CPU [Unidad Central de Procesamiento]. Es el cerebro de la computadora. Es la parte que realiza la mayor parte del trabajo en un sistema informático. Así como nuestro cerebro controla nuestro cuerpo y procesa información, la CPU ejecuta instrucciones de programas y realiza cálculos. Está formado por componentes más pequeños que trabajan juntos para ejecutar tareas, lo que lo convierte en el corazón de cualquier dispositivo informático.

La CPU realiza todo tipo de operaciones de procesamiento de datos, desde aritmética simple hasta tareas complejas y todas las funciones importantes de una computadora. Ayuda a los dispositivos de entrada y salida a comunicarse entre sí y realizar sus respectivas operaciones. También almacena datos que se ingresan, resultados intermedios entre el procesamiento e instrucciones. El trabajo de la CPU es garantizar que todo funcione sin problemas y de manera eficiente. En este artículo, analizaremos la CPU en detalle.

¿Qué es una CPU?

Una Unidad Central de Procesamiento es el componente más importante de una sistema informático . Una CPU es hardware que realiza funciones de entrada/salida, procesamiento y almacenamiento de datos para un sistema informático. Se puede instalar una CPU en un zócalo de CPU. Estos enchufes generalmente están ubicados en el tarjeta madre . La CPU puede realizar diversas operaciones de procesamiento de datos. La CPU puede almacenar datos, instrucciones, programas y resultados intermedios.

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Historia de la CPU

Desde que en 1823 el barón Jons Jakob Berzelius descubrió el silicio, que sigue siendo el componente principal utilizado en la fabricación de CPU en la actualidad, la historia de la CPU ha experimentado numerosos puntos de inflexión importantes. La primera transistor fue creado por John Bardeen, Walter Brattain y William Shockley en diciembre de 1947. En 1958, Robert Noyce y Jack Kilby construyeron el primer circuito integrado en funcionamiento.

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El Intel 4004 fue el primero de la empresa. microprocesador , que presentó en 1971. Para ello se necesitaba la ayuda de Ted Hoff. Cuando Intel lanzó su CPU 8008 en 1972, Intel 8086 en 1976 e Intel 8088 en junio de 1979, contribuyó a otra victoria más. El Motorola 68000, un procesador de 16/32 bits, también se lanzó en 1979. The Sun también presentó la CPU SPARC en 1987. AMD presentó la serie de CPU AM386 en marzo de 1991.

En enero de 1999, Intel presentó los procesadores Celeron de 366 MHZ y 400 MHz. AMD en abril de 2005 con su primer procesador de doble núcleo. Intel también presentó el procesador Core 2 Dual en 2006. Intel lanzó el primer núcleo i5 Procesador de escritorio con cuatro núcleos en septiembre de 2009.

En enero de 2010, Intel lanzó otros procesadores como el procesador Core 2 Quad Q9500, los primeros procesadores móviles Core i3 e i5 y los primeros procesadores de escritorio Core i3 e i5.

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En junio de 2017, Intel lanzó el procesador de escritorio Core i9 e Intel presentó su primer procesador móvil Core i9 en abril de 2018.

Diferentes partes de la CPU

Ahora bien, la CPU consta de 3 unidades principales, que son:

• Unidad de memoria o almacenamiento
• Unidad de control
• ALU (Unidad aritmética lógica)

Veamos ahora el diagrama de bloques de la computadora:

Aquí, en este diagrama, también se muestran los tres componentes principales. Entonces, analicemos estos componentes principales en detalle.

Unidad de memoria o almacenamiento

Como sugiere el nombre, esta unidad puede almacenar instrucciones, datos y resultados intermedios. La unidad de memoria se encarga de transferir información a otras unidades de la computadora cuando sea necesario. También se la conoce como unidad de almacenamiento interno o memoria principal o almacenamiento primario o memoria de acceso aleatorio (RAM), ya que todos estos son dispositivos de almacenamiento.

Su tamaño afecta la velocidad, la potencia y el rendimiento. Hay dos tipos de memoria en la computadora, que son Memoria primaria y memoria secundaria. Algunas funciones principales de las unidades de memoria se enumeran a continuación:

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• Los datos y las instrucciones se almacenan en unidades de memoria necesarias para el procesamiento.
• También almacena los resultados intermedios de cualquier cálculo o tarea cuando están en proceso.
• Los resultados finales del procesamiento se almacenan en las unidades de memoria antes de que estos resultados se envíen a un dispositivo de salida para entregar la salida al usuario.
• Todo tipo de entradas y salidas se transmiten a través de la unidad de memoria.

