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¿Qué afecta el rendimiento de la CPU? Aquí tienes todo lo que necesitas saber

Es cierto que si estás gastando miles de dólares en comprar la CPU más cara del mercado, en algún momento será mejor que las alternativas. Sin embargo, es posible que solo sea entre un 5 y un 10 por ciento mejor que la CPU del siguiente nivel, que es cientos de dólares más barata. Por lo tanto, es importante comprender los factores que afectan el rendimiento de la CPU para que pueda tomar una mejor decisión de compra.

Que es cpu

La CPU (Unidad Central de Procesamiento), a veces denominada “procesador”, es uno de los componentes más importantes de un sistema informático. Como cerebro del sistema informático, su trabajo es hacer toda la informática y asegurarse de que se procese 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, desenchufar 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 muchos pines de conexión debajo.

Las figuras siguientes muestran la parte posterior y superior de una CPU.

Así es como funciona la CPU

En aras de la simplicidad, la funcionalidad de una CPU se puede ilustrar mediante los siguientes tres pasos:

  1. Cuando hace clic para ejecutar una aplicación, la instrucción en bruto se obtiene primero del disco (a veces de la memoria) y se envía a la CPU para su procesamiento.
  2. Cuando la CPU recibe el comando, ejecuta la lógica y calcula el resultado.
  3. Una vez que la CPU ha terminado de procesar, envía el resultado al dispositivo apropiado para su salida al usuario.

Si bien puede parecer simple, los tres pasos deben completarse en cuestión de segundos. Retrasar cualquiera de estos pasos hará que su computadora se retrase.

Frecuencia de reloj

Cada CPU está equipada con un reloj interno que le da un “ritmo” de funcionamiento. La “velocidad del reloj”, también conocida como “velocidad del reloj”, se refiere al número de operaciones que la CPU puede realizar en un solo segundo.

Este es el número en Hz (Hertz y, como extensión, MegaHertz y GigaHertz en MHz y GHz) que suele ver junto al nombre de una CPU.

El problema es que para ir más rápido tienes que empujar más corriente a través de una CPU y eso genera calor. Después del límite superior de 4 GHz, es difícil mantener una CPU lo suficientemente fría.

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, están diseñados para usar múltiples núcleos (más sobre esto en la siguiente sección) e hilos, en lugar de depender únicamente de la velocidad del reloj. Normalmente, la computadora funcionaría mejor en una CPU con múltiples núcleos pero velocidades de reloj más lentas que en un núcleo más rápido pero único.

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Numero de nucleos

A medida que se hacía cada vez más difícil aumentar la velocidad real, los fabricantes de CPU decidieron agregar capacidades multitarea agregando más núcleos a la CPU.

Es un flaco favor describir las CPU multinúcleo como el equivalente a “poner dos o más CPU 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 dado, los núcleos individuales de una CPU multinúcleo comparten algunos recursos para reducir los costos de fabricación y mejorar el rendimiento. Por ejemplo, puede compartir un caché, 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 en los teléfonos inteligentes modernos generalmente contienen un núcleo central, que es mejor para el funcionamiento general, y varios más pequeños, que se utilizan en fotografía, IA, etc.

A medida que los fabricantes de CPU centraron su atención en agregar más núcleos en lugar de presionar aún más el límite de GHz, el software y los sistemas operativos modernos siguieron su ejemplo. La mayoría del software moderno ya utiliza varios núcleos, pero es posible que aún encuentre muchas herramientas, aplicaciones e incluso juegos que funcionan mejor a velocidades de un solo núcleo más altas que los de varios núcleos. Esto se debe a que algunas cargas de trabajo simplemente no se pueden paralelizar, dividir en trozos más pequeños y distribuir en varios núcleos.

Caché y arquitectura

En la época de los 8 bits, la memoria principal de una computadora era lo suficientemente rápida como para suministrar a una CPU todo lo que necesitaba. A medida que las CPU se volvieron más y más rápidas, la RAM comenzó a ponerse al día. En este punto, la caché se introdujo en la mezcla.

Alimentación de la CPU Toma de la CPU

Se agrega un caché, que es efectivamente una memoria pequeña y extremadamente rápida, a la CPU para almacenar instrucciones instantáneas desde la RAM. Dado que la caché se ejecuta a la misma velocidad que la CPU, puede proporcionar información a la CPU de forma rápida y sin demora.

Hay diferentes niveles de caché. La caché de nivel 1 (L1) es la forma más simple de caché y se puede encontrar en todas las CPU. La caché de nivel 2 (L2) tiene un tamaño de memoria más grande y se utiliza para almacenar instrucciones más inmediatas. En general, el caché L1 almacena el caché L2, que a su vez almacena en caché la RAM, que a su vez almacena en caché los datos del disco. Con la tecnología de múltiples núcleos más nueva, hay incluso una caché L3 o L4, que es más grande y se divide entre los distintos núcleos.

Vale la pena señalar que si alguien encuentra una manera de acelerar significativamente la conexión entre la CPU y la RAM, estos pueden perder su relevancia en el futuro. Mencionamos esto porque AMD Poder de alguna manera logró llevarlo a cabo y es una de las razones por las que su próxima generación de procesadores de arquitectura zen es emocionante.

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Los factores anteriores 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.