El microprocesador o CPU (del inglés Central Processing Unit, es decir, unidad central de tratamiento) es el corazón del ordenador. Es el componente que ejecuta las instrucciones de los programas y del sistema operativo. Está constituido de miles de millones de transistores que tratan la información en forma de bits (que tienen un valor 0 o 1).
¿Cuáles son las características principales de los microprocesadores?
- El número de núcleos y de hilos de ejecución (threads): cuanto más grande sea este número, más tareas podrá ejecutar el microprocesador en paralelo; es una solución sencilla para mejorar el rendimiento de un ordenador porque un núcleo contiene los transistores que permiten ejecutar las instrucciones de los programas. Aparte de los núcleos, algunos microprocesadores disponen también de dos hilos de ejecución por núcleo, lo que les permite ejecutar algunas instrucciones en paralelo en un mismo núcleo y mejorar un poco más su rendimiento. En 2021, las CPUs para el gran público de los ordenadores de escritorio tienen entre 2 y 16 núcleos y las de los ordenadores portátiles tienen entre 2 y 8 núcleos.
- La frecuencia en GHz: cuanto más alta sea, más rápido será el microprocesador. La frecuencia de una CPU no es siempre la misma, las CPUs modernas son capaces de aumentarla temporalmente durante la ejecución de tareas pesadas o bajarla para reducir el consumo eléctrico y el calor generado cuando están haciendo pocas cosas. En 2021, la frecuencia base es generalmente del orden de 2 o 4 GHz para las CPUs de los ordenadores de escritorio y entre 1 y 3 GHz para las de los ordenadores portátiles.
- El tamaño de la tecnología de fabricación en nanómetros (nm): cuanto menor sea, más transistores se pueden tener en una misma superficie. Esto tiene consecuencias para el coste de producción (el coste disminuye si puede haber más procesadores en una misma oblea de silicio) y para la complejidad de la CPU (se pueden incluir más transistores para una misma superficie). En 2021 está entre 7nm y 14nm para las CPUs de AMD y Intel.
- La potencia de diseño térmico en vatios (o TDP): corresponde a la energía que el sistema de refrigeración de la CPU debe poder disipar para que esta funcione correctamente. Está relacionada con el consumo eléctrico de la CPU pero cuidado, porque este puede ser mucho más alto como puede verse en esta página. Cuanto más alta sea esta cantidad, más potente deberá ser el sistema de refrigeración. En 2021, está entre 5 y 65 W para las CPUs de los ordenadores portátiles y entre 35 y 165 W para las de los ordenadores de escritorio.
- El zócalo del microprocesador: depende del fabricante y del tipo de CPU. En 2021 las CPUs de escritorio de la familia Alder Lake de Intel utilizan el zócalo FCLGA1700 y las de las familias Comet Lake y Rocket Lake utilizan el zócalo FCLGA1200. El zócalo FCLGA1151 se utilizaba con las CPUs de Intel más antiguas. Por otro lado las CPUs de AMD utilizan el zócalo AM4.
- Cachés L1, L2 y L3: la memoria RAM es rápida, pero los microprocesadores son aún más rápidos. Por lo tanto, las CPUs tienen diferentes niveles de memorias pequeñas y ultrarrápidas llamadas cachés donde se copian las instrucciones y los datos de los programas para mejorar su rendimiento. Los microprocesadores modernos tienen generalmente tres niveles de cachés. La caché de nivel 1 (Level 1 o L1) es muy pequeña (unas pocas decenas de kilobytes por núcleo) pero es la más rápida con velocidades que pueden alcanzar varios terabytes por segundo. La caché de nivel 2 (L2) es más grande (unos cientos de kilobytes por núcleo) pero un poco más lenta; finalmente la caché de nivel 3 (L3) puede tener varios megabytes pero es también la más lenta (con una velocidad de varios cientos de gigabytes por segundo). Las cachés de nivel 1 y 2 suelen ser propias de cada núcleo, mientras que la caché de nivel 3 se comparte entre los núcleos de la CPU. Por lo general, una mayor cantidad de caché mejorará el rendimiento del microprocesador.
Precio y elección de la CPU:
En 2021, los dos principales fabricantes (que son Intel y AMD) proponen muchas CPUs distintas según el uso y la gama de precios. Los precios van de unas decenas de euros o dólares para las CPUs de gama baja y superan mil euros o dólares para las de la gama más alta. Algunos fabricantes usan microprocesadores basados en una arquitectura ARM para los ordenadores portátiles de tipo ChromeBook o para algunos ordenadores de Apple introducidos a finales de 2020.
La elección de un microprocesador dependerá del uso que se hará del ordenador. Para un uso ofimático (procesamiento de textos, hojas de cálculo, navegación internet, redes sociales), las CPUs de gama baja son suficientes. Para un uso más intensivo (videojuegos, montaje vídeo, cálculo científico por ejemplo) se elegirá una CPU de gama media o alta.
Los microprocesadores de gama baja de Intel son los Celeron, Pentium y Core i3, los de gama media son los Core i5 y los de gama alta son los Core i7 y Core i9. En cuanto a los de AMD, la gama baja está constituida por las CPUs Athlon y Ryzen 3, la gama media incluye los Ryzen 5 y la gama alta los Ryzen 7 y Ryzen 9.
Estos dos fabricantes proponen más o menos una nueva generación de CPUs cada año para mejorar el rendimiento y las funcionalidades. Intel ha introducido las 11.ª (Rocket Lake) y 12.ª (Alder Lake) generaciones de microprocesadores Core en 2021 mientras que AMD introdujo la serie de microprocesadores Ryzen 5000 o Zen 3 en 2020.
Algunos microprocesadores disponen de una unidad de procesamiento de gráficos integrada (o iGPU) que se encarga de la gestión de los gráficos 2D o 3D y de la salida vídeo del ordenador. Es generalmente suficiente para un uso ofimático del ordenador o para videojuegos antiguos o sencillos y permite bajar el coste del ordenador. Se necesitará no obstante una tarjeta gráfica para jugar en buenas condiciones a videojuegos modernos en alta resolución. Puede consultar la página sobre las tarjetas gráficas para obtener más información.
La página ¿Qué es el microprocesador? ha sido originalmente publicada en EatYourBytes
