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Procesador o CPU: qué es, para qué sirve y cómo funciona

Un procesador o CPU (Unidad Central de Procesamiento) , es la unidad que controla el funcionamiento de diversos componentes del ordenador. En otras palabras, este funciona como un cerebro para los ordenadores y diferentes dispositivos programables, recolectando información y decodificándola en piezas más pequeñas que se pueden interpretar. Por esto, es considerada la parte más importante de un ordenador.

Existen distintos tipos de procesadores como: los multiprocesadores, los microprocesadores y también los procesadores multi núcleos que tienen varias CPUs en su circuito integrado. La lectura de este artículo da una noción general de lo que es un CPU, cómo funciona, cuál su constitución y qué tipos de CPUs existen actualmente.

¿Para qué sirven un procesador o CPU?

El procesador es el encargado de efectuar de manera correcta una secuencia de instrucciones a través de los datos disponibles. Estas instrucciones actúan para hacer funcionar todos los aspectos relevantes de un ordenador, desde la tarea más sencilla para utilizar cualquier programa hasta instalar aplicaciones. Todos los cálculos que realiza la CPU permiten que cada una de las acciones para realizar cualquier operación en el ordenador se realice de forma efectiva, rápida y eficiente.

Cada uno de los datos que se encuentren en el ordenador se dividen en pequeños pedazos que puede ser decodificado por las diferentes partes de la CPU. Esta escribirá los resultados de cada dato para realizar una acción inmediata o para guardarla y utilizarla en funciones a futuro. Cada una de las instrucciones que mandes al ordenador debe ser leída, interpretada y escrita por el procesador, y en algunos casos los programas pueden contener múltiples instrucciones.

Procesador o CPU

Hay que comprender además, que estas tareas no se realizan de forma consecutiva, sino que la CPU trabaja en múltiples procesos a la vez para que todo el sistema central del ordenador funcione de manera adecuada. Esto es lo que permite que puedas abrir diferentes pestañas en un navegador de internet mientras editas un documento o escuches música, todo sin que nada colapse en el ordenador.

Además, no solo procesa las instrucciones para la tarjeta gráfica del ordenador, también se encarga del proceso de la memoria RAM y los demás elementos que almacenan datos y permiten el buen funcionamiento de cualquier dispositivo electrónico. Sin embargo, este elemento deja de funcionar cuando no se encuentra conectado a una fuente de alimentación. Al formar parte importante del funcionamiento básico del ordenador se puede notar la diferencia de rendimiento del equipo dependiendo de si cuenta con una CPU potente o no.

¿Cómo funciona la CPU?

Los procesadores tienen un funcionamiento con base en 4 pasos que son lectura, decodificación, ejecución y escritura. Para lograr esto se utiliza el lenguaje binario el cual se conforma por números 0 y 1. La primera etapa de funcionamiento se concentra en leer todos los datos disponibles para que posteriormente sean gestionados por el ordenador. En este paso hay que tener en cuenta que muchas de las veces los datos leídos son muchos más que los que se procesan finalmente. Debido a esto siempre será necesario aplicar multicanales y cachés.

Una vez leídos los datos estos son analizados acorde a unas instrucciones preestablecidas para que se decodifiquen correctamente. Cuando esta fase termina la información se ejecuta para luego ser escrita nuevamente. En este momento es el microprocesador quien se encarga de ofrecer todos los resultados de estas cuatro fases a la memoria del ordenador para terminar el procesamiento de manera adecuada.

De esta manera cada dato en el ordenador llega a su destino en un formato que se puede reflejar luego en el buen funcionamiento de la máquina. Hay que tener en cuenta que cuanto más potencia tenga el procesador, más rápido hará las operaciones. Esto permite que los ordenadores trabajen de manera mucho más eficiente y rápida pues todas las instrucciones del sistema operativo se efectuarán en segundos. Esto implica desde abrir o cerrar una ventana hasta instalar programas o jugar desde el ordenador.

¿Cuáles son los componentes de una CPU?

Qué es la CPU

Un procesador o Unidad Central de Procesamiento se conforma por diversos componentes que le permiten efectuar todas las instrucciones necesarias para hacer andar el ordenador. Los componentes que más destacan en las CPU son las siguientes:

ALU

Conocida también como Unidad Aritmético-Lógica, como su nombre indica se encarga que efectuar las operaciones aritméticas y lógicas que admite el procesador. Es un motor de cálculo que se encarga de recibir una cantidad de códigos que decodifica con base en la operación que se requiere hacer.

Unidad de Control

Es la parte destinada a recibir los datos e instrucciones mandados desde la memoria del ordenador. Este se encarga de ejecutar y enviar esta información una vez sea procesada y lo dirige a cada uno de los componentes del ordenador. Este indica cuándo y cómo debe funcionar cada una de los procesos a realizar.

Sin embargo, estas no son los únicos componentes de las CPU, en ella también se encuentran otras partes como:

Bus de datos

Partes del CPU

Llamado así por ser la función que envía datos directamente de la memoria y los periféricos y viceversa.

Registros de instrucciones

Es el sistema que almacena todas las instrucciones que se llevan a cabo en el ordenador desde su arranque.

Archivo de registros

Es el encargado de almacenar datos de manera temporal para facilitar los procesos.

Contador de programa

Funciones del CPU

Permite almacenar la dirección en la memoria donde se aloja la siguiente instrucción que se debe realizar.

Registro de direcciones de memoria

Este componente reúne una tras otra la dirección de memoria específica en donde se debe leer o escribir algún dato.

Reloj

Un componente primordial porque marca el tiempo que trabaja la CPU por ser un sistema digital.

Tipos de procesadores

Tipos de procesadores que hay en el mercado

Existen dos grandes grupos en los que se pueden clasificar las CPU, cada una trabaja en función a un conjunto de instrucciones específica que admite y son las siguientes:

Procesadores RISC

También llamados Reduced Intruction Set Computers por sus siglas en inglés. Cuenta con un juego de instrucciones reducido y cada uno de los elementos se encarga de desarrollar tareas sencillas. Cuando es necesario procesar instrucciones más complejas se realizan por medio de varias secuencias de pasos sencillos que se encuentren disponibles.

Procesadores CISC

Conocidos por su nombre en inglés como Complex Instruction Set Computers. Son CPU que cuentan con entramado de instrucciones mucho más complejo y extenso. Estos permiten operar en cada uno de los elementos internos que posee el ordenador y se ejecutan rápidamente por un microprograma. Esto hace que el procesamiento de operaciones sea mucho más eficiente y rápido que los procesadores RISC.