Es cierto que si gasta miles de dólares para comprar el procesador más caro disponible en el mercado en un momento dado, superará a las alternativas. Pero es posible que solo funcione entre un 5 y un 10 por ciento mejor que la CPU del siguiente nivel, que es varios cientos de dólares más barata. Por lo tanto, es importante conocer los factores que afectan el rendimiento de la CPU para que pueda tomar una mejor decisión de compra.
¿Qué es la CPU?
La CPU (Unidad central de procesamiento), a veces conocida como “procesador”, es uno de los componentes más importantes de un sistema informático. Dado que es el cerebro del sistema informático, su tarea es encargarse de todo el cálculo de datos y asegurarse de que se procesen en el menor tiempo posible.
La CPU no es algo que se pueda ver desde el exterior de la computadora. De hecho, no podrá ver la CPU en una computadora preensamblada. Para verlo, debe quitar la cubierta de la computadora, desenchufar el cable y quitar el disipador de calor (y el ventilador), y solo entonces podrá ver la superficie de la CPU. La forma de la CPU es un pequeño chip cuadrado con muchos pines de contacto debajo.
Las siguientes imágenes muestran la parte posterior y superior de una CPU.
Cómo funciona la CPU
Para mantenerlo simple, el funcionamiento de una CPU se puede ilustrar con los siguientes tres pasos:
Cuando hace clic para ejecutar un programa, la instrucción sin procesar primero se recupera del disco duro (a veces de la memoria) y se envÃa a la CPU para su procesamiento. Cuando la CPU recibe la instrucción, ejecutará la lógica y calculará el resultado. Cuando el procesador ha terminado de procesar, envÃa el resultado al dispositivo respectivo para que se envÃe al usuario.
Aunque pueda parecer sencillo, los tres pasos deben completarse en segundos. Un retraso en cualquiera de estos pasos resultará en un retraso en la computadora.
Frecuencia de reloj
Cada CPU está equipada con un reloj interno que le da un “ritmo” de trabajo. “Velocidad de reloj”, también conocida como “Velocidad de reloj”, se refiere a la cantidad de operaciones que la CPU puede realizar en un solo segundo.
Este es el número en Hz (hercios y, por extensión, megahercios y gigahercios vistos como MHz y GHz) que suele ver junto al nombre de una CPU.
El problema es que para ir más rápido, tienes que empujar más electricidad a través de una CPU y produce calor. Después del lÃmite superior de 4 GHz, es difÃcil mantener una CPU lo suficientemente frÃa.
El rendimiento de una CPU en Hz afecta principalmente a las aplicaciones de un solo subproceso. La mayorÃa de las aplicaciones modernas, como los populares navegadores Chrome y Firefox, están diseñadas para aprovechar múltiples núcleos (más sobre esto en la siguiente sección) e hilos, en lugar de solo depender de la velocidad del reloj. En general, la computadora funcionarÃa mejor en una CPU con múltiples núcleos pero velocidades de reloj más lentas que una más rápida pero de un solo núcleo.
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Numero de nucleos
A medida que se hacÃa cada vez más difÃcil aumentar la velocidad real, los fabricantes de CPU decidieron agregar capacidad multitarea agregando más núcleos a la CPU.
Es un perjuicio describir los procesadores multinúcleo como el equivalente de “fusionar dos o más procesadores en un solo paquete”. Pueden verse asà para el consumidor promedio, pero su diseño real es mucho más inteligente que simplemente pegar dos procesadores uno al lado del otro.
Al coexistir en el mismo cubo, los núcleos individuales de una CPU multinúcleo comparten ciertos recursos, tanto para reducir los costos de fabricación como para mejorar el rendimiento. Por ejemplo, pueden compartir un pedazo de caché, las conexiones a otros elementos en una placa base, etc.
Los procesadores multinucleares pueden ser homogéneos o heterogéneos. Los procesadores homogéneos contienen dos o más núcleos idénticos. Los procesadores heterogéneos contienen núcleos de diferentes tipos. Por ejemplo, los procesadores de los teléfonos inteligentes modernos suelen contener un núcleo central que es mejor para las operaciones generales y varios más pequeños que ayudan con la fotografÃa, la IA, etc.
Con los fabricantes de CPU poniendo su atención en agregar más núcleos en lugar de empujar aún más el lÃmite de GHz, siguieron el software y los sistemas operativos modernos. La mayorÃa del software moderno ya utiliza múltiples núcleos, pero aún puede encontrar muchas herramientas, aplicaciones e incluso juegos que funcionan mejor a mayor velocidad con un solo núcleo que con múltiples núcleos. Esto se debe a que ciertas cargas de trabajo simplemente no pueden paralelizarse, dividirse en partes más pequeñas y distribuirse en varios núcleos.
caché y arquitectura
En los dÃas de los 8 bits, la memoria RAM de una computadora era lo suficientemente rápida como para proporcionar a una CPU todo lo que necesitaba. A medida que las CPU continuaron aumentando su velocidad, la RAM comenzó a ponerse al dÃa. Fue entonces cuando se introdujo el caché en la mezcla.
Se agrega un caché, que en realidad es una memoria pequeña y extremadamente rápida, a la CPU para almacenar instrucciones inmediatas de la RAM. Debido a que el caché se ejecuta a la misma velocidad que la CPU, puede proporcionar información rápidamente a la CPU en el menor tiempo posible y sin demora.
Hay diferentes niveles de caché. El caché de nivel 1 (L1) es la forma más básica de caché y se encuentra en cada CPU. El caché de nivel 2 (L2) tiene un tamaño de memoria más grande y se usa para almacenar instrucciones más inmediatas. En general, el caché L1 almacena en caché el caché L2, que a su vez almacena en caché la RAM, que a su vez almacena en caché los datos del disco duro. Con la nueva tecnologÃa multinúcleo, hay incluso una caché L3 o L4 que es más grande y se comparte entre los diferentes núcleos.
Vale la pena señalar que pueden volverse menos importantes en el futuro si alguien encuentra una manera de acelerar significativamente la conexión entre la CPU y la RAM. Mencionamos esto porque AMD EnergÃa de alguna manera han logrado lograr esto y es una de las razones por las que su próxima generación de procesadores de arquitectura Zen es emocionante.
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Los anteriores son los factores que afectan el rendimiento de la CPU. Es posible que también desee conocer las diferencias entre un procesador Intel y AMD y cómo elegir un procesador AMD.
