El procesador multinúcleo, ¿Es siempre lo mejor para acelerar los cálculos?

Los microprocesadores de múltiples núcleos han estado disponibles en computadoras personales durante más de una década.

La razón es que los microprocesadores estaban llegando a limitaciones físicas en términos de velocidad de reloj y con qué eficacia podían enfriarse y mantener la precisión constante.

Al pasar a núcleos adicionales en el chip de procesador único, los fabricantes evitaron los problemas con las velocidades de reloj al multiplicar efectivamente la cantidad de datos que el procesador multinúcleo podría manejar.

Cuando fueron lanzados originalmente, solo eran dos núcleos en una sola CPU, pero ahora hay opciones para cuatro, seis e incluso ocho núcleos y más.

Además de esto, existe la tecnología Hyper-Threading de Intel que prácticamente duplica los núcleos que visualiza el sistema operativo.

Tener dos núcleos en un único microprocesador siempre ha tenido beneficios tangibles gracias a la naturaleza multitarea de los sistemas operativos modernos.

Después de todo, puedes estar navegando por la web o escribir un documento mientras se ejecuta en segundo plano un programa antivirus.

La verdadera pregunta que muchos usuarios se hacen con este componente de hardware, es si tener más de dos microprocesadores es realmente un beneficio y de ser así, ¿Cuántos núcleos son necesarios?

procesador multinucleo


La tecnología Hyper Threading (Subprocesos)

Antes de entrar en detalles sobre los beneficios y desventajas del procesador multinúcleo, es importante entender el concepto de la tecnología Hyper Threading, que hace referencia a los hilos (subprocesos) de un microprocesador.

Un hilo es simplemente una sola secuencia de datos de un programa a través del microprocesador en la PC. Cada aplicación genera sus propios o múltiples hilos dependiendo de cómo se está ejecutando.

Con la función de multitarea, un procesador de un solo núcleo solo puede procesar un solo subproceso a la vez, por lo que el sistema cambia rápidamente entre los subprocesos para procesar los datos de una manera aparentemente simultánea.

La ventaja de tener un microprocesador de múltiples núcleos es que el sistema puede manejar más de un hilo. Cada núcleo puede manejar una secuencia de datos por separado. Esto aumenta en gran medida el rendimiento de un sistema que ejecuta aplicaciones concurrentes.

Dado que los servidores tienden a ejecutar múltiples aplicaciones en un momento determinado, originalmente esta función se desarrolló allí, pero a medida que las computadoras personales se volvieron más complejas y aumentaron las tareas múltiples, también se beneficiaron de tener núcleos adicionales.

Subprocesos dependientes del software

Si bien el concepto de procesadores multinúcleos suena muy atractivo, hay una gran advertencia por esta capacidad. Para que se puedan ver los verdaderos beneficios de múltiples microprocesadores, el software que se ejecuta en la computadora debe estar escrito en un lenguaje adecuado para admitir el subprocesamiento múltiple.

Sin un software que soporte tal característica, los hilos se ejecutarán principalmente a través de un solo núcleo, degradando así la eficiencia.

Después de todo, si solo pueden ejecutarse en un solo núcleo con un procesador de cuatro núcleos, en realidad puede ser más rápido ejecutarlo en un microprocesador de doble núcleo con velocidades de reloj base más altas.

Afortunadamente, todos los principales sistemas operativos actuales tienen capacidad de subprocesamiento múltiples. Pero el microprocesador multihilo, también debe escribirse en el software de la aplicación.

Afortunadamente, el soporte para procesadores multihilo en el software de consumo ha mejorado mucho, pero para muchos programas simples, el soporte de subprocesos múltiples aún no se implementa debido a la complejidad.

Por ejemplo, es poco probable que un programa de correo o un navegador web vea grandes beneficios con la función multihilo como por ejemplo, un programa de edición gráfica o de videos en el que la computadora realice cálculos complejos.

