Es cierto que si gasta miles de dólares para comprar la CPU más cara disponible en el mercado en cualquier momento, funcionará mejor que las alternativas. Sin embargo, 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. Al ser el cerebro del sistema informático, su tarea es encargarse del cálculo de todos los 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 PC completamente ensamblada. Para verlo, debe quitar la carcasa de la computadora, desconectar 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 muchas clavijas debajo.
Las imágenes a continuación muestran la parte posterior y superior de una CPU.
Cómo funciona la CPU
Para mantenerlo simple, la forma en que funciona una CPU se puede ilustrar con los siguientes tres pasos:
- Cuando hace clic para ejecutar una aplicación, la instrucción sin procesar primero se obtiene del disco duro (a veces de la memoria) y se envía a la CPU para su procesamiento.
- Cuando la CPU recibe la instrucción, ejecutará la lógica y calculará el resultado.
- Una vez que la CPU termine de procesar, enviará el resultado al dispositivo respectivo para enviarlo al usuario.
Si bien puede parecer fácil, los tres pasos deben completarse en unos pocos segundos. Un retraso en cualquiera de estos pasos resultará en un retraso en la computadora.
Velocidad de reloj
Cada CPU está equipada con un reloj interno que le proporciona un «ritmo» de trabajo. La «Velocidad del reloj», también conocida como «Velocidad del 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 impulsar más electricidad a través de una CPU y eso produce calor. Después del techo máximo de 4 GHz, es difícil mantener una CPU adecuadamente enfriada.
El rendimiento de una CPU en Hz afecta principalmente a las aplicaciones de un solo subproceso. La mayoría del software moderno, como los populares navegadores Chrome y Firefox, está diseñado para aprovechar múltiples núcleos (más sobre esto en la siguiente sección) e hilos, en lugar de depender únicamente de la velocidad del reloj. Por lo general, la computadora funcionaría mejor en una CPU con múltiples núcleos pero velocidades de reloj más lentas que en una más rápida pero de un solo núcleo.
Numero de nucleos
Dado que aumentar la velocidad real se volvió cada vez más difícil de lograr, los fabricantes de CPU decidieron agregar capacidades multitarea agregando más núcleos a la CPU.
Es un perjuicio describir las CPU multinúcleo como el equivalente de «golpear dos o más CPU juntas en el mismo paquete». Pueden verse así para el consumidor promedio, pero sus diseños reales son mucho más inteligentes que simplemente pegar dos CPU una al lado de la otra.
Al coexistir en el mismo troquel, los núcleos individuales de una CPU multinúcleo comparten algunos recursos, tanto para reducir los costos de fabricación como para mejorar el rendimiento. Por ejemplo, pueden compartir una parte de la memoria caché, las conexiones a otros elementos en una placa base, etc.
Las CPU multinúcleo pueden ser homogéneas o heterogéneas. Las CPU homogéneas contienen dos o más núcleos idénticos. Las CPU heterogéneas contienen núcleos de diferentes tipos. Por ejemplo, las CPU de los teléfonos inteligentes modernos suelen incluir un núcleo central que es mejor para las operaciones generales y varios más pequeños que ayudan con la fotografía, la IA, etc.
Con los fabricantes de CPU poniendo su atención en agregar más núcleos en lugar de seguir presionando el límite de GHz, el software y los sistemas operativos modernos siguieron su ejemplo. La mayoría del software moderno ya aprovecha los múltiples núcleos, pero aún puede encontrar muchas herramientas, aplicaciones e incluso juegos que funcionan mejor con una mayor velocidad de un solo núcleo que con varios núcleos. Esto sucede porque algunas cargas de trabajo simplemente no se pueden paralelizar, dividir en partes más pequeñas y distribuir entre varios núcleos.
Caché y Arquitectura
En los días 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 seguían acelerándose, la RAM comenzó a ponerse al día. Fue entonces cuando se introdujo el caché en la mezcla.
Se agrega un caché, que es efectivamente una memoria pequeña y extremadamente rápida, a la CPU para almacenar instrucciones inmediatas de la RAM. Dado que la memoria caché se ejecuta a la misma velocidad que la CPU, puede proporcionar información rápidamente a la CPU en el menor tiempo posible sin ningún retraso.
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 tecnología multinúcleo, hay incluso una caché L3 o L4 que es más grande y se comparte entre varios núcleos.
Vale la pena señalar que esos 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 podría haber logrado de alguna manera lograr esto y es una de las razones por las que su próxima generación de procesadores de arquitectura Zen es emocionante.
Los anteriores son los factores que afectan el rendimiento de la CPU. Es posible que también desee conocer las diferencias entre una CPU Intel y una AMD, y cómo elegir una CPU AMD.