Los sistemas informáticos, ya sean equipos de sobremesa, servidores o teléfonos móviles, están compuesto por dos vertientes principales: el software y el hardware. En el último ámbito, hay componentes que son estrictamente necesarios para que un ordenador funcione. Uno de ellos es la CPU, un término que probablemente habrás leído y escuchado con asiduidad.
Pero, ¿qué es exactamente? ¿Para qué sirve y cómo funciona? Este análisis tiene como objetivo resolver todas las dudas con respecto a este elemento. Aquí te desvelamos todo lo que debes saber sobre la CPU, el componente de hardware más importante de un sistema informático.
¿Qué es una CPU y para qué sirve?
CPU son las siglas de la expresión en inglés Central Processing Unit. En español entendemos algo así como unidad central de procesamiento. A pesar de que no es una terminología demasiado complicada, lo más habitual es referirse a este componente como CPU o, simplemente, como procesador. Debes saber que se trata de un circuito integrado que se encarga de ejecutar las instrucciones que le facilita el usuario mediante el software, es decir, el sistema operativo y las aplicaciones.
Las funciones del procesador en un equipo informático son diversas. En el siguiente listado las definimos con exactitud:
- Recibir instrucciones. El usuario nunca interactúa directamente con el procesador. Más bien, envía instrucciones a la CPU de diversas maneras mediante el software. Por ejemplo, presiona un botón de la interfaz que desencadena una acción concreta o escribe una frase en un campo de texto. Todas esas acciones son recibidas por la unidad central de procesamiento.
- Interpretación. El procesador se encarga de interpretar las instrucciones recibidas y tratar de “entender” qué respuesta debe darles.
- Ejecución. Después de recibir y entender qué es lo que el usuario desea hacer, el procesador ejecuta la acción. Por ejemplo, si hacemos clic en un botón de descarga, el procesador ejecutará esa acción y bajará el archivo, que se almacena en la memoria interna del ordenador. Y lo mismo sucede cada vez que queremos detener una aplicación y presionamos en el botón de cerrado. En esencia, todas nuestras interacciones con la interfaz del sistema operativo y los programas pasan por el procesador.
- Control de otro hardware. Finalmente, la CPU también sirve para controlar el resto del hardware del ordenador. De este modo, recibe las instrucciones del teclado, de la cámara web o de otros periféricos que conectemos al equipo. También se comunica con la memoria RAM para consultar información relevante para la ejecución de acciones u ordena escribir en el almacenamiento si es necesario.
En resumidas cuentas, la CPU es el cerebro de todos los equipos, pues ejecuta el software y controla el hardware, dando siempre la respuesta más acertada al usuario. Estamos ante el pilar de los sistemas informáticos, lo cual incluye ordenadores personales (PC), móviles, tabletas, televisores inteligentes o servidores, entre otros.
¿Cómo funciona una CPU?
La ejecución de órdenes por parte del procesador es posible gracias a varios componentes que se sitúan en su interior. Para conocer el funcionamiento exacto de una CPU, es vital saber qué hay en sus entrañas.
Unidad de control
Conocido también como UC, del inglés Unit Control, tiene como objetivo principal localizar las instrucciones en la memoria del procesador. Después, las define y actúa en consecuencia, o lo que es lo mismo, las ejecuta. En su interior cuenta con un reloj, el contador de programa y el registro de instrucciones.
Unidad de coma flotante
Es la unidad que se encarga de realizar cálculos trigonométricos y exponenciales. Se incluye en los procesadores más modernos, ya que la complejidad de las operaciones ha aumentado notablemente en los últimos años.
Unidad aritmeticológica
En inglés conocido como ALU. Realiza operaciones matemáticas simples y lógicas. Así, el procesador se sirve de ella para sumar o resolver condicionales, negativas o afirmaciones.
Memoria caché
La memoria caché es una especie de RAM que viene integrada en el procesador. Sin embargo, es mucho más veloz que la memoria conectada a la placa base para facilitar la resolución de operaciones matemáticas. Su función principal es albergar datos provenientes de la memoria RAM y servirlos de manera más rápida al resto de unidades.
Buses
Los buses son vías de comunicación necesarias para integrar la CPU en el sistema informático. Gracias a ellos, es posible conectar el procesador a la placa base y que este se comunique con el resto de los componentes. También hay buses encargados de transportar los datos de la memoria caché al resto de unidades de operaciones.
Arquitectura de la CPU
La arquitectura del procesador determina cuál es el catálogo de instrucciones que es capaz de entender la CPU. Por eso, el SO y las aplicaciones deben estar programadas siguiendo la arquitectura del procesador en el cual se van a ejecutar. En la actualidad, hay dos arquitecturas principales:
- X86. Son los procesadores más utilizados en la informática personal y siguen el modelo establecido por el Intel 8086. Intel sigue fabricando este tipo de procesadores, aunque también lo hace su principal rival, AMD.
- ARM. Juego de instrucciones muy frecuente en procesadores para dispositivos móviles. Los procesadores ARM tienen dimensiones más comedidas y, por lo general, son más eficientes desde el punto de vista energético.
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