1. Núcleos

Núcleos

En un principio en 1971 Texas Instruments diseño el primer microprocesador el TMS 1000, e Intel dos meses después lanzo el Intel 4004 ambos eran mono-núcleo, pero las cosas a día de hoy han cambiado mucho.

Los fabricantes de microprocesadores fueron incorporando en la placa madre un segundo procesador para que estos pudieran trabajar en paralelo y así mejorar el rendimiento.

Y gracias a que mas o menos cada 18 meses fueron reduciendo el tamaño de los procesadores, los fabricantes fueron capaces de crear una CPU con 2 procesadores en un mismo encapsulado.

A estos micro procesadores se les llama núcleos o cores, osea que un procesador de 2 Cores en realidad tiene dentro de si 2 procesadores.

Hay que aclarar que tener 2 núcleos no implica necesariamente tener el doble de velocidad, aun que es cierto que si un proceso utiliza los 2 núcleos, terminará en la mitad de tiempo.

Pero lo cierto es que hay muchos procesos que no se pueden dividir, o muchas aplicaciones que no están diseñadas para aprovechar los 2 núcleos.

Hoy en día el mercado nos ofrece procesadores de 4, 8 y hasta 10 núcleos, así que seria bueno conocer donde podemos sacarle el máximo provecho a estos núcleos.

Beneficios de tener varios núcleos

Hay que recordar que un ordenador efectúa muchas tareas y si una de ellas, como por ejemplo un antivirus, se pusiera a revisar intensivamente tu ordenador y solo contaras con un núcleo podría ser que este núcleo fuera ocupado al 100% por este proceso y experimentarías parones al intentar usar el ordenador.

De allí entra el beneficio de tener varios núcleos ya que mientras un núcleo esta ocupado, el otro realiza las operaciones que nosotros le solicitamos.

El beneficio de tener un procesador de varios núcleos se experimentará considerablemente en tareas tales como: Edición de fotografía, Edición y renderización de vídeo.

2. Numero de núcleos

El número de núcleos:

Al llegar al límite de los 4 Ghz, los procesadores tienden a generar demasiado calor, de tal forma que no es posible enfriarlos de manera tradicional y ello conlleva a uso de sistemas más complejos de ventilación que aumentarían el costo de los equipos, haciéndose poco rentables, entre otros factores. La tendencia ha sido la de integrar en un solo microprocesador, varios núcleos (Cores). Los núcleos son como microprocesadores separados e independientes en miniatura, capaces de procesar paralelamente los datos, sin aumentar la velocidad de proceso, pero haciendo más eficiente el mismo, además de reducir de manera considerable el calor producido, ya que cada uno lleva procesos diferentes y no los concentran en un sólo núcleo. Así, un procesador Core Duo o Dual Core tiene dos núcleos, un Quad Core tiene cuatro núcleos, ... 

3. Memoria cache

Memoria cache

La memoria cache del procesador es una memoria de acceso aleatorio y muy rápida ubicada en la CPU, y esta se divide en diferentes niveles, por ejemplo en los procesadores Intel en L1, L2 y L3.

Memoria Cache L1

Como ya vimos en este articulo hoy por hoy cada procesador suele tener más de un núcleo y la memoria cache L1 esta en el interior de cada uno de estos núcleos, siendo la L1 la cache con mayor velocidad.

La velocidad con la que trabaja esta cache es equivalente a la velocidad de la CPU, pero debido a su alto costo la L1 suele ser una memoria con un espacio reducido.

Memoria Cache L2

La memoria L2 es una memoria cache que ya no esta en el interior de cada núcleo, y su velocidad es inferior a la L1 siendo una velocidad intermedia entre la velocidad del procesador y la memoria RAM.

Según la arquitectura del procesador la L2 puede ser de acceso exclusivo por cada núcleo o acceso compartido entre cada par de núcleos del procesador.

Memoria cache L3

La memoria L3 es una memoria que al igual que la L2 ya no esta en cada núcleo y su velocidad es inferior a la L2 siendo una velocidad más parecida a la velocidad de la memoria RAM.

Y a esta memoria tiene acceso todos los núcleos de la CPU.

4. Memoria cache 2

La memoria caché. Se trata de una pequeña memoria ultrarrápida incluida en el propio procesador. Su función es actuar como memoria intermedia entre la memoria RAM y el núcleo del procesador, almacenando los datos y las instrucciones con los que va a trabajar el procesador de forma más inmediata, sin tener que recurrir a la memoria RAM. Su tamaño es pequeño, pero su velocidad de trabajo es muy alta. Se divide en 3 niveles: nivel 1 o caché interna (L1), que está dentro del microprocesador y nivel 2 o caché externa (L2) situada fuera del microprocesador, en la placa base. También existe la caché de nivel 3 (L3), llamada caché adicional. La caché externa (L2) es más barata que la caché interna (L1) y es por eso que esta última suele tener menor velocidad.

5. Velocidad

Velocidad

La velocidad de la CPU se mide en Gigahercios (del ingles Gigaherzio - Ghz) y actualmente contamos con procesadores de 2,2 Ghz, 3,0 Ghz o hasta 4,4 Ghz.

Antiguamente la velocidad de un procesador era lo más importante a la hora de comprar un procesador.

Pero con la introducción de un mayor número de Cores y mayor cantidad y velocidad de memoria cache, la velocidad del procesador ha pasado a ser simplemente una de varias características que debemos tomar en cuenta.

