Posiblemente, el elemento más importante del ordenador es el procesador, quien tendrá la misión de gestionar todos los elementos de la computadora y realizar las tareas que se le exijan.

El corazón de los ordenadores es el procesador, el cual se encarga de realizar las tareas de computación. Las computadoras se basan en procesadores, para realizar todos los trabajos que se les pidan y según su calidad, estos trabajos se realizaran más o menos rápidamente. El procesador, es el nombre ‘coloquial’, pero realmente estamos hablando de la Central Process Unit o CPU. Internamente están constituidos por núcleos, que trabajan a una determinada frecuencia y además, cuentan con controladores de memoria, pueden integrar un chip gráfico y otros elementos, que permiten mejorar el rendimiento y ofrecer todo tipo de soluciones.

La CPU solamente se puede instalar en el espacio asignado en la placa base. Podemos encontrar en el mercado dos grandes fabricantes, como son Intel y AMD. Estas dos compañías ofrecen diferentes gamas de procesadores y dentro de las diferentes gamas, se dividen en diferentes segmentos, adaptándose a todos los posibles usos del procesador.

Definición de procesador según la RAE: Unidad funcional de una computadora que se encarga de la búsqueda, interpretación y ejecución de instrucciones.

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¿QUÉ HACE UN PROCESADOR?


Básicamente, es el componente central de un ordenador y se encarga de la gestión de las tareas y asigna al resto de componentes, diferentes tareas. Además de la asignación de tareas, los procesadores son los encargados de realizar diferentes trabajos, según las ordenes asignadas por el usuario mediante un periférico de entrada. Una analogía, es que el procesador seria el cerebro de la computadora. Si no instalamos el procesador, el ordenador no puede funcionar.


FRECUENCIA DE TRABAJO DE LA CPU


Actualmente la frecuencia de los procesadores se mide en Gigahercios (GHz). Básicamente estamos hablando de la cantidad de veces o estados que se pueden dar en un segundo. El procesador trabaja con ‘unos’ y ‘ceros’, por lo tanto, es la capacidad de variar entre estos estados durante un segundo. Cada 1GHz equivale a 1.000 millones de cambios por segundo. Lógicamente, cuanta mayor es la frecuencia de trabajo, más cantidad de operaciones puede hacer.

Internamente un procesador contiene diferentes bloques, los cuales se comunican entre sí. Entre ellos, por ejemplo, tenemos la unidad aritmético lógica, la cual está enfocada a la realización de operaciones algebraicas ‘simples’, como puedan ser las sumas y las restas. El reloj tiene la misión de coordinar los diferentes bloques del procesador. La frecuencia es la que permite a la unidad de control, dar las ordenes a la unidad aritmético lógica y que esta realice las operaciones asignadas en el menor tiempo posible.

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PARTES DE UN PROCESADOR


Podemos dividir el procesador en tres partes generales:

  • Silicio o chip: Denominación común al trozo de silicio que contiene los núcleos del procesador y diferentes elementos auxiliares que ayudan a los núcleos a realizar el trabajo de manera más eficiente.
  • Difusor térmico integrado: Elemento metálico que cubre al chip o silicio. La misión es aumentar la superficie de transferencia de calor hacia el disipador, permitiendo que se pueda mejorar la disipación del calor generado. También tiene la misión de proteger el silicio de daños. Se le conoce también como IHS, acrónimo de Integrated Heat Spreader.
  • PCB: Es la parte que comunica el chip con la placa base. La zona inferior lleva los pads o pines que permiten comunicarse con el resto de componentes mediante la placa base. Es donde se pega o suelda el IHS, para evitar que este se pueda retirar.

