¿Qué es CPU? Son las siglas de Unidad Central de Proceso, y es un componente de hardware de la computadora que se encarga de interpretar y ejecutar la mayoría de los comandos de los componentes del hardware y del software para ofrecer una respuesta.

Todas las clases de dispositivos utilizan una CPU, donde se incluyen las computadoras de escritorio, portátiles, tabletas, teléfonos inteligentes e incluso televisores HD.

Intel y AMD son los dos fabricantes de unidades centrales de procesamiento más populares para equipos de escritorio, portátiles y servidores, mientras que Apple, NVIDIA y Qualcomm son los grandes fabricantes de CPU de teléfonos inteligentes y tabletas.

Es posible que notes muchos nombres distintos para describir una CPU, incluido procesadores en general, como el procesador de la computadora, el microprocesador, el procesador central y ‘los cerebros de la computadora’.

Los monitores para computadora o los discos duros a veces se refieren muy incorrectamente a la unidad central de proceso, aunque estas piezas de hardware sirven para propósitos completamente diferentes y de ninguna manera tienen que ver con la CPU.

¿Qué es la unidad central de procesamiento principalmente? Para aclarar, la unidad central de procesos maneja todas las instrucciones que recibe del hardware y del software, y que finalmente se ejecutan en una PC.

Por ejemplo, la CPU procesa las instrucciones para usar un navegador web, de esta manera, para abrir y mostrar esta página web en pantalla.

unidad central de proceso


¿Cuál es la Unidad Central de Proceso y dónde se encuentra?

Una Unidad Central de Proceso (CPU) suele ser un dado cuadrado y pequeño con muchos conectores cortos, redondos y metálicos en su parte inferior. Algunas más antiguas tienen pines en lugar de conectores metálicos.

La CPU se conecta directamente a un zócalo de la placa base. Se inserta en el zócalo del lado de los pines hacia abajo y una pequeña palanca permite asegurar al procesador para que quede inmóvil.

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Después de funcionar incluso por poco tiempo, las unidades de procesamiento pueden calentarse mucho. Para ayudar a disipar este calor, casi siempre es necesario conectar un disipador de calor y un ventilador directamente en la parte superior de este componente. Por lo general, estos vienen incluidos en la caja del microprocesador.

Otras opciones de refrigeración más avanzadas también están disponibles, incluidos los kits de refrigeración líquida y las unidades de cambio de fase.

Como se mencionó anteriormente, no todas las unidades centrales de proceso tienen pines en su parte inferior, que se pueden doblar fácilmente al maniobrarlo, hay que tener mucho cuidado con su manipulación, especialmente cuando lo instales en la placa base por primera vez.

Parte frontal y posterior de un microprocesador

La imagen anterior es un ejemplo de cómo puede verse la parte inferior y superior de un microprocesador AMD Ryzen. Este se coloca y asegura en un zócalo de CPU compatible que se encuentra en la placa base principal.

Los microprocesadores producen calor, por lo que están cubiertos de un disipador de calor para mantenerlos frescos y funcionando sin problemas y así ayudar a transferir el calor entre la unidad central de procesos y el disipador propiamente dicho.

Volviendo a la imagen anterior, el chip de la CPU generalmente es cuadrado con una esquina con muescas para ayudar a asegurarse que esté correctamente insertado en su zócalo.

En la parte inferior del chip hay cientos de clavijas de conexión que corresponden a los orificios del zócalo. Hoy en día, la mayoría de las CPU son muy similares en aspecto a la imagen anterior.

A lo largo de los años, hubo varios tipos de conectores en las placas bases. Cada zócalo solo admite tipos específicos de procesadores y cada uno tiene su propio diseño de pines.

¿Qué función cumple la CPU?

La función principal de la unidad central de procesamiento de una computadora es tomar la entrada de un periférico (teclado, mouse, impresora, monitor, etc.) o cualquier programa de computadora e interpretar lo que necesita.

Luego, la CPU envía información hacia el monitor o impresora, o realiza la tarea correspondiente hacia el periférico que la solicita.

Componentes de la CPU

En la unidad central del proceso de cálculo, hay dos componentes principales:

  • ALU (Unidad Lógica Aritmética): realiza operaciones matemáticas, lógicas y de decisión.
  • CU (Unidad de Control): dirige todas las operaciones del procesador.

