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

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Cada computadora tiene un procesador, ya sea un procesador de eficiencia pequeño o una central eléctrica de gran rendimiento, o de lo contrario no podría funcionar. Por supuesto, el procesador, también llamado CPU o Central Processing Unit, es una parte importante de un sistema que funciona, pero no es el único.

Los procesadores de hoy son casi todos al menos de doble núcleo, lo que significa que todo el procesador en sí 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 entre sí para que, cuando se ejecuten en tiempo real, constituyan su experiencia informática. Literalmente, todo lo que haga en su computadora debe ser procesado por su 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 hasta cierto punto aún requieren su procesador.

Cómo trabajan ellos

Los diseños de 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 incluir 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 las instrucciones: buscar, decodificar, ejecutar y reescribir.

Ha podido recuperar

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

Descodificar

Una vez que ha obtenido la instrucción inmediata, continúa decodificando. 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 se debe hacer con la información que lo sigue. Una vez que el núcleo del procesador ha resuelto todo esto, las diferentes áreas del núcleo pueden ponerse a trabajar.

Ejecutar

El paso de ejecución es donde el procesador sabe lo que tiene que hacer, y en realidad sigue adelante y lo hace. Lo que ocurre aquí varía mucho según las áreas del núcleo del procesador que se usen y la información que se ingrese. Como ejemplo, el procesador puede hacer operaciones aritméticas dentro de la ALU o unidad de lógica aritmética. Esta unidad se puede conectar a diferentes entradas y salidas para reducir los números y obtener el resultado deseado. El circuito dentro de la ALU hace toda la magia, y es bastante complejo de explicar, así que lo dejo para su propia investigación si está interesado.

Respóndeme

El paso final, llamado writeback, simple coloca el resultado de lo que se ha trabajado nuevamente en la memoria. Donde exactamente sale 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 cuidará hasta que se vuelvan a procesar partes de esa salida, lo que puede significar que va a la memoria RAM.

Es solo un ciclo

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

Conclusión

No olvide que esta es una descripción muy simple de a qué procesadores, en realidad son mucho más complejos y hacen mucho más de lo que creemos. La tendencia actual es que los fabricantes de procesadores están tratando de hacer que sus chips sean lo más eficientes posible, y eso incluye encoger los transistores. Ivy Bridge Lo que necesita saber sobre Ivy Bridge de Intel [Explicaciones de MakeUseOf] Lo que necesita saber sobre Ivy Bridge de Intel [Explicaciones de MakeUseOf] Intel acaba de lanzar su nuevo procesador actualizado, con el nombre en código Ivy Bridge, para equipos de sobremesa y portátiles. Encontrará estos nuevos productos enumerados como la serie 3000 y puede comprar al menos algunos de ellos ... Los transistores de Read More son de solo 22nm, y todavía queda un poco por recorrer antes de que los investigadores encuentren un límite físico. Imagine que todo este procesamiento ocurre en un espacio tan pequeño. Veremos cómo los procesadores mejoran una vez que llegamos tan lejos.

¿A dónde crees que irán los procesadores? ¿Cuándo espera ver procesadores cuánticos, especialmente en mercados personales? Háganos saber en los comentarios!

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