Qué es un procesador

Un procesador (CPU) es el circuito lógico que responde y procesa las instrucciones básicas que manejan una computadora. La CPU se considera el principal y más crucial chip de circuitos integrados (IC) de una computadora, ya que es responsable de interpretar la mayoría de los comandos de las computadoras. Las CPU realizan la mayoría de las operaciones aritméticas, lógicas y de E/S básicas, y también asignan comandos para otros chips y componentes que se ejecutan en una computadora.

El término procesador se utiliza indistintamente con el término unidad central de procesamiento (CPU), aunque, en sentido estricto, la CPU no es el único procesador de una computadora. La GPU (unidad de procesamiento gráfico) es el ejemplo más notable, pero el disco duro y otros dispositivos de una computadora también realizan algún tipo de procesamiento de manera independiente. No obstante, por lo general se entiende que el término procesador se refiere a la CPU.

Los procesadores se pueden encontrar en las PC, los teléfonos inteligentes, las tabletas y otras computadoras. Los dos principales competidores en el mercado de los procesadores son Intel y AMD

Los elementos básicos de un procesador

Los elementos básicos de un procesador incluyen:

• La unidad aritmética lógica (ALU), que lleva a cabo operaciones aritméticas y lógicas sobre los operandos en las instrucciones.
• La unidad de punto flotante (FPU), también conocida como coprocesador matemático o coprocesador numérico, un coprocesador especializado que manipula los números más rápidamente de lo que pueden hacerlo los circuitos básicos del microprocesador.
• Registros, que contienen instrucciones y otros datos. Los registros suministran operandos a la UAL y almacenan los resultados de las operaciones.
• Memoria L1 y L2cache. Su inclusión en la CPU ahorra tiempo en comparación con tener que obtener datos de la memoria de acceso aleatorio (RAM).

Operaciones de la CPU

Las cuatro funciones principales de un procesador son buscar, decodificar, ejecutar y escribir de nuevo.

Fetch– es la operación que recibe instrucciones de la memoria del programa de la RAM del sistema.
Decodificar– es donde la instrucción se convierte para entender qué otras partes de la CPU se necesitan para continuar la operación. Esto lo realiza el decodificador de instrucciones
Ejecutar– es donde se realiza la operación. Cada parte de la CPU que se necesita se activa para llevar a cabo las instrucciones.

Componentes y cómo funcionan las CPU

Los principales componentes de una CPU son la UAL, los registros y la unidad de control. Las funciones básicas de la ALU y el registro están etiquetadas en la sección anterior «elementos básicos de un procesador». La unidad de control es la que se encarga de buscar y ejecutar las instrucciones.

El procesador de un ordenador personal o incorporado en pequeños dispositivos se suele denominar microprocesador. Ese término significa que los elementos del procesador están contenidos en un solo chip IC. Algunos ordenadores funcionan con un procesador de varios núcleos, un chip que contiene más de una CPU. Un CPU es típicamente un pequeño dispositivo con clavijas en él hacia abajo en una placa madre. Las CPU también pueden estar conectadas a una placa madre con un disipador de calor y un ventilador para disipar el calor.

Tipos

La mayoría de los procesadores actuales son multi-núcleo, lo que significa que el CI contiene dos o más procesadores para mejorar el rendimiento, reducir el consumo de energía y procesar simultáneamente de forma más eficiente las tareas múltiples (véase: procesamiento paralelo). Las configuraciones de núcleos múltiples son similares a tener varios procesadores separados instalados en la misma computadora, pero como los procesadores están realmente enchufados en la misma toma, la conexión entre ellos es más rápida.

La mayoría de las computadoras pueden tener hasta dos o cuatro núcleos; sin embargo, este número puede aumentar hasta 12 núcleos, por ejemplo. Si una CPU sólo puede procesar un único conjunto de instrucciones a la vez, entonces se considera como un procesador de un solo núcleo. Si una CPU puede procesar dos conjuntos de instrucciones a la vez se denomina procesador de doble núcleo; cuatro conjuntos se considerarían un procesador de cuatro núcleos. Cuantos más núcleos, más instrucciones a la vez puede manejar una computadora.

Algunos procesadores utilizan multi-hilo, que utiliza núcleos de procesador virtualizados. Los núcleos de procesador virtualizados se denominan VCPU. No son tan potentes como los núcleos físicos, pero pueden utilizarse para mejorar el rendimiento de las máquinas virtuales (VM). Sin embargo, la adición de vCPU innecesarios puede perjudicar los índices de consolidación, por lo que debería haber unos cuatro o seis vCPU por cada núcleo físico.