Procesador

?Qué es un procesador?

Un procesador es un circuito electrónico integrado que realiza los cálculos que hacen funcionar un ordenador.

Un procesador ejecuta instrucciones aritméticas, lógicas, de entrada/salida (E/S) y otras instrucciones básicas que se transmiten desde un sistema operativo (SO).

La mayoría de los demás procesos dependen de las operaciones de un procesador.

Los términos procesador, unidad central de procesamiento (CPU) y microprocesador suelen asociarse como sinónimos. Hoy en día, la mayoría de la gente utiliza la palabra “procesador” indistintamente con el término “CPU”, lo que técnicamente no es correcto ya que la CPU es sólo uno de los procesadores dentro de un ordenador personal (PC).

La unidad de procesamiento gráfico (GPU) es otro procesador, e incluso algunos discos duros son técnicamente capaces de realizar algún tipo de procesamiento. Así que después de leer esta guía, no tendrás la menor duda acerca de qué es un procesador.

Definición de procesador

Los procesadores se encuentran en muchos dispositivos electrónicos modernos, como ordenadores personales, teléfonos inteligentes, tabletas y otros dispositivos portátiles.

Su función es recibir datos de entrada en forma de instrucciones de programa y ejecutar billones de cálculos para proporcionar los datos de salida con los que interactuará el usuario.

Un procesador incluye una unidad aritmética lógica y de control (CU), que mide la capacidad en términos de lo siguiente

• Capacidad de procesar instrucciones en un momento dado.
• Número máximo de bits/instrucciones.
• Velocidad relativa del reloj.

Cada vez que se realiza una operación en un ordenador, como cuando se modifica un archivo o se abre una aplicación, el procesador debe interpretar las instrucciones del sistema operativo o del software.

Dependiendo de sus capacidades, las operaciones de procesamiento pueden ser más rápidas o más lentas, y tienen un gran impacto en lo que se denomina “velocidad de procesamiento” de la CPU.

Cada procesador está constituido por una o más unidades de procesamiento individuales llamadas “núcleos”. Cada núcleo procesa las instrucciones de una única tarea informática a una determinada velocidad, definida como “velocidad de reloj” y medida en gigahercios (GHz).

Dado que aumentar la velocidad de reloj más allá de un cierto punto se hizo técnicamente demasiado difícil, los ordenadores modernos tienen ahora varios núcleos de procesador (doble núcleo, cuádruple núcleo, etc.). Trabajan juntos para procesar instrucciones y completar múltiples tareas al mismo tiempo.

Los ordenadores de sobremesa y portátiles modernos tienen ahora un procesador independiente que se encarga de la renderización gráfica y envía la salida al dispositivo de visualización.

Dado que este procesador, la GPU, está dise?ado específicamente para esta tarea, los ordenadores pueden manejar con mayor eficacia todas las aplicaciones que requieren un uso especialmente intensivo de gráficos, como los videojuegos.

Un procesador se compone de cuatro elementos básicos: la unidad aritmética lógica (ALU), la unidad de coma flotante (FPU), los registros y las memorias caché. La ALU y la FPU realizan operaciones aritméticas y lógicas básicas y avanzadas sobre los números, y luego los resultados se envían a los registros, que también almacenan instrucciones.

Las cachés son memorias peque?as y rápidas que almacenan copias de datos para uso frecuente, y actúan de forma similar a una memoria de acceso aleatorio (RAM).

La CPU lleva a cabo sus operaciones a través de los tres pasos principales del ciclo de instrucciones: buscar, descodificar y ejecutar.

• Obtención: la CPU recupera las instrucciones, normalmente de una memoria RAM.
• Descodificar: un descodificador convierte la instrucción en se?ales para los demás componentes del ordenador.
• Ejecutar: las instrucciones decodificadas se envían a cada componente para que realice la operación deseada.

Luego de leer esta breve definición, puedes estar seguro de qué tienes los conocimientos necesarios para responder a la interrogante sobre qué es un procesador y los casos de usos en la tecnología actual.

Tipos de procesadores

Existen varios tipos de procesadores, estos se pueden clasificar según su arquitectura, aplicación o propósito.

Procesadores de propósito general (CPU)

Los procesadores de propósito general o CPU (Unidad Central de Procesamiento), son los más comunes en ordenadores personales, laptops y servidores.

Los dos principales fabricantes de CPU son Intel y AMD. Estos?ofrecen procesadores con diferentes núcleos y velocidades.

Un ejemplo son los procesadores multinúcleo (como los quad-core o octa-core). Están capacitados para realizar múltiples tareas simultáneamente, mejorando el rendimiento.

Procesadores de gráficos (GPU)

Las GPU (Unidades de Procesamiento Gráfico) están dise?adas específicamente para manejar tareas relacionadas con gráficos y video.

Son esenciales en videojuegos, aplicaciones de dise?o gráfico y trabajos de inteligencia artificial (IA), donde se requieren cálculos paralelos intensivos.

Las GPU más conocidas son fabricadas por NVIDIA y AMD. Inicialmente, se dedicaban solo a gráficos, aunque en la actualidad se utilizan para tareas que requieren procesamiento masivo de datos.

Procesadores de se?al digital (DSP)

Los procesadores de se?al digital o DSP están dise?ados para procesar se?ales digitales en tiempo real, como el audio, el video y las comunicaciones.

Estos procesadores son altamente eficientes en operaciones de matemáticas repetitivas, como la transformada rápida de Fourier (FFT), lo que los hace ideales para aplicaciones como procesamiento de audio, control de motores, compresión de datos y telecomunicaciones.

Los DSP se encuentran en dispositivos como teléfonos móviles, cámaras digitales, routers y equipos de sonido.

Microcontroladores (MCU)

Los microcontroladores (MCU) son procesadores integrados con memoria y periféricos, dise?ados para controlar sistemas embebidos.

Están optimizados para realizar tareas específicas, como controlar electrodomésticos, sistemas automotrices, dispositivos IoT (Internet de las Cosas), entre otros.

A diferencia de las CPU, los microcontroladores tienen recursos limitados y están dise?ados para ser eficientes en términos de energía y espacio.

Los fabricantes más conocidos son Texas Instruments, Atmel y Microchip.

Procesadores de propósito específico

Los procesadores de propósito específico están dise?ados para realizar tareas específicas de manera más eficiente que una CPU o GPU tradicional.

Un ejemplo común son los ASIC (Circuitos Integrados de Aplicación Específica), que son dise?ados para realizar una tarea muy concreta, como el procesamiento en minería de criptomonedas.

Otro ejemplo son los FPGA (Matriz de Puertas Programables en Campo), que son procesadores que pueden ser reconfigurados para realizar diferentes tareas según las necesidades del usuario.

Procesadores móviles

Los procesadores móviles están dise?ados para portátiles, smartphones y tablets. Estos están optimizados para el consumo eficiente de energía y ofrecen un equilibrio entre rendimiento y duración de batería.

Los procesadores móviles más conocidos son los fabricados por Qualcomm (Snapdragon), Apple (series A y M) y MediaTek.

Diferencias entre procesador AMD e Intel

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