¿Qué afecta al rendimiento de la CPU? Todo lo que necesitas saber

Es cierto que si te gastas miles de dólares en comprar la CPU más cara disponible en el mercado en un momento dado, ésta rendirá mejor que las alternativas. Sin embargo, es posible que sólo rinda entre un 5 y un 10 por ciento más que la CPU del siguiente nivel, que es varios cientos de dólares más barata. Por lo tanto, es importante conocer los factores que afectan al rendimiento de la CPU para poder 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. Siendo el cerebro del sistema informático, su tarea es ocuparse de todo el cálculo de datos y asegurarse de que se procesen en el tiempo más rápido posible.

La CPU no es algo que se pueda ver desde el exterior del ordenador. De hecho, no podrás ver la CPU en un PC completamente montado. Para verla, tienes que quitar la carcasa del ordenador, desenchufar el cable y quitar el disipador (y el ventilador), y sólo entonces podrás ver la superficie de la CPU. La forma de la CPU es un pequeño chip cuadrado con muchos pines de conexión debajo.

Las imágenes siguientes muestran la parte trasera y la parte superior de una CPU.

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Cómo funciona la CPU

Para simplificar, el funcionamiento de una CPU se puede ilustrar con los siguientes tres pasos:

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

Aunque parezca fácil, los tres pasos deben completarse en pocos segundos. Un retraso en cualquiera de estos pasos provocará un retraso en el ordenador.

Velocidad del reloj

Cada CPU está equipada con un reloj interno que le proporciona un «ritmo» de trabajo. La «Velocidad de Reloj», también conocida como «Ritmo de Reloj», se refiere al número de operaciones que la CPU puede realizar en un solo segundo.

Este es el número en Hz (Hertz y, por extensión, megaHertz y gigaHertz vistos como MHz y GHz) que se suele ver junto al nombre de una CPU.

El problema es que, para ir más rápido, hay que empujar más electricidad a través de una CPU, y eso produce calor. Después del tope de 4 GHz, es difícil mantener una CPU adecuadamente refrigerada.

El rendimiento de una CPU en Hz afecta sobre todo a las aplicaciones de un solo hilo. La mayoría del software moderno, como los populares navegadores Chrome y Firefox, está diseñado para aprovechar los múltiples núcleos (más sobre esto en la siguiente sección) y los hilos, en lugar de depender únicamente de la velocidad del reloj. Normalmente, el ordenador funcionará mejor en una CPU con varios núcleos pero con velocidades de reloj más lentas que en una más rápida pero con un solo núcleo.

Número de núcleos

Dado que aumentar la velocidad real era cada vez más difícil de conseguir, los fabricantes de CPUs decidieron añadir capacidades multitarea añadiendo más núcleos a la CPU.

Cpu Performance Cores

 

Es un flaco favor describir las CPU multinúcleo como el equivalente a «pegar dos o más CPU en el mismo paquete». Puede que al consumidor medio le parezcan eso, pero sus diseños reales son mucho más inteligentes que pegar dos CPUs una al lado de la otra.

Al coexistir en la misma matriz, los núcleos individuales de una CPU multinúcleo comparten algunos recursos, tanto para reducir los costes de fabricación como para mejorar el rendimiento. Por ejemplo, pueden compartir un trozo de memoria caché, las conexiones con otros elementos de 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 CPUs de los smartphones modernos suelen incluir un núcleo central que es mejor para las operaciones generales y varios más pequeños que ayudan con la fotografía, la inteligencia artificial, etc.

Cuando los fabricantes de CPUs se han centrado en añadir más núcleos en lugar de seguir ampliando el límite de GHz, el software y los sistemas operativos modernos han seguido su ejemplo. La mayor parte del software moderno ya aprovecha los múltiples núcleos, pero todavía se pueden encontrar muchas herramientas, aplicaciones e incluso juegos que rinden mejor con una mayor velocidad de un solo núcleo que con los multinúcleos. Esto sucede porque algunas cargas de trabajo simplemente no pueden ser paralelizadas, divididas en trozos más pequeños, y repartidas entre múltiples núcleos.

Caché y arquitectura

En la época de los 8 bits, la memoria RAM de un ordenador era lo suficientemente rápida como para proporcionar a la CPU todo lo que necesitaba. A medida que las CPUs fueron aumentando su velocidad, la RAM empezó a ponerse al día. Fue entonces cuando se introdujo la caché.

Cpu Performance Cpu Socket

Una caché, que es efectivamente una memoria pequeña y extremadamente rápida, se añade a la CPU para almacenar la instrucción inmediata de la RAM. Como la caché funciona a la misma velocidad que la CPU, puede proporcionar rápidamente información a la CPU en el menor tiempo posible sin ningún retraso.

Existen diferentes niveles de caché. La caché de nivel 1 (L1) es la forma más básica de caché y se encuentra en todas las CPU. La caché de nivel 2 (L2) tiene un tamaño de memoria mayor y se utiliza para almacenar instrucciones más inmediatas. En general, la caché L1 almacena la caché L2, que a su vez almacena la RAM, que a su vez almacena los datos del disco duro. Con la tecnología multinúcleo más reciente, existe incluso una caché L3 o L4 de mayor tamaño que se comparte entre los distintos núcleos.

Vale la pena señalar que éstas pueden perder importancia en el futuro si alguien encuentra una forma de acelerar la conexión entre la CPU y la RAM de forma significativa. Mencionamos esto porque AMD podría haber conseguido esto de alguna manera 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 al rendimiento de la CPU. Quizá también quieras conocer las diferencias entre una Cpu de Intel y de AMD, y cómo elegir una CPU de AMD.

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