Ciclo del proceso de una CPU

A lo largo de la historia con los microprocesadores de computadoras, la velocidad del reloj y las capacidades de la CPU han mejorado dramáticamente.

Por ejemplo, el primer microprocesador fue Intel 4004 que se lanzó el 15 de noviembre de 1971, tenía 2.300 transistores y realizaba 60.000 operaciones por segundo. El procesador Intel Pentium tiene 3.300.000 transistores y realiza alrededor de 188.000.000 instrucciones por segundo.

Tipos de CPU

En el pasado, los procesadores de computadoras usaban números para identificarlos y así ayudar a identificar los más rápidos.

Por ejemplo, Intel 80486 (486) es más rápido que Intel 80386 (386). Después de la introducción del Intel Pentium (que técnicamente sería el 80586), todas las CPU para PC comenzaron a usar nombres como Athlon, Duron, Pentium y Celeron.

Hoy en día, además de los diferentes nombres de los microprocesadores de PC, existen diferentes arquitecturas (32 bits y 64 bits), velocidades y capacidades.

A continuación se muestra una lista de los tipos más comunes de procesadores para computadoras domésticas o comerciales:

Procesadores AMD

En esta tabla se muestra una lista de microprocesadores AMD, cada columna especifica de izquierda a derecha, los modelos más antiguos a los más nuevos.

K6-2 Sempron Turion 64 Phenom X3 Athlon II
K6-III Athlon 64 Athlon 64 X2 Athlon 6-series E2 series
Athlon Mobile Athlon 64 Turion 64 X2 Athlon 4-series A4 series
Duron Athlon XP-M Phenom FX Athlon X2 A6 series
Athlon XP Athlon 64 FX Phenom X4 Phenom II A8 series
A10 series

Procesadores Intel

En esta tabla se muestra una lista de microprocesadores Intel, cada columna especifica de izquierda a derecha, los modelos más antiguos a los más nuevos.

4004 Pentium Pentium 4 Pentium Extreme Edition Core i3
8080 Pentium w/ MMX Mobile Pentium 4-M Core Duo Core i5
8086 Pentium Pro Pentium D Core 2 Duo Core i7
8087 Pentium II Core i9
8088 Celeron
80286 (286) Pentium III
80386 (386) Pentium M
80486 (486) Celeron M

Las series AMD Opteron e Intel Itanium y Xeon, son procesadores que se utilizan en servidores y estaciones de trabajo de alta gama.

Algunos dispositivos móviles, como teléfonos inteligentes y tabletas, usan CPU ARM. Estas CPU son más pequeñas, requieren menos energía y generan menos calor.

Preguntas frecuentes

¿Qué tan rápido transfiere datos una CPU?

Al igual que con cualquier dispositivo que utiliza señales eléctricas, los datos viajan muy cerca de la velocidad de la luz, que son 299.792.458 m/s.

Qué tan cerca de la velocidad de la luz puede llegar una señal, depende del medio (metal en alambre) a través del cual viaja. La mayoría de las señales eléctricas viajan entre un 75% y un 90% la velocidad de la luz.

¿Podría usarse una GPU en lugar de una CPU?

No. Aunque las GPU pueden realizar muchas de las mismas funciones que una CPU, carecen de la capacidad para realizar las funciones requeridas por algunos sistemas operativos y software.

¿Podría funcionar una computadora sin CPU?

No. Todas las computadoras requieren algún tipo de unidad de proceso de cálculos para su correcto funcionamiento.

¿Qué función cumple la velocidad del reloj en una CPU?

La velocidad del reloj en una CPU es la cantidad de instrucciones que puede procesar en un segundo determinado medido en Gigahertz (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 más real: una unidad central de procesamiento con una velocidad de reloj de 3.0 GHz puede procesar 3 mil millones de instrucciones por segundo.

¿Qué son los núcleos de una unidad central de proceso de una computadora?

Algunos dispositivos tienen un procesador de un solo núcleo, mientras que otros pueden tener un procesador de doble núcleo (o cuatro u ocho núcleos).

Como ya podría ser evidente, tener dos procesadores trabajando lado a lado significa que la CPU puede administrar simultáneamente el doble de instrucciones por segundo, lo que mejora drásticamente el rendimiento.

