Todo lo que te gustaría saber sobre procesadores (pero nunca preguntaste)

Dos son los grandes fabricantes de procesadores: Intel y AMD, que llevan dominando el mercado desde hace décadas. Equipos como el Acer Nitro 50 utilizan procesadores de última generación, como Intel Core i9 o AMD Ryzen, para conseguir un rendimiento con el que ejecutar cualquier juego moderno a la mejor calidad. Sin embargo, ¿entiendes cómo funciona un procesador? ¿Sabes cuáles son sus características clave? Te lo explicamos a continuación.

El procesador, el componente más complejo de un ordenador

Empezábamos hablando de los dos grandes fabricantes de procesadores del mundo, Intel y AMD. Pese a ser rivales históricos que han competido desde sus orígenes en el mercado, tienen muchos puntos en común en sus procesadores ya que utilizan arquitecturas ‘estándar’.

Una de estas arquitecturas es x86, y la más utilizada en la actualidad en el mundo PC. Nacida de la mano del Intel 8088 en 1978 que es, a su vez, una evolución del que es considerado el primer procesador de la historia: el Intel 4004 de 1971.

La arquitectura de un procesador está definida por varios aspectos, como son su diseño (cómo «encajan» los diferentes componentes dentro del procesador), el set de instrucciones (las órdenes que puede ejecutar a bajo nivel) o la microarquitectura (cómo interactúan las instrucciones en el diseño). Todo esto ha evolucionado considerablemente con el paso de los años a través de sucesivas mejoras año tras año, generación tras generación. El procesador es, de hecho, el componente más complejo de un ordenador, en todos los aspectos.

Por ejemplo, un procesador moderno incluye varios miles de millones de diminutos transistores, de unos pocos nanómetros de tamaño. Según la conocida Ley de Moore, el número de estos transistores se duplica cada dos años debido a la evolución tecnológica, y si bien en los últimos tiempos está habiendo bastante debate sobre esta afirmación, hasta ahora se ha cumplido con gran exactitud.

Pero un procesador no solo es complejo en su construcción física. Durante décadas, los mejores diseñadores e ingenieros del mundo han aportado su granito de arena para conseguir la tecnología que hoy tenemos en nuestros equipos. Un procesador también está formado por algoritmos que se encargan de gestionar las ‘órdenes’ que los usuarios les enviamos, de la mejor forma posible.

Tan solo tener encendido el ordenador hace que cada segundo el procesador esté ejecutando miles de instrucciones, en un orden muy concreto y específico para que todo funcione a la perfección y de la forma óptima. Evidentemente, cuanto más compleja sea la acción que realice el usuario, mayores cálculos realizará.

El procesador es, además, el punto central del ordenador y aquel al que se conectan todos los demás componentes: tarjeta gráfica, memoria RAM, almacenamiento, periféricos… el procesador actúa como el maestro de la orquesta, el elemento que coordina toda la acción de los diferentes elementos. Es, por tanto, uno de los ejes clave de todo equipo, y qué mejor que conocer sus características para así entenderlo un poquito mejor.

Las características de un procesador

Hay algunas características del procesador que son más conocidas, y otras que suelen pasar desapercibidas. A continuación repasamos las principales, para que puedas comprender un poquito más cómo funciona por dentro.

Un clásico entre los clásicos es el número de núcleos, o ‘cores’ en inglés. Simplificándolo mucho, un procesador de cuatro núcleos es capaz de hacer cuatro cosas a la vez. Existen varios matices con los que no, el rendimiento no se duplicaría por cuatro –respecto de un procesador de un único núcleo–, pero sí se da una mejora significativa. A priori, cuantos más núcleos será mejor ya que aportará más rendimiento y potencia.

Los núcleos están asociados a una frecuencia o velocidad de reloj, habitualmente medida en gigahertzios. Cuanto mayor sea la frecuencia, más rápido funcionará cada núcleo, ya que ejecutará más instrucciones. Es por ello por lo que se hace overclocking a un procesador, para subirle esta frecuencia y que funcione más rápido.

Y relacionado con todo esto, la litografía o proceso de fabricación que mide el tamaño de los transistores del procesador. Cuanto más pequeña sea, más transistores podremos incluir en cada chip; y cuantos más transistores, mayor potencia de cómputo. En la actualidad, las fábricas utilizadas para crear los procesadores están empleando procesos de 7 o 14 nanómetros.

Núcleos, frecuencia y proceso de fabricación son las tres características clave de cualquier procesador, pero ni mucho menos son las únicas. También existe el concepto de hilos (un núcleo puede tener uno o más hilos de ejecución), cachés (memorias internas del procesador en las que almacenar información de forma temporal), TDP (Thermal Design Power, capacidad de disipación energética que tiene) o socket (en español zócalo). Podemos poner como ejemplo esta lista de características del Intel Core i7-9700K.

Lo ‘otro’ que hay que tener en cuenta

Pero hay mucho, mucho más. De hecho, una de los motivos por los que el mercado de procesadores es tan complejo es porque cambia cada muy poco tiempo. De hecho lo habitual es que exista una nueva generación (familia) de procesadores cada año, y que cada una de estas generaciones esté compuesta por varias gamas y en total decenas de modelos. Y multipliquémoslo todo por los dos principales fabricantes que existen. Se nos lió la cosa.

Lo lógico es que cada generación sea mejor que la anterior, pero también que incorpore y soporte diferentes tecnologías para incluir nuevas funcionalidades y características: SSE, virtualización, Inteligencia Artificial, tecnologías de memoria o de seguridad, son algunas de las palabras clave más habituales. Sin embargo, no todas están siempre presentes pues dependen de gamas de productos, de modelos más concretos… y hasta del fabricante.

Pongamos un símil más tangible: el mercado de los automóviles. Todos los coches comerciales —o al menos una gran mayoría— tienen cuatro ruedas, un motor, puertas, y un volante. Su diseño es esencialmente este.

Pero claro, el tiempo pasa y la evolución hace que ahora los motores sean mucho más rápidos y también más eficientes que antaño. Es indudable que un motor de hoy en día es mucho mejor que uno de hace cien años, pero también es más complejo: son más grandes y pesados, e incluyen electrónica que aporta mecanismos de seguridad, mayor eficiencia, etc.

Pero no solo el motor ha cambiado. Los asientos ahora son más cómodos, incluyen sistemas de seguridad y protección (airbags, cinturones de seguridad, sensores, ayuda a la frenada, etc.).

Si lo comparamos con los vehículos de hace un puñado de décadas, salimos ganando con los de ahora; sin embargo, la cosa se complica si comparamos dos vehículos modernos. Es evidente que existen coches básicos y sencillos, que pueden ser cómodos pero sin grandes alardes, y que en general funcionan… y también existen cochazos mucho más complejos, con mil tecnologías y ayudas a la conducción, asistentes, sensores, etc. Todos ellos tienen cuatro ruedas, un motor y un volante… pero son diferentes.

Un procesador es exageradamente complejo, una pequeña obra de arte de la tecnología y la ingeniería que está al alcance de cualquier persona. Aunque no podamos tocarlo ni verlo en funcionamiento como sí hacemos con un vehículo, conviene conocerlo para así saber en qué consiste este componente, cada vez es más importante en la sociedad del siglo XXI.

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Pablo