COMO FUNCIONA EL CPU O PROCESADOR?

 


La unidad central de procesamiento o CPU es de los componentes mas importantes que podemos hallar en casi todas las piezas de alta tecnología modernas. Sin embargo, la mayoría tenemos nociones mas bien pobres de lo que hace y cómo lo hacen, cómo se han convertido en los complejos milagros tecnológicos que son, y cuales son los principales tipos modernos. 



Es el "cerebro" de la computadora. 
 

Qué es un CPU 

Aunque no se puede decir que hay una única parte mas importante dentro de un ordenador, puesto que mas de una es totalmente vital para su funcionamiento, el CPU o procesador puede ser considerada la piedra angular de estas máquinas. Y es que es precisamente es este componente el encargado de computar, ordenar o procesar, conceptos que definen los ordenadores o computadores modernos. 

Actualmente se trata de complejas piezas de tecnología desarrolladas con arquitecturas microscópicas, la mayoría de ellos viene en forma de un chip único, bastante pequeño, de allí que se les diera el nombre de microprocesadores hace ya algunas décadas. 



En la actualidad los procesadores están en prácticamente todos los objetos que usamos en nuestro día a día, como televisores, smartphones, hornos de microondas, neveras, automóviles, equipos de sonido, y claro, ordenadores personales. Sin embargo, no siempre fueron los pequeños milagros de la tecnología que son ahora. 




Cómo funciona un CPU 

Simplificando al extremo, y en términos didácticos, el funcionamiento de un procesador esta dado por cuatro fases. Estas fases no necesariamente están siempre separadas, sino que por norma general se solapan, y siempre ocurren en simultaneo aunque no necesariamente para una función en especifico. 

Durante la primera fase el procesador se encarga de cargar el código desde la memoria. En otras palabras se leen los datos que deben ser procesados posteriormente. En esta primera fase se encuentra un problema común en la arquitectura de los procesadores, y es que hay un máximo de datos que pueden ser leídos por periodo de tiempo, y suelen ser inferiores a los que pueden ser procesados, por lo que hay una especie de efecto de pico de botella que en la actualidad se trata de solventar aplicando el multicanal y cachés. 


 

En la segunda fase ocurre la primera etapa del procesamiento como tal. La información leída en la primera fase es analizada siguiendo un juego de instrucciones (próxima sección de este articulo). Así pues, dentro de los datos leídos habrá fracciones descriptivas para el set de instrucciones, que indicarán qué se debe hacer con el resto de la información. Por poner un ejemplo practico, hay código que indica que se deben sumar los datos de un paquete con los de otro paquete, siendo cada paquete información que describe un numero, con lo que se obtiene una operación aritmética común. 
A continuación viene la fase que continua con el procesamiento franco, y se encarga de ejecutar las instrucciones tomadas decodificadas dentro de la segunda fase. En el ejemplo anterior, aquí sería dónde se realiza la suma y se obtiene el resultado. 


 


Por último, el proceso concluye con una fase de escritura, dónde de nuevo la información es cargada, solo que esta vez desde el procesador hasta la memoria. En algunos casos la información puede ser cargada a memoria del procesador para ser reutilizada posteriormente, pero una vez terminado el procesamiento de labor en particular, los datos siempre terminan siendo escritos en la memoria principal, de donde luego pueden ser escritos a la unidad de almacenamiento o no, dependiendo de la aplicación. 

Principales arquitecturas modernas 
Como ya hemos dicho, la función del procesador es interpretar información. Los datos son cargados desde los diferentes sistemas de memoria a manera de código binario, y es ese código el que debe ser procesador para ser convertido en datos útiles por las aplicaciones. La mentada interpretación se realiza mediante un juego de instrucciones, que es lo que define la arquitectura del procesador. 


Actualmente se usan principalmente dos arquitecturas RISC y CISC. RISC da vida a los procesadores diseñados por la firma británica ARM, que con el auge de los dispositivos móviles ha visto un crecimiento importante. También PowerPC, la arquitectura que dio vida a ordenadores Apple, servidores y las consolas Xbox 360 y PlayStation 3, esta basada en RISC. CISC es la arquitectura utilizada en los procesadores X86 de Intel y X86-64 de AMD. 




Respecto a qué arquitectura es mejor, desde siempre se ha dicho que por ser mucho mas limpia y estar mucho mejor optimizada RISC sería el futuro de la computación. Sin embargo, Intel y AMD nunca han dado el brazo a torcer y han conseguido crear un ecosistema muy solido al rededor de sus procesadores, que aunque estar muy contaminados de elementos de retrocompatibilidad ya obsoletos, siempre se han mantenido a la altura de sus rivales. 

En general, por su flexibilidad y relativa facilidad de producción, por algunos años mas los CPU seguirán siendo las piezas centrales del computo moderno. Pero siempre hay que tener en cuenta que con el paso de los año han estado evolucionado tecnologías en paralelo que ayudan a descentralizar la carga y hoy mas que nunca los procesadores gráficos, mas potentes pero menos flexibles han comenzado a ganar casi tanta importancia como la unidad de procesamiento central.


Fuente: Hardware para novatos: ¿qué es y cómo funciona el CPU o procesador?