¿Qué es una CPU o procesador para PC? Características y utilidades

A pesar que todos tenemos uno en el interior de nuestros ordenadores, no todo el mundo puede saber qué es un procesador o CPU. Y es que, si hay un componente que tiene poco de misterioso, ese es el procesador. Sin embargo, puede haber usuarios que no sepan muy bien qué es la CPU, ni la función que desarrolla en el interior de nuestros ordenadores personales. Esto es lo que vamos a explicar en este artículo.

El procesador (CPU, Central Processing Unit) es el componente más importante dentro de nuestro PC. Su función es la de ser el cerebro de todo el funcionamiento del sistema, siendo el encargado de dirigir todas las tareas que lleva a cabo nuestro equipo y de ejecutar el código de los diferentes programas, muchas veces con la ayuda conjunta del resto de componentes y periféricos.

¿Qué es una CPU o procesador?

A nivel físico una CPU es una estructura muy compleja que se compone a día de hoy de miles de millones de transistores fabricados utilizando silicio. Los cuales se combinan formando puertas lógicas, los cuales sirven para formar las diferentes estructuras que le permiten tratar las instrucciones de manera ordenada y la ejecución del código del mismo, ya sean instrucciones de lectura a memoria cómo operaciones matemáticas como sumas, resta, multiplicaciones, divisiones y operaciones más complejas que son necesarias para ejecutar los diferentes programas.

La velocidad de un procesador se expresa en Hz, lo cual mide la cantidad de operaciones que la CPU realiza una operación. Esta es gobernada por una señal a la que llamamos reloj y suele consistir en un señal digital de onda cuadrada que marca el compás. El reloj es por tanto la cantidad de pulsos por segundo a la que trabaja la CPU en cada segundo. Siendo en los primeras CPUs de alrededor de 1 MHz, pero en la actualidad tenemos procesadores con más de 3 GHz de velocidad, y por tanto que pueden realizar más de 3000 veces más ciclos de reloj que los primeros.

Un procesador es comparable a un motor de 2 o 4 tiempos en el sentido de que este sigue un funcionamiento mecánico diferenciado por una serie de etapas comunes en todos ellos que son captación, descodificación y ejecución. Cada una de las arquitecturas ejecutan esas etapas de manera diferente, pero la definición e intencionalidad general de cada una de estas es la misma siempre.

Los procesadores actuales pueden tener varios núcleos

En realidad cada uno de los núcleos de la CPU es una CPU en si misma. Ya que, originalmente había un solo núcleo por procesador y por tanto este era único, lo que significaba que había uno por cada die.

Antes de la aparición de los procesadores multinúcleo, la caché de último nivel y el Northbridge estaban en chips distintos. Sin embargo, a mediados de la primera década del año 2000, comenzaron a aparecer procesadores que contenían más de un núcleo por cada die. Esto sucedía con los procesadores Intel Pentium D y los AMD Athlon 64 X2 y se ha mantenido hasta día de hoy.

Los sistemas operativos de escritorio de aquellos tiempos no eran capaces de aprovechar todo su potencial (hablamos de los tiempos del Windows XP), ya que el sistema de planificación de hilos de ejecución de los sistemas operativos no estaba pensado para trabajar con los varios hilos de ejecución del hardware. Pero, las subsecuentes versiones del sistema operativo de Microsoft sí empezaron a sacarles todo el rendimiento del que eran capaces. Esto ha llevado a que las versiones más modernas de Windows y Linux sean capaces de manejar procesadores con muchísimos núcleos.

En el caso de los servidores donde se necesitan ejecutar sistemas de software mucho más complejos se utilizan configuraciones con decenas de núcleos y que requieren sockets mucho más complejos. Pero, ¿qué es el socket del procesador?

Un procesador o CPU necesita un socket

Pines procesador

Todos los procesadores han de ir conectados al socket de la placa base, por lo que algunos procesadores llevan pines en su parte inferior, aunque hay otros que solo llevan contactos de oro. Si el procesador es el cerebro del ordenador, la placa base es la médula espinal del sistema.

Estos pines son los encargados de transmitir la información que entra en el procesador, así como la que sale del mismo. Por lo que cuando en PC aparece un nuevo tipo de interfaz de E/S o de memoria lo normal es que aparezca una nueva configuración de los pines del procesador. Por suerte varios cambios de estándar y nuevas introducciones se suelen dar de manera simultánea al mismo tiempo, coincidiendo con nueva familias de procesadores de Intel o AMD.

procesador o cpu en socket

El chipset o conjunto de chips hace referencia al ídem que acompaña a un procesador y que poco a poco por los avances en los nuevos nodos de fabricación se han ido integrando dentro del propio procesador, donde hemos pasado de chipsets muy complejos a que como mucho hayan 2 o 3 chips en un PC.

Desde hace años, los chipsets de las placas se clasifican en 3 gamas: entrada, mainstream y entusiasta. En el caso de Intel, tendremos que irnos a una placa con chipset entusiasta (Z490, por ejemplo); mientras que AMD permite el overclock en los distintos chipsets de las placas con socket AM4.

Procesador y capacidad de overclock

Velocidad Reloj

Las primeras CPU tenían velocidades de reloj fijas, pero con el tiempo los usuarios más experimentados empezaron a tocar estos para alcanzar velocidades de reloj que las permitidas «oficialmente. Debido a la alta popularidad, de la subida de la velocidad de reloj u overclock, los fabricantes decidieron ofrecer procesadores desbloqueados a los usuarios para que éstos pudieran sacar un rendimiento extra de sus chips, haciendo un pequeño overclock. Entrados en materia, para hacer overclock en un procesador, es necesario tener una placa base que disponga de un chipset que permita dicha posibilidad.

Por tanto, cuando vamos al mercado y elegimos un procesador desbloqueado, tenemos que atender a la elección del socket (si éste es incompatible, la CPU no se puede instalar) y a la elección del chipset, que es la que habilita las posibilidades de overclock.

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