• 1 Giga hertz es equivalente a 1,000 MHz y 1 Mega hertz es equivalente a 1,000 KHz dicho de otra manera;
• 1,000 KHz (Kilohertz) = 1 MHz (Megahertz) y 1,000 MHz (Megahertz) = 1 GHz (Gigahertz) = 1,000,000,000 ciclos por segundo (o instrucciones de ordenador).

Ciclos del Procesador

La velocidad del reloj del primer procesador Intel 4004 fue de 100 KHz osea 100,000 ciclos por segundo.

¿y para que sirve un ciclo por segúndo? dicho de manera sencilla cada ciclo por segundo lleva una o varias instrucciones, así que podemos deducir que a mayor velocidad del procesador más instrucciones por segundo se ejecutan, pero esto no es por completo cierto, veamos por que.

No siempre tener un procesador de 3Ghz será mejor que uno de 2Ghz ¿Por qué?

Por que un procesador como el ejemplo de 2 Ghz podría tener más memoria cache interna la cual aumentaría el rendimiento en tareas repetitivas y este podría contar con un mayor número de núcleos que aumentarían el rendimiento en trabajos multitarea, dando así una mayor fluidez que algunos procesadores de 3Ghz.

6. Socket

Socket

Una de las características de un procesador que no podemos olvidar es el socket, el socket es el soporte que comunica al procesador con la placa principal.

Gracias al Socket se puede extraer un procesador y actualizarlo por uno más potente de una forma muy sencilla y cómoda.

¿Por que es necesario fijarnos en el tipo de Socket necesitamos?

Para evitarnos un disgusto a la hora de comprar un nuevo procesador, por ejemplo:

Aunque podemos actualizar un ordenador con un procesador i3 a un procesador i7 hay que tener mucho cuidado a la hora de comprar un i7, ya que hay procesadores i7 de socket 1155 como procesadores i7 de socket 2011.

7. Frecuencia de reloj

La frecuencia de reloj, que determina el ritmo de trabajo del procesador, es decir, entre mayor frecuencia mayor velocidad para el proceso de información Actualmente se mide en Gigahercios (Hz). Un hercio equivale a un ciclo de reloj por segundo. Los procesadores actuales trabajan a frecuencias de reloj del orden de millones de hercios (megahercios, MHz) o incluso de miles de millones de hercios (gigahercios, Ghz).Ejemplo: Un procesador Intel i7 puede trabajar hasta 4,5 Ghz (4500 millones de operaciones por segundo!!!).

8. Socket 2

¿Qué es un socket?

El socket de una placa base es el sitio donde se instala el procesador. Ya sea de AMD o Intel, el socket proporciona el único lugar donde se puede instalar un procesador en una placa base, y existen multitud de sockets diferentes. El socket de una placa base determina el tipo de procesador que puede instalarse, ya que este elemento no se puede modificar para hacerlo compatible con otros procesadores para los que no ha sido diseñado. En una placa base de formato ATX, el socket se encuentra en la parte de arriba y bien centrado, justo entre los conectores externos y los slots DIMM para la RAM. En otros formatos como el Mini ITX podemos ver otras disposiciones distintas.

Prácticamente a cada nueva arquitectura de procesadores aparece un nuevo socket, siendo habitualmente incompatible con sockets anteriores. Un dato curioso de los sockets es que en el caso de AMD, este elemento incorpora los huecos donde se insertan los pines del procesador, mientras que en Intel es al contrario, es el socket el que incorpora los pines y el procesador tan solo tiene las conexiones planas. Si se daña algún pin del socket o del procesador, es posible que, con un poco bastante de suerte, siga funcionando con normalidad, pero la norma general es que quede inservible el componente.

Un socket de una placa base destinada a un ordenador de sobremesa se denomina, en el caso de Intel, mediante las siglas LGA (Land Grid Array) seguidas de 4 números, indicando estos números la cantidad de pines que incorpora el socket. En el caso de AMD la cosa cambia, pues no utiliza las siglas PGA (Pin Grid Array) que hacen referencia a su socket, sino que los denomina mediante letras y números: AM3, FM2, AM4, TR4, TRX40…

¿Para qué sirve un socket?

Los sockets sirven para conectar el procesador a la placa base y, por lo tanto, al resto de los componentes. Son lugares delicados y hay que andar con mucha precaución a la hora de instalar el procesador en él, tanto si es AMD como si es Intel. Una vez instalado, los pines harán la oportuna conexión y proporcionarán el medio por el cual se comunica el procesador con la placa base y con todo lo que en ella haya instalado.

La inclusión de sockets LGA (Intel, sin pines) y PGA (AMD, con pines) en las placas base proporciona al usuario una gran versatilidad a la hora de actualizar el PC, ya que hace posible la sustitución del procesador. Por lo tanto, un socket de este tipo ayuda también a definir las opciones de ampliación que tienen los usuarios cuando compran una placa base. Sin embargo, existen otros tipos de sockets como los BGA que mantienen al procesador soldado a él, lo que hace inviable una sustitución. Este tipo de sockets suele verse en  mini PCs de tamaño muy reducido. Existen muchos otros sockets que dejan soldado al procesador, como en servidores y entornos más especializados donde se ha estudiado y optimizado todo para que funcione mejor con determinados procesadores, siendo contraproducente el poder cambiar el procesador.

Por la parte trasera de una placa base encontraremos una llamativa zona llena de componentes, ahí es donde se encuentra el socket. Al instalar disipaciones al procesador (sean por aire o líquidas) esta zona se cubrirá con piezas específicas de la disipación, confiriendo una estructura sólida entre ambas caras de la palca base. Esto proporciona una mayor rigidez a la zona del socket, ya que debe aguantar un buen peso, sobre todo en el caso de los disipadores por aire.