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COMPONENTES DE UN PROCESADOR


Elementos básicos de un procesador:

  • Núcleos: Los núcleos se conforman de transistores, que son los que permiten realizar operaciones aritmético lógicas básicas, como son las sumas y las restas. Se eleva la cantidad de transistores en los núcleos, gracias a la miniaturización de estos, mediante procesos litográficos. Hoy en día es normal encontrar procesadores con gran cantidad de núcleos.
  • Caché: Elemento fundamental, capaz de almacenar temporalmente un número reducido de datos, lo cual permite agilizar las tareas. Alberga los datos y las instrucciones de los programas que estamos usando y si se requiere de más espacio, ya que destina a la memoria RAM. Existen diferentes niveles de memoria caché, para acelerar los trabajos.
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Elementos internos en un núcleo:

  • Unidad de control: Parte encargada de gestionar la carga de trabajo, dando instrucciones concretas de como ejecutar las instrucciones, designar recursos y dar salida a los datos. Tiene la misión de dividir las instrucciones en elementos más pequeños y manejables, para que la ejecución sea más eficiente, permitiendo la ejecución de instrucciones en paralelo.
  • Registro: Es una pequeña memoria integrada en el procesador. Se almacenan los datos en cola a la espera de ser procesados. Esta memoria es muy rápida y suele tener un tamaño muy reducido.
  • Unidad aritmético lógica: Se la suele denominar como ALU, por sus siglas en inglés y realiza operaciones aritméticas y lógicas de números. Puede realizar operaciones de números enteros, aquellos que no tienen decimales.
  • Unidad de coma flotante: Hace funciones similares a la ALU, pero en este caso sobre números naturales. Se la conoce también como FPU. Inicialmente esta unidad era un elemento externo, pero gracias a la integración, se ha implementado dentro del procesador. Anteriormente se le denominaba coprocesador matemático.

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Elementos que integran los núcleos:

  • Controlador de memoria: Este era antiguamente un chip independiente que comunicaba al procesador con la memoria RAM, pero gracias a la integración, se ha podido implementar dentro del silicio y permite mejorar las velocidades y por tanto, el rendimiento.
  • Tarjeta gráfica: Los procesadores modernos pueden implementar tarjetas gráficas dedicadas, las cuales se denominan iGPU (Integrated Graphic Processor Unit). Permite crear equipos más económicos que los que cuentan con gráficos dedicados. Suelen ser bastante sencillas, en el caso de Intel y simplemente son una salida de vídeo, teniendo dificultades para el procesamiento de juegos, mientras que AMD siempre ha sido más eficiente en este campo y sus soluciones integradas permiten ejecutar juegos poco pesados o en resoluciones bajas.
  • Controlador PCI Express: Las placas base cuentan con socket PCI Express que permiten conectar tarjetas gráficas, unidades de disco duro, tarjetas de sonido, tarjetas de red y un sinfín de elementos adicionales, que permiten añadir elementos que hagan tareas concretas que el procesador no puede hacer o para descargar al procesador de tareas.
  • Controlador del bus del sistema: Elemento que permite al procesador comunicarse con los periféricos instalados en la placa base. Permite mejorar significativamente la eficiencia de trabajo.

TIPOS DE PROCESADORES


Dentro de los procesadores, podemos distinguir diferentes tipos de procesadores. Según su desarrollo y su arquitectura interna, los procesadores se destinan a diferentes tareas. Tenemos por ejemplo los SoC (System on Chip), son procesadores que añaden otros elementos, como chips especiales para comunicación inalámbrica vía WiFi o Bluetooth, entre otros, y se suelen implementar en los smartphone.

Existen procesadores para ordenadores de sobremesa diferenciables, que dependen del número de núcleos, frecuencias de trabajo o diseños de pines. Podemos encontrar los procesadores BGA, que van soldados a la placa base y se usan para equipos compactos, procesadores de gama consumidor o procesadores de gama profesional. Adicionalmente también se desarrollan procesadores especiales para servidores, Inteligencia Artificial, Internet de las Cosas, ASIC y un sinfín de utilidades especiales.

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Técnico Intermedio en PRL, Técnico Superior en Energías Renovables y en Desarrollo de Productos Electrónicos. Docente de Formación No Reglada. Exigente con el hardware y curioso por naturaleza. Kirchhoff, Maxwell y Thevenin mis maestros y mi pasatiempo el álgebra booleana. Igual te calculo el potencial eólico del viento para un panel fotovoltaico, que te calculo la generación solar de un aerogenerador... o algo así. Stargate es la mejor serie de la historia de la ciencia ficción y lo sabes.