Unidad de control

Como sugiere el nombre, una unidad de control controla las operaciones de todas las partes de la computadora pero no lleva a cabo ninguna operación de procesamiento de datos. Al ejecutar instrucciones ya almacenadas, instruye a la computadora utilizando señales eléctricas para instruir al sistema informático. Toma instrucciones de la unidad de memoria y luego las decodifica y luego las ejecuta. Entonces, controla el funcionamiento de la computadora. Su tarea principal es mantener el flujo de información a través del procesador. Algunas funciones principales de la unidad de control se enumeran a continuación:

• El control de datos y la transferencia de datos e instrucciones se realiza mediante la unidad de control, entre otras partes de la computadora.
• La unidad de control es la encargada de gestionar todas las unidades del ordenador.
• La tarea principal del unidad de control es obtener las instrucciones o datos que se ingresan desde la unidad de memoria, interpretarlos y luego dirigir el funcionamiento de la computadora de acuerdo con eso.
• La unidad de control es responsable de la comunicación con los dispositivos de entrada y salida para la transferencia de datos o resultados desde la memoria.
• La unidad de control no es responsable del procesamiento de datos ni del almacenamiento de datos.

ALU (Unidad Aritmética Lógica)

ALU (Unidad Aritmética Lógica) es responsable de realizar funciones u operaciones aritméticas y lógicas. Consta de dos subsecciones, que son:

• Sección Aritmética: Por operaciones aritméticas nos referimos a operaciones como suma, resta, multiplicación y división, y todas estas operaciones y funciones se realizan mediante IR . Además, todas las operaciones complejas se realizan haciendo uso repetitivo de las operaciones mencionadas por parte de ALU.
• Sección lógica: Por operaciones lógicas, nos referimos a operaciones o funciones como seleccionar, comparar, comparar y fusionar datos, y todas ellas las realiza ALU.

Nota: La CPU puede contener más de una ALU y puede usarse para mantener temporizadores que ayudan a ejecutar el sistema informático.

¿Qué hace una CPU?

La función principal de un procesador de computadora es ejecutar instrucciones y producir una salida. Trabajo de la CPU Obtener, decodificar y ejecutar son las funciones fundamentales de la computadora.

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• Buscar: la primera CPU recibe la instrucción. Eso significa números binarios que se pasan de la RAM a la CPU.
• Descodificar: Cuando la instrucción se ingresa en la CPU, es necesario decodificarla. Con la ayuda de ALU (Unidad Aritmética Lógica), comienza el proceso de decodificación.
• Ejecutar: Después del paso de decodificación, las instrucciones están listas para ejecutarse.
• Almacenar: Después del paso de ejecución, las instrucciones están listas para almacenarse en la memoria.

Tipos de CPU

Disponemos de tres tipos diferentes de CPU:

• CPU de un solo núcleo: El tipo más antiguo de CPU de computadora es la CPU de un solo núcleo. Estas CPU se utilizaron en la década de 1970. Estas CPU solo tienen un núcleo que realiza diferentes operaciones. Esto significa que el CPU de un solo núcleo Sólo puede procesar una operación a la vez. La CPU de un solo núcleo no es adecuada para multitarea .
• CPU de doble núcleo: Las CPU de doble núcleo contienen un único circuito integrado con dos núcleos. Cada núcleo tiene su caché y controlador. Estos controladores y caché funcionan como una sola unidad. doble núcleo Las CPU pueden funcionar más rápido que los procesadores de un solo núcleo.
• CPU de cuatro núcleos: Las CPU de cuatro núcleos contienen dos procesadores de doble núcleo presentes dentro de un único circuito integrado (IC) o chip. Un procesador de cuatro núcleos contiene un chip con cuatro núcleos independientes. Estos núcleos leen y ejecutan varias instrucciones proporcionadas por la CPU. Cuatro nucleos La CPU aumenta la velocidad general de los programas. Sin siquiera aumentar la velocidad general del reloj, se obtiene un mayor rendimiento.

¿Qué es el rendimiento de la CPU?