Un buen ejemplo para explicar esto es observar un juego típico de PC. La mayoría de los juegos requieren algún tipo de motor de representación para demostrar lo que está sucediendo en el juego. Además de esto, existe algún tipo de inteligencia artificial para controlar los eventos y los personajes en el juego.

Con un solo núcleo, ambos deben funcionar intercambiando entre las dos. Esto no es necesariamente eficiente. Si el sistema tuviera múltiples microprocesadores, el renderizado y la IA podrían ejecutarse en un núcleo por separado. Esto parece una situación ideal para un procesador multinúcleo.

Este es un excelente ejemplo de cómo múltiples hilos pueden beneficiar a un programa. Pero en ese mismo ejemplo, ¿Pueden ser cuatro núcleos en un procesador mejores que dos? Esta es una pregunta muy difícil de responder ya que depende en gran medida del software.

Por ejemplo, muchos juegos tienen muy poca diferencia de rendimiento entre dos y cuatro núcleos. Básicamente, no hay juegos que vean beneficios tangibles más allá de cuatro núcleos de un procesador. Volviendo a los ejemplos del correo electrónico o la navegación web, incluso los microprocesadores quad-core no tendrán ningún beneficio real.

Por otro lado, un programa de codificación de video que transcodifica videos, probablemente verá enormes beneficios, ya que la renderización de fotogramas individuales se puede pasar a diferentes núcleos y luego el software puede recopilarlos en una sola transmisión.

Por lo tanto, tener ocho núcleos será incluso más beneficioso que tener cuatro.

Velocidades de reloj

Una característica que se mencionó brevemente es la velocidad de reloj. La mayoría de las personas todavía están familiarizadas con el hecho de que cuanto mayor sea la velocidad del reloj, más rápido será el microprocesador.

Las velocidades de reloj se vuelven más nebulosas cuando también se trata de múltiples núcleos. Esto tiene que ver con el hecho de que el procesador ahora puede procesar múltiples hilos de datos debido a los núcleos extra, pero cada uno de esos núcleos se ejecutará a velocidades más bajas debido a las restricciones térmicas.

Por ejemplo, un procesador de doble núcleo puede tener velocidades de reloj base de 3.5 GHz por cada procesador, mientras que un microprocesador de cuatro núcleos solo puede funcionar a 3.0 GHz.

Con solo observar un solo núcleo en cada uno de ellos, el procesador de doble núcleo será aproximadamente un 14% más rápido que en el quad-core.

Por lo tanto, si tienes un programa de un solo subproceso, el procesador de doble núcleo será realmente lo mejor. Por otra parte, si tienes algo que puede utilizar los cuatro procesadores, como la transcodificación de video, entonces el microprocesador de cuatro núcleos será en realidad un 70% más rápido que ese microprocesador de doble núcleo.

Entonces, ¿Qué significa todo esto? Bueno, tienes que analizar de cerca al procesador y también al software para tener una buena idea de cómo funcionará en general. En general, un microprocesador multinúcleo es una mejor opción, pero eso no significa necesariamente que tendrá un mejor rendimiento en general.

Conclusiones acerca del procesador multinúcleo

En su mayor parte, tener un procesador de recuento de núcleos más alto, generalmente es algo bueno, pero es un asunto muy complicado. En su mayor parte, un procesador de doble o cuádruple núcleo de potencia, será más que suficiente para un usuario con una computadora básica.

La mayoría de los consumidores no verán beneficios tangibles al ir más allá de los cuatro núcleos en un microprocesador, ya que hay muy poco software que pueda aprovecharlo, obviamente a excepción de las aplicaciones más exigentes y los videojuegos de alta calidad gráfica.

Los únicos usuarios que deberían considerar estos microprocesadores de múltiples núcleos, son aquellos que realizan tareas tales como la edición de videos o los programas más complejos de ciencia y matemáticas.

Debido a esto, se recomienda encarecidamente que consultes en profundidad lo que realmente necesitas para que tu PC sea más rápida, ya que esto te dará una mejor mejor idea qué tipo de microprocesador se adaptará mejor a tus necesidades informáticas.


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