Procesador
Por el principio, ¿Qué es exactamente un Procesador?
Por otro lado también es importante recordar que la reducción del proceso de fabricación representa una inversión importante pero también un beneficio notable para el fabricante cuando se alcanza una tasa de fabricación determinada por cada oblea. Los chips de silicio se extraen de una oblea de silicio cuyo tamaño es, normalmente, de 300 mm. Reducir el proceso de fabricación permite extraer más chips por cada oblea, pero puede que no todos sean funcionales. Una tasa de éxito por oblea aceptable es aquella en la que el número de chips funcionales por cada unidad es lo bastante alta como para que su producción en masa sea tecnológicamente y comercialmente viable.
Por otro lado también es importante recordar que la reducción del proceso de fabricación representa una inversión importante pero también un beneficio notable para el fabricante cuando se alcanza una tasa de fabricación determinada por cada oblea. Los chips de silicio se extraen de una oblea de silicio cuyo tamaño es, normalmente, de 300 mm. Reducir el proceso de fabricación permite extraer más chips por cada oblea, pero puede que no todos sean funcionales. Una tasa de éxito por oblea aceptable es aquella en la que el número de chips funcionales por cada unidad es lo bastante alta como para que su producción en masa sea tecnológicamente y comercialmente viable.
Tipos de Procesadores
Existen, hoy en día tres marcas de procesadores: AMD, Cyrix e Intel. De las cuales ahora solo destacan AMD e Intel Las CPU de escritorio de Intel incluyen las Celeron, Pentium y Core. Las de AMD incluyen a las Sempron, Athlon y Phenom. Intel también fabrica los procesadores móviles Celeron M, Pentium M y Core para computadoras portátiles. AMD hace versiones portátiles de sus Sempron y Athlon, al igual que la Turion, un procesador móvil que viene en versiones Ultra y Dual-Core. Ambas compañías fabrican procesadores tanto de núcleo simple como múltiple. [2]
| Microprocesador | Ventajas | Desventajas |
Intel .svg/250px-Intel_logo_(2006).svg.png){kind=logo} |
|
|
AMD  |
|
|
Diferencias entre procesadores de 32 bits y 64 bits
La principal diferencia entre los procesadores de 32 bits y 64 bits, es la cantidad de aplicaciones que pueden tener funcionando de manera simultánea (potencia), sin generar errores o problemas con las aplicaciones.
Es decir, un procesador de 32 bits puede tener abiertas una cantidad de aplicaciones, por ejemplo, unas 3. Si deseamos abrir unas 5 más, el sistema comenzará a tornarse lento y posiblemente cree algunos errores que pueden incluso cerrar lasos programas, ya que la potencia de estos procesadores es más limitada. Mientras, el procesador de 64 bits no tendrá ningún problema en ejecutar todas estas acciones a la misma velocidad y con la misma eficiencia sin mermar su rendimiento.
Otra de las diferencias apreciables es la cantidad de memoria que pueden soportar estos procesadores. Los procesadores de 32 bits tienen un límite de 4GB de memoria RAM, mientras que los de 64 bits pueden llegar a trabajar con un número enorme de memoria, que puede superar con creces los 16GB y llegar a TB.
Podemos decir entonces, que la principal diferencia es la capacidad de procesamiento (casi el doble en los de 64GB), lo cual nos permite obtener un mejor rendimiento del PC y un funcionamiento óptimo del sistema operativo.
Arquitectura
Cuando hablamos de la arquitectura de un procesador entramos en un terreno complicado, ya que es un concepto bastante amplio. La arquitectura de un procesador se refiere generalmente a su estructura, es decir, al diseño que a utilizado el fabricante para dar forma al mismo.
Para entenderlo mejor vamos a partir de un ejemplo concreto. Actualmente Intel utiliza un diseño de núcleo monolítico, lo que significa que todos los núcleos están integrados en un único bloque de silicio, mientras que AMD utiliza un diseño que podemos calificar como MCM (módulo multi-chip), en el que los núcleos del procesador se integran en dos o más bloques de silicio, que se comunican entre sí a través del sistema Infinity Fabric.
Cada una tiene sus ventajas y sus desventajas. En el caso de la arquitectura de núcleo monolítico permite conseguir un mayor rendimiento y unas mayores frecuencias de trabajo, pero es más costosa y complicada de desarrollar, sobre todo cuando se aplican reducciones de proceso. Por contra, la arquitectura MCM es más económica y más sencilla de producir, y también asimila mejor los saltos de proceso, pero tiene a ofrecer un rendimiento inferior.
Antes de pasar al siguiente punto os recordamos que cuando hablamos de arquitectura también podemos estar haciendo referencia a la generación de un procesador. Por ejemplo, Coffee Lake Refresh es el nombre de la última revisión a nivel de arquitectura que han recibido los procesadores Core 9000 de Intel, y Zen+ es su contraparte de AMD, utilizada en los Ryzen serie 2000.
Núcleos e Hilos
Un procesador actual está formado, al menos, por dos núcleos físicos. Cada núcleo es una unidad de procesamiento que es capaz de trabajar de forma independiente y que en función de la arquitectura del chip puede contar con recursos propios o compartidos, o con una mezcla de ambos.
