¿Qué es un núcleo de procesador? [MakeUseOf explica]

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Cada computadora tiene un procesador, ya sea un pequeño procesador de eficiencia o una gran potencia de rendimiento, o de lo contrario no podría funcionar. Por supuesto, el procesador, también llamado CPU o Unidad Central de Procesamiento, es una parte importante de un sistema en funcionamiento, pero no es el único.

Los procesadores de hoy en día son casi al menos de doble núcleo, lo que significa que todo el procesador contiene dos núcleos separados con los que puede procesar información. Pero, ¿qué son los núcleos de procesador y qué hacen exactamente?

¿Qué son los núcleos?

Un núcleo de procesador es una unidad de procesamiento que lee las instrucciones para realizar acciones específicas. Las instrucciones se encadenan para que, cuando se ejecutan en tiempo real, componen su experiencia informática. Literalmente, todo lo que haces en tu computadora debe ser procesado por tu procesador. Cada vez que abre una carpeta, eso requiere su procesador. Cuando escribe en un documento de Word, eso también requiere su procesador. Cosas como dibujar el entorno de escritorio, las ventanas y los gráficos del juego son el trabajo de su tarjeta gráfica, que contiene cientos de procesadores para trabajar rápidamente en datos simultáneamente, pero en cierta medida aún requieren su procesador también.

Cómo trabajan ellos

Los diseños de los procesadores son extremadamente complejos y varían ampliamente entre compañías e incluso modelos. Sus arquitecturas - actualmente "Ivy Bridge" para Intel y "Piledriver" para AMD - se mejoran constantemente para obtener la mayor cantidad de rendimiento en la menor cantidad de espacio y consumo de energía. Pero a pesar de todas las diferencias arquitectónicas, los procesadores siguen cuatro pasos principales cada vez que procesan instrucciones: buscar, decodificar, ejecutar y reescribir.

Ir a buscar

El paso de búsqueda es lo que esperas que sea. Aquí, el núcleo del procesador recupera las instrucciones que lo esperan, generalmente de algún tipo de memoria. Esto podría incluir RAM, pero en los núcleos de procesador modernos, las instrucciones generalmente ya están esperando el núcleo dentro de la memoria caché del procesador. El procesador tiene un área llamada contador del programa que esencialmente actúa como un marcador, lo que le permite saber dónde terminó la última instrucción y dónde comienza la siguiente.

Descodificar

Una vez que ha obtenido las instrucciones inmediatas, lo descifra. Las instrucciones a menudo involucran múltiples áreas del núcleo del procesador, como la aritmética, y el núcleo del procesador necesita resolver esto. Cada parte tiene algo llamado código de operación que le dice al núcleo del procesador qué debe hacerse con la información que le sigue. Una vez que el núcleo del procesador ha resuelto todo esto, las diferentes áreas del núcleo en sí pueden ponerse a trabajar.

Ejecutar

El paso de ejecución es donde el procesador sabe lo que necesita hacer, y en realidad sigue adelante y lo hace. Lo que sucede exactamente aquí varía mucho según las áreas del núcleo del procesador que se estén utilizando y la información que se ingrese. Como ejemplo, el procesador puede hacer aritmética dentro de la ALU o unidad lógica aritmética. Esta unidad puede conectarse a diferentes entradas y salidas para obtener números crujientes y obtener el resultado deseado. El circuito dentro de la ALU hace toda la magia, y es bastante complejo de explicar, por lo que lo dejaré para su propia investigación si está interesado.

Respóndeme

El último paso, llamado reescritura, coloca de manera simple el resultado de lo que se ha trabajado en la memoria. El destino exacto de la salida depende de las necesidades de la aplicación en ejecución, pero a menudo permanece en los registros del procesador para un acceso rápido, ya que las siguientes instrucciones a menudo lo usan. A partir de ahí, se ocupará hasta que las partes de esa salida deban procesarse una vez más, lo que puede significar que va a la RAM.

Es solo un ciclo

Todo este proceso se llama ciclo de instrucción. Estos ciclos de instrucción suceden ridículamente rápido, especialmente ahora que tenemos procesadores potentes con altas frecuencias. Además, toda nuestra CPU con sus múltiples núcleos hace esto en cada núcleo, por lo que los datos se pueden procesar aproximadamente tantas veces más rápido que su CPU tiene núcleos que si estuviera atascado con un solo núcleo de similar actuación. Las CPU también tienen conjuntos de instrucciones optimizados conectados a los circuitos que pueden acelerar las instrucciones familiares que se les envían. Un ejemplo popular es SSE.

Conclusión

No olvide que esta es una descripción muy simple de los procesadores: en realidad, son mucho más complejos y hacen mucho más de lo que pensamos. La tendencia actual es que los fabricantes de procesadores están tratando de hacer que sus chips sean lo más eficientes posible, y eso incluye reducir los transistores. Ivy Bridge Lo que necesita saber sobre el Ivy Bridge de Intel [MakeUseOf explica]Intel acaba de lanzar su nuevo procesador actualizado, llamado Ivy Bridge, tanto para computadoras de escritorio como para computadoras portátiles. Encontrará estos nuevos productos en la lista de la serie 3000 y podrá comprar al menos algunos de ellos ... Lee mas Los transistores son de apenas 22 nm, y aún queda un poco antes de que los investigadores encuentren un límite físico. Imagine que todo este procesamiento ocurre en un espacio tan pequeño. Veremos cómo mejoran los procesadores una vez que lleguemos tan lejos.

¿Dónde crees que irán los procesadores a continuación? ¿Cuándo espera ver procesadores cuánticos, especialmente en los mercados personales? ¡Háganos saber en los comentarios!

Créditos de imagen: Olivander, Bernat Gallemí, Dominik Bartsch, Ioan Sameli, Administración Nacional de Seguridad Nuclear