Algunas unidades centrales de procesamiento pueden virtualizar dos núcleos por cada núcleo físico disponible, función conocida como Hyper-Threading.

La virtualización significa que una CPU con solo cuatro núcleos puede funcionar como si tuviera ocho mediante los núcleos de CPU virtuales adicionales denominados hilos o subprocesos. Sin embargo los núcleos físicos, funcionan mejor que los virtuales.

Si la CPU lo permite, algunas aplicaciones pueden utilizar lo que se denomina Multi-Threading. Si un hilo se entiende como una sola parte del procesamiento de una computadora, entonces usar múltiples 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 con más de un núcleo de CPU, lo que significa que se pueden procesar aún más instrucciones simultáneamente.

Ejemplos de una CPU Intel Core i3 vs i5 vs i7

Para un ejemplo más específico de cómo algunas unidades centrales de proceso son más rápidas que otras, veamos cómo Intel ha desarrollado sus microprocesadores.

Tal como probablemente sospecharías de su nombre, los chips i7 de Intel Core funcionan mejor que los chips i5, que a su vez funcionan mejor que los chips i3. Por qué uno se desempeña mejor o peor que otros es un tema un poco más complejo, aunque aún así es bastante fácil de entender. 

Los procesadores Intel Core i3 son de doble núcleo, mientras que los chips i5 e i7 son de cuatro núcleos.

La tecnología Turbo Boost es una característica de los chips i5 e i7 que permite que el microprocesador aumente su velocidad de reloj más allá de su velocidad base, como de 3.0 GHz a 3.5 GHz, siempre que lo necesites. Los chips Intel Core i3 no tienen esta capacidad.

Los modelos de procesador que terminan en ‘K’ pueden ser overclockeados, lo que significa que esta velocidad de reloj adicional puede forzarse y utilizarse todo el tiempo.

La función Hyper-Threading como se mencionó anteriormente, permite procesar dos hilos por cada núcleo de CPU. Esto significa que los procesadores i3 con Hyper-Threading de Intel admiten solo 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 hilos al mismo tiempo.

Sin embargo, los procesadores i7 soportan esta tecnología y por lo tanto (al ser de cuatro núcleos) pueden procesar ocho hilos simultáneamente.

Debido a las restricciones de energía inherentes a los dispositivos que no tienen un suministro continuo de energía (productos alimentados por batería como son los teléfonos inteligentes, tabletas, etc.), sus procesadores, independientemente de si son i3, i5 o i7, difieren de las PC de escritorio.

Las unidades centrales de procesamiento tienen que encontrar un equilibrio entre el rendimiento y el consumo de energía.

Análisis final

Ni la velocidad del reloj ni el número de núcleos de la unidad central del procesador son el único factor que determina si es mejor que otro. Normalmente depende más del tipo de software que se ejecuta en la computadora o de las aplicaciones que utilizará dicha 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 solo un procesador de doble núcleo. Decidir qué CPU superará a la otra, de nuevo, depende completamente para qué se utilizará.

Por ejemplo, un programa de edición de video que requiera una CPU que funcione mejor en múltiples núcleos, 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, entre otras aplicaciones pueden aprovechar más que uno o dos núcleos, lo que hace que los núcleos de una unidad central de procesamiento disponibles sean bastante inútiles.

Otro componente de una unidad de proceso central es la memoria caché. La memoria caché es como un lugar de espera temporal para los datos comúnmente utilizados.

En lugar de llamar a la Memoria de Acceso Aleatorio (RAM) para estos propósitos, la CPU determina qué datos deberá seguir usando, suponiendo en caso que los quiera seguir usando y así almacenarlos en la caché.

La memoria caché es más rápida que el uso de la memoria RAM porque es una parte física del microprocesador; más caché significa más espacio para almacenar dicha información.

Si tu computadora puede 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 a la vez y en partes más grandes con un procesador de 64 bits que con uno de 32 bits, razón por la cual los sistemas operativos y las aplicaciones que son específicas de 64 bits no pueden ejecutarse en un microprocesador de 32 bits.

Cada placa base solo admite un cierto rango de tipos de CPU, por lo que siempre deberás consultar con el fabricante de la placa base antes de realizar una compra.

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