tiempo. Los procesadores i7, sin embargo, son compatibles con esta tecnología y, por lo tanto, pueden procesar 8 subprocesos al mismo tiempo.
Debido a las restricciones de energía inherentes a los dispositivos que no tienen un suministro continuo de energía (productos alimentados por batería como teléfonos inteligentes, tabletas, etc.), sus procesadores -independientemente de si son i3, i5 o i7- se diferencian de las CPUs de escritorio en que tienen que encontrar un equilibrio entre rendimiento y consumo de energía.
Más información sobre CPUs
Ni la velocidad del reloj, ni simplemente el número de núcleos de CPU, es el único factor que determina si una CPU es «mejor» que otra. A menudo depende más del tipo de software que se ejecuta en el ordenador, es decir, de las aplicaciones que utilizarán la CPU.
Una CPU puede tener una velocidad de reloj baja pero es un procesador de cuatro núcleos, mientras que otra tiene una velocidad de reloj alta pero es sólo un procesador de dos núcleos. Decidir qué CPU superaría a la otra, de nuevo, depende enteramente de para qué se está usando la CPU.
Por ejemplo, un programa de edición de vídeo que requiere CPU y que funciona mejor en varios núcleos de CPU va a funcionar mejor en un procesador multinúcleo con bajas velocidades de reloj que en una CPU de un solo núcleo con altas velocidades de reloj. No todos los programas, juegos, etc. pueden incluso aprovechar más de uno o dos núcleos, lo que hace que los núcleos de CPU disponibles sean bastante inútiles.
Otro componente de una CPU es la caché. La caché de la CPU es como un lugar de almacenamiento temporal para los datos de uso común. En lugar de llamar a la memoria de acceso aleatorio (RAM) para estos elementos, la CPU determina qué datos parece que sigue usando, asume que querrá mantenerlos usándolos y los almacena en la caché. La caché es más rápida que el uso de RAM porque es una parte física del procesador; más caché significa más espacio para almacenar dicha información.
El que su computadora pueda ejecutar un sistema operativo de 32 o 64 bits depende del tamaño de las unidades de datos que la CPU pueda manejar. Se puede acceder a más memoria de una vez y en piezas más grandes con un procesador de 64 bits que con uno de 32 bits, por lo que los sistemas operativos y las aplicaciones que son específicas de 64 bits no pueden ejecutarse en un procesador de 32 bits.
Puede ver los detalles de la CPU de un ordenador, junto con otra información de hardware, con la mayoría de las herramientas de información de sistema gratuitas.
Cada placa base soporta sólo un cierto rango de tipos de CPU, así que siempre consulte con el fabricante de su placa base antes de realizar una compra. Las CPUs no siempre son perfectas, por cierto. Este artículo explora lo que puede salir mal con ellos.