Cuando decimos que un procesador tiene dos núcleos (o cuatro, o séis …) estamos diciendo que tiene dos unidades de procesamiento que pueden trabajar en dos tareas diferentes de forma simultánea. El procesador nació como una solución de núcleo único, una realidad que complicó de forma notable el salto a los procesadores de dos y cuatro núcleos y que hizo que la paralelización de grandes cargas de trabajo todavía sea, en algunos casos, una cuenta pendiente.
Tener un procesador de dos, cuatro, seis u ocho núcleos significa que disfrutaremos de un alto nivel de rendimiento siempre que utilicemos aplicaciones que puedan aprovechar ese número de núcleos. Si tenemos un procesador de ocho núcleos pero utilizamos un juego que solo puede paralelizar la carga de trabajo en cuatro núcleos la mitad del procesador estará desaprovechada.
Por contra los hilos son subprocesos que aprovechan los tiempos de espera que se producen en cada núcleo cuando se trabaja con procesos determinados. Intel y AMD han implementado esta característica en sus procesadores a través de lo que conocemos como HyperThreading y SMT, y permite que cada núcleo físico trabaje con un proceso y un subproceso, lo que equivale a dos hilos.
En procesadores con dos núcleos como los Pentium G4560 y los Core i3 7000 e inferiores la posibilidad de manejar cuatro hilos acerca su rendimiento al de algunos procesadores con cuatro núcleos físicos, lo que significa que su impacto por lo general es positivo siempre que se aproveche correctamente. Esto no siempre ha sido así por una razón muy simple, y es que el sistema de debe estar preparado para priorizar la carga de trabajo entre procesos y subprocesos, haciendo que sobre los primeros recaiga la carga de trabajo más intensa y sobre los segundos la más leve.
Frecuencia de trabajo
:max_bytes(150000):strip_icc():format(webp)/socketPC-597cad063df78cbb7a289dd8.jpg)
El procesador ha experimentado una evolución muy importante. En artículos como éste tuvimos la oportunidad de ver esta realidad a través de los principales procesadores que ha lanzado AMD, y en este otro hicimos lo propio con los modelos de Intel.
Esa evolución ha venido acompañada de una importante diversificación. Actualmente el mercado de consumo general puede llegar a ser muy amplio si incluimos todas las gamas y series que ofrecen ambos fabricantes , un hecho que como recordarán nuestros lectores habituales nos ha animado a publicar guías como ésta, en la que intentamos ayudaros a identificar y a diferenciar todos los modelos que Intel y AMD han lanzado durante los últimos años.
Hoy hemos decidido profundizar sobre una cuestión muy importante: señalar y explicar los elementos clave que dan forma a un procesador. Esto os ayudará a tener claro no sólo todos esos puntos que identifican los puntos básicos de una CPU, sino también la importancia que tiene cada uno de ellos.
Estoy convencido de que nuestros lectores más avanzados tendrán claros todos (o casi todos) los conceptos que vamos a repasar, pero puede que también os ayude a tener más claros algunos de ellos, así que os animamos a acompañarnos en este nuevo artículo.
Todos tenemos uno o varios dispositivos que utilizan procesadores, ¿pero sabrías explicar de forma apropiada qué es exactamente? Un procesador es un componente electrónico semiconductor basado en el silicio que se encarga de realizar lo que conocemos como tareas generales.
Su enfoque multi-propósito y su capacidad de realizar trabajos generales es precisamente lo que define su importancia y su valor frente a otros componentes especializados, como la unidad de almacenamiento o la unidad gráfica. Esto significa, en resumen, que por él pasan todas las cargas de trabajo del sistema, y que es el «cerebro» que se encarga de «masticar» los procesos antes de que lleguen a cada unidad especializada.
Uno de los ejemplos más claros de su importancia la tenemos en la relación que mantiene por ejemplo con la GPU, una cuestión que ya tuvimos la oportunidad de ver en este artículo dedicado al cuello de botella.
Memoria Caché
La memoria caché es un elemento fundamental en cualquier procesador. En la etapa más temprana de la informática de consumo ésta estaba integrada en la placa base, algo necesario por las limitaciones técnicas de la época y por razones de costes.
Al estar tan alejada del procesador las latencias eran muy elevadas y el rendimiento resultaba muy pobre. La integración de la memoria caché en el encapsulado del procesador ha permitido saltos de rendimiento muy grandes, y hoy es algo tan básico que una CPU sin caché L3 puede perder bastante rendimiento en aplicaciones exigentes frente a otro idéntico que sí integre dicha memoria.
La memoria caché se divide en tres grandes niveles: L1, L2 y L3. Esa numeración señala la cercanía de la misma al procesador y el tamaño de cada una, siendo la primera la más cercana pero también la más pequeña y la tercera la más lejana pero la más grande.
