Definición de CPU (Unidad Central de Procesamiento)
La CPU es la parte central del procesamiento de una computadora. Es la encargada del procesamiento de todas las instrucciones que provienen del hardware y del software. El término se empezó a usar a principios de la década del 60 del siglo pasado.
CPU proviene de central processing unit, que se traduce como a unidad central de procesamiento o unidad de procesamiento central.
La CPU se encarga de realizar todas las operaciones aritméticas y lógicas necesarias para ejecutar los programas y realizar las tareas que se le indican. Es considerada el "cerebro" de la computadora, ya que coordina todas las actividades del sistema y es responsable de tomar las decisiones necesarias.
Existen diferentes tipos de CPUs, cada una diseñada para satisfacer las necesidades específicas de distintos tipos de computadoras. Algunas CPU son más rápidas y potentes, lo que les permite realizar tareas más complejas y exigentes, mientras que otras son más sencillas y económicas, adecuadas para computadoras de menor capacidad.
A medida que avanza la tecnología, las CPUs se vuelven más rápidas y eficientes, lo que permite una mayor capacidad de procesamiento y un mejor rendimiento en general. Además, las CPUs modernas suelen tener múltiples núcleos, lo que les permite ejecutar varias tareas simultáneamente, mejorando aún más su capacidad de procesamiento.
En resumen, la CPU es un componente fundamental en una computadora, ya que se encarga del procesamiento de todas las instrucciones, tanto del hardware como del software. Su capacidad de procesamiento determina en gran medida el rendimiento y la capacidad de la computadora en general.
Características del CPU
Físicamente la CPU es un circuito electrónico que realiza cálculos aritméticos, lógicos y operaciones de entrada-salida para las instrucciones.
Usualmente al referirnos a CPU hablamos del procesador y más específicamente a sus unidades de procesamiento y de control. Por lo que, en esta definición de CPU, no entran elementos como la memoria principal o la circuitería de entrada-salida.
La CPU trabaja activamente con la memoria principal, aunque físicamente está separada del microprocesador.
Algunos usuarios novatos llaman "CPU" al gabinete de la computadora, e incluso algunos a toda la computadora, lo cual es un error.
El rendimiento, calidad y costo de una computadora está altamente relacionado a su CPU.
Algunas computadoras emplean procesadores de múltiples núcleos, esto significa que un único chip contiene dos o más CPUs llamados núcleos (o cores). Ver: multi-core.
Otros sinónimos usados para CPU, aunque no siempre signifiquen exactamente lo mismo: procesador, procesador central, microprocesador, cerebro de la computadora, processor, central processor, microprocessor.
Microprocesador, forma parte del CPU. Es su "cerebro".
Componentes de la CPU
Diagrama del funcionamiento del CPU: las líneas negras indican flujo de datos, las rojas flujos de control y las flechas el sentido del flujo. Licencia CC
- Unidad de Control (UC): obtiene instrucciones desde la memoria y las "ejecuta" dirigiendo operaciones coordinadas con la UAL, registros y otros componentes.
- Unidad aritmético-lógica (UAL o ALU en inglés): realiza operaciones aritméticas y lógicas.
- Registros de procesador: proveen operandos al UAL y almacenan los resultados obtenidos en el UAL
Los procesadores vectoriales tienen múltiples procesadores que operan en paralelo, no tiene una unidad considerada central.
Fabricantes y familias de CPU
Los principales fabricantes de microprocesadores son AMD e Intel.
Las familias de microprocesadores importantes de AMD: K6, Athlon, Turion, Phenom, serie A, Fx...
Las familias de microprocesadores importantes de Intel: 40xx, 80xxx, Pentium, Celeron, Core, Core i...
Para una lista detallada de CPUs leer: microprocesador.
Esquema CPU y la placa madre
La CPU y su interacción con la placa madre de una computadora típica
Cómo testear la CPU de una computadora en busca de errores
Leer el artículo aquí: Cómo probar si la placa madre y la CPU de la computadora fallan
El calor de una CPU
Leer: ¿Por qué una CPU genera calor?
Resumen: CPU
La CPU es la parte central de una computadora que procesa las instrucciones del hardware y del software. Se empezó a usar en los años 60 y su nombre viene de unidad central de procesamiento.
¿Cuál es la función principal de la CPU?
La función principal de la CPU es procesar todas las instrucciones que provienen del hardware y del software de una computadora. Es el cerebro de la computadora y se encarga de realizar todas las operaciones y cálculos necesarios para que los programas y aplicaciones funcionen correctamente.