El rendimiento de la CPU es la rapidez con la que el procesador (CPU) de una computadora puede completar la tarea. Se mide por el número de instrucciones completado en un segundo. Su rendimiento depende de la velocidad del reloj del procesador y de otros factores como su diseño y el tamaño de su caché.

¿Qué son los programas informáticos y dónde se almacenan?

A programa de computadora Es un conjunto de instrucciones escritas por un programador que le dice a una computadora qué hacer. Por ejemplo, usar un navegador web o un procesador de textos es un programa. Realizar operaciones matemáticas en una computadora y hacer clic y seleccionar elementos con un mouse o panel táctil también es un programa.

Almacenamiento de programas

Hay dos formas de almacenar programas en la memoria de la computadora:

• Almacenamiento permanente: Los programas se almacenan permanentemente en dispositivos de almacenamiento como disco duro , o SSD .
• Almacenamiento temporal: Cuando un programa se ejecuta en una CPU, sus datos se almacenan en la RAM desde HDD o SDD. Temporal porque RAM es volátil, pierde todos los datos cuando se apaga la alimentación.

Ventajas

• Versatilidad : La CPU puede manejar una tarea compleja, desde cálculos básicos hasta administrar el sistema operativo.
• Actuación : Las CPU modernas varían rápidamente y pueden realizar miles de millones de cálculos por segundo.
• multinúcleo : La CPU tiene múltiples núcleos y es capaz de manejar múltiples tareas simultáneamente.
• Compatibilidad : Las CPU están diseñadas para ser compatibles con una amplia gama de software, lo que ayuda a ejecutar diferentes aplicaciones utilizando una sola CPU.

Desventajas

• Calentamiento excesivo : La CPU genera mucho calor mientras realiza tareas complejas. Esto requiere soluciones de refrigeración eficaces, como ventiladores o sistemas de refrigeración líquida.
• El consumo de energía : Las CPU de alto rendimiento pueden consumir una gran cantidad de energía, lo que genera facturas de electricidad más altas y la necesidad de una fuente de alimentación robusta.
• Costo : La CPU con el mejor rendimiento puede resultar costosa. Lo cual puede suponer una barrera para algunos usuarios o aplicaciones que necesitan una gran potencia informática.
• Procesamiento paralelo limitado : Si bien las CPU de múltiples núcleos pueden manejar múltiples tareas a la vez, todavía no son tan eficientes en el procesamiento paralelo como el hardware especializado como las GPU ( Unidades de procesamiento de gráficos ), que están diseñados para manejar muchas tareas simultáneamente.

Conclusión

La CPU es el cerebro de una computadora. Lleva todas las instrucciones de los programas y maneja todo, desde cálculos simples hasta tareas complejas. Sin la CPU, la computadora no podría ejecutar programas ni realizar ninguna acción. Sin computadora de la UPU como un tonto maniche. Por eso es muy importante para el funcionamiento general de una computadora.

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Preguntas frecuentes sobre la Unidad Central de Procesamiento – Preguntas frecuentes

¿Es lo mismo una CPU que un microprocesador?

Los términos CPU y microprocesador se utilizan frecuentemente indistintamente, pero no son exactamente lo mismo. Todas las CPU son microprocesadores, pero lo contrario no es cierto.

¿Cuáles son los tipos de CPU?

Existen principalmente tres tipos de CPU:

• CPU de un solo núcleo: Estos tienen un solo núcleo que se utiliza para procesar datos. esta es la CPU más antigua. Esto realiza una sola tarea a la vez.
• CPU de doble núcleo: Esta CPU tiene dos núcleos y un único circuito integrado.
• CPU de cuatro núcleos: Esta CPU tiene dos Dual Core y un solo Circuito Integrado.

¿De qué están hechas las CPU?

La CPU está hecha de silicio. El silicio es un metal semiconductor. Conexiones eléctricas a los pines que crean contacto con la placa base. La CPU produce mucho calor, por eso también existe un disipador de calor integrado en la parte superior.

¿Cuáles son las diferentes partes de la CPU?

Hay tres partes diferentes de la CPU:

• Unidad aritmética y lógica (ALU): T La Unidad Aritmética y Lógica (o ALU) ejecuta operaciones aritméticas y lógicas.
• Unidad de control (CU): La unidad de control se comunica con los dispositivos de entrada y salida para la transferencia de datos desde la memoria.
• Unidad de memoria o almacenamiento: Todo tipo de entradas y salidas se distribuyen a través de la unidad de memoria.