En esta memoria se almacenan los datos fundamentales para que estén lo más cerca posible del procesador, de manera que éste no tenga que recurrir a otros medios como la RAM o la unidad de almacenamiento para llevar a cabo tareas concretas. El acceso a la caché, incluso a la L3 que es la más «lenta», se realiza mucho más rápido que cualquier acceso a la RAM, así que su impacto en el rendimiento puede ser muy grande.
A día de hoy todos los procesadores cuentan con esos tres niveles de caché en el encapsulado, cosa que no ocurría hace algunos años (la caché L3 fue una novedad introducida con los Pentium 4 Extreme Edition). [1]
Generaciones y apodos
Las gamas actuales de procesadores se estrenaron hace 7 años, y desde entonces han ido evolucionado al ritmo de una generación por año. Cada una ha ido aportando más rendimiento y menos consumo gracias a la mejora en la fabricación, que ha permitido reducir la distancia y el tamaño de los transistores, medido en nanómetros (nm). Como más pequeño es este valor menos se calienta la CPU, menos consume y más rápido es el chip. También en cada generación se suele introducir alguna nueva funcionalidad, más memoria caché L3 o más rápida, etc.
Existen siete generaciones de Intel Core y cada una de ellas tiene un apodo. Por ejemplo, la Sexta Generación, que es la actual, se llama Skylake, mientras que la Séptima Generación, que acaba de estrenarse, se llama Kaby Lake. En esta tabla lo verás más claro:
(Intel Core i3, i5 e i7) Año Apodo Fabricación Núcleos
Primera Generación 2010 Nehalem 32-45 nm 2-6
Segunda Generación 2011 Sandy Bridge 32 nm 2-6
Tercera Generación 2012 Ivy Bridge 22 nm 2-6
Cuarta Generación 2013 Haswell 22 nm 2-8
Quinta Generación 2014 Broadwell 14 nm 2-10
Sexta Generación 2015 Skylake 14 nm 2-10
Séptima Generación 2016 Kaby Lake 14 nm+ 2-18
Octava Generación 2017 Coffee Lake 14 nm 4 (de momento)
La Nomenclatura de los Procesadores de Intel
Antes de explicar lo que significan las letras de los procesadores de Intel, es de rigor echar un vistazo a sus categorías y gamas, aunque sea un tema ya recurrente que hemos explicado varias veces y que, ya casi por cultura general, todo el mundo conoce.
La marca principal de procesadores de la marca se llama Core, y se divide en las subcategorías i3, i5, i7 y más recientemente i9. En este caso, cuanto mayor es el número más alta es su gama, siendo los Core i3 la gama de entrada, Core i5 gama media, Core i7 gama alta y Core i9 gama entusiasta. Por esta regla de tres en la mayoría de casos un Core i5 será superior a un Core i3 y así sucesivamente.
Después tenemos la numeración, donde encontramos cuatro dígitos: el primero indica la generación, por lo que un procesador Core i7-8700 sabemos que pertenece a la octava generación por ese 8; los otros tres números indican el modelo de procesador, ni más ni menos, y aunque no hay una regla escrita para ello, igualmente cuanto mayor sea ese número mejor será el procesador.
Llegamos al final, a las letras del procesador, que se colocan como un sufijo detrás de estos números.
Otra peculiaridad son los procesadores para portátil, donde Intel usa números impares como en el Intel Core i7-7567U. Esta es una CPU de doble núcleo con bajo voltaje, en lugar de los procesadores con cuatro núcleos que tienen la nomenclatura Core i7-7XXX. También está el Core i7-7Y75, y notarás que incluye la letra «Y» en mitad de los números. Debemos por lo tanto prestar especial atención al nombre del procesador para saber de qué se trata. [3]
¿Qué es la arquitectura ARM?
Para superar estos desafíos de los que os hablamos, los fabricantes optaron por reemplazar la arquitectura de CPU de escritorio por algo más adecuado para la informática móvil. Los procesadores ARM son la opción ideal, ya que utilizan un método de procesamiento simplificado y que consume menos energía. Esto se representa en el mismo nombre ARM, que significa «Advanced RISC Machine» o máquina RISC avanzada, donde RISC significa «Reduced Instruction Set Computer».
Confusamente, RISC no es una tecnología en sí misma sino una ideología de diseño. Los procesadores ARM están diseñados para ser lo más eficiente posible, aceptando solo instrucciones que se puedan lograr en un único ciclo de memoria. El proceso común para los procesadores es buscar, decodificar y ejecutar instrucciones, y como las unidades RISC son de 32 bits limita la cantidad de instrucciones que se pueden procesar en esta función de fetch-decode-execute.
Sin ir más lejos, cualquier procesador para PC actual utiliza arquitectura de 64 bits, y esto hace que haya mucha más potencia de proceso para el sistema operativo ya que se pueden ejecutar instrucciones más complejas y largas, mejorando así la experiencia de usuario.
- https://www.muycomputer.com/2018/10/24/procesador-que-es/
- https://es.slideshare.net/DHA04luis/tipos-de-procesadores-44934270#:~:text=Tipos%20de%20Procesadores.,las%20Sempron%2C%20Athlon%20y%20Phenom.
- https://hardzone.es/marcas/intel/letras-procesadores-intel/