¿Cuál es la diferencia entre la CPU y el hardware de una computadora?
La CPU es una parte específica del hardware de una computadora. Mientras que el hardware se refiere a todos los componentes físicos de la computadora, como la memoria, el disco duro, la tarjeta madre, entre otros, la CPU es el componente principal encargado del procesamiento de la información y la ejecución de las tareas.
¿Qué es el software?
El software es un conjunto de programas, instrucciones y datos que le permiten a la computadora realizar diferentes tareas. Existen dos tipos principales de software: el software de sistema, que se encarga de controlar el funcionamiento de la computadora, y el software de aplicación, que permite a los usuarios realizar diferentes actividades, como navegar por internet, editar documentos, etc.
¿Cuáles son las instrucciones que procesa la CPU?
La CPU procesa todo tipo de instrucciones, desde operaciones matemáticas simples hasta instrucciones más complejas. Estas instrucciones pueden incluir operaciones aritméticas, lógicas, de comparación, de movimiento de datos, entre otras. Todo programa o aplicación que se ejecuta en una computadora contiene una serie de instrucciones que la CPU debe procesar.
¿Cuál es el origen del término CPU?
El término CPU, que significa Unidad Central de Procesamiento en español, comenzó a utilizarse a principios de la década de 1960. Surgió con la evolución de las computadoras y la necesidad de nombrar la parte central encargada del procesamiento de la información. Desde entonces, la CPU ha sido esencial en el funcionamiento de las computadoras y ha evolucionado constantemente para ofrecer un mayor rendimiento y velocidad.
¿Cómo se clasifican las CPU?
Las CPU se pueden clasificar según diferentes criterios, como la arquitectura, la frecuencia de reloj, el número de núcleos, entre otros. En cuanto a la arquitectura, las CPU pueden ser de 32 bits o de 64 bits, dependiendo de la cantidad de información que puedan procesar al mismo tiempo. Además, las CPU pueden ser de un solo núcleo o tener múltiples núcleos, lo que les permite realizar varias tareas simultáneamente y mejorar el rendimiento global del sistema.
Tecnologías empleadas en CPUs |
|
| • Arquitectura |
• Harvard (Modified Harvard) • von Neumann • Dataflow • TTA |
| • Conjunto de instrucciones |
• ASIP • CISC • EDGE • EPIC • MISC • MIPS • NISC • OISC • RISC • TRIPS • VLIW • ZISC |
| • Tamaño de palabra (word) |
• 1 bit • 4 bit • 8 bit • 9 bit • 10 bit • 12 bit • 15 bit • 16 bit • 18 bit • 22 bit • 24 bit • 25 bit • 26 bit • 27 bit • 31 bit • 32 bit • 33 bit • 34 bit • 36 bit • 39 bit • 40 bit • 48 bit • 50 bit • 60 bit • 64 bit • 128 bit • 256 bit • 512 bit • bit variable |
| • Ejecución (ciclo de instrucción) |
• Segmentación (pipelining): Bubble, Operand forwarding |
| • Computación paralela |
• Paralelismo a nivel de Bit: bit-serial, palabra • Paralelismo a nivel de Instrucción: escalar, superescalar • Paralelismo de Datos: vector • Paralelismo a nivel de Memoria (MLP) • Paralelismo a nivel de Tareas: hilo de ejecución (thread) |
| • Multihilo |
• Temporal multithreading • Simultaneous multithreading: HyperThreading |
| • Taxonomía de Flynn |
• SISD • SIMD • MISD • MIMD (SPMD) • Modos de direccionamiento (addressing mode) |
| • Tipos |
• Procesador digital de señales (DSP) • GPGPU • Microcontrolador • Unidad de procesamiento físico (PPU) • System on a chip (SoC) • Celular (cellular architecture) |
| • Componentes |
• Unidad de generación de direcciones (address generation unit o AGU) |
| • Gestión de energía |
• APM • ACPI • Escala de frecuencia dinámica (Dynamic frequency scaling) • Escala de tensión dinámica (Dynamic voltage scaling) • Gating de reloj (clock gating) |
| • Seguridad por hardware de CPU |
• NX bit |
Autor: Leandro Alegsa
Actualizado: 09-07-2023
¿Cómo citar este artículo?
Alegsa, Leandro. (2023). Definición de CPU. Recuperado de https://www.alegsa.com.ar/Dic/cpu.php
