Conceptos básicos sobre la CPU Explicación de varias CPU, núcleos y Hyper-Threading

La unidad central de procesamiento (CPU) en su computadora realiza los programas de trabajo computacional en ejecución, básicamente. Pero las CPU modernas ofrecen características como múltiples núcleos e hiperhilos. Algunas PC incluso utilizan múltiples CPUs. Estamos aquí para ayudar a resolver todo.

La velocidad de reloj de una CPU solía ser suficiente al comparar el rendimiento. Las cosas ya no son tan simples. Una CPU que ofrezca múltiples núcleos o hyper-threading puede tener un rendimiento significativamente mejor que una CPU de un solo núcleo de la misma velocidad que no cuenta con hyper-threading. Y las PC con múltiples CPU pueden tener una ventaja aún mayor. Todas estas características están diseñadas para permitir que las PC ejecuten más fácilmente múltiples procesos al mismo tiempo, lo que aumenta su rendimiento al realizar múltiples tareas o bajo la demanda de aplicaciones potentes como codificadores de video y juegos modernos. Entonces, echemos un vistazo a cada una de estas características y lo que pueden significar para usted..

Hyper-Threading

Hyper-threading fue el primer intento de Intel de llevar la computación paralela a las PC de los consumidores. Debutó en las CPU de escritorio con el Pentium 4 HT en 2002. El Pentium 4 del día contaba con un solo núcleo de CPU, por lo que realmente solo podía realizar una tarea a la vez, incluso si era capaz de cambiar entre tareas lo suficientemente rápido que parecía multitarea. Hyper-threading intentó compensar eso.

Un solo núcleo físico de CPU con hipervínculos aparece como dos CPU lógicas para un sistema operativo. La CPU sigue siendo una sola CPU, así que es un poco engañoso. Mientras que el sistema operativo ve dos CPU para cada núcleo, el hardware de la CPU real solo tiene un único conjunto de recursos de ejecución para cada núcleo. La CPU pretende tener más núcleos que los que tiene, y utiliza su propia lógica para acelerar la ejecución del programa. En otras palabras, se engaña al sistema operativo para que vea dos CPU para cada núcleo de CPU real.

Hyper-threading permite que los dos núcleos de CPU lógicos compartan recursos de ejecución físicos. Esto puede acelerar un poco las cosas: si una CPU virtual está detenida y en espera, la otra CPU virtual puede tomar prestados sus recursos de ejecución. Hyper-threading puede ayudar a acelerar su sistema, pero no es tan bueno como tener núcleos adicionales reales.

Afortunadamente, el hyper-threading ahora es un "bono". Mientras que los procesadores de consumo originales con hyper-threading solo tenían un núcleo único enmascarado como múltiples núcleos, las CPU modernas de Intel ahora tienen tanto núcleos múltiples como tecnología de hyper-threading. Su CPU de doble núcleo con hyper-threading aparece como cuatro núcleos para su sistema operativo, mientras que su CPU de cuatro núcleos con hyper-threading aparece como ocho núcleos. Hyper-threading no es un sustituto para núcleos adicionales, pero una CPU de doble núcleo con hyper-threading debería funcionar mejor que una CPU de doble núcleo sin hyper-threading.

Núcleos multiples

Originalmente, las CPU tenían un solo núcleo. Eso significaba que la CPU física tenía una sola unidad central de procesamiento. Para aumentar el rendimiento, los fabricantes agregan "núcleos" o unidades centrales de procesamiento. Una CPU de doble núcleo tiene dos unidades centrales de procesamiento, por lo que el sistema operativo se ve como dos CPU. Una CPU con dos núcleos, por ejemplo, podría ejecutar dos procesos diferentes al mismo tiempo. Esto acelera su sistema, porque su computadora puede hacer varias cosas a la vez.

A diferencia de los subprocesos, aquí no hay trucos: una CPU de doble núcleo tiene literalmente dos unidades de procesamiento centrales en el chip de la CPU. Una CPU de cuatro núcleos tiene cuatro unidades de procesamiento central, una CPU de octa núcleo tiene ocho unidades de procesamiento central, y así sucesivamente.

Esto ayuda a mejorar dramáticamente el rendimiento mientras mantiene la unidad de CPU física pequeña para que quepa en un solo socket. Solo debe haber un solo zócalo de CPU con una sola unidad de CPU insertada en él, no cuatro zócalos de CPU diferentes con cuatro CPU diferentes, cada uno de los cuales necesita su propia energía, refrigeración y otro hardware. Hay menos latencia porque los núcleos se pueden comunicar más rápidamente, ya que todos están en el mismo chip.

El Administrador de tareas de Windows lo muestra bastante bien. Aquí, por ejemplo, puede ver que este sistema tiene una CPU (socket) real y cuatro núcleos. Hyperthreading hace que cada núcleo se vea como dos CPU para el sistema operativo, por lo que muestra 8 procesadores lógicos.

CPUs multiples

La mayoría de las computadoras solo tienen una sola CPU. Esa única CPU puede tener múltiples núcleos o tecnología de subprocesamiento, pero sigue siendo solo una unidad de CPU física insertada en un solo zócalo de CPU en la placa base.

Antes de que aparecieran las CPU de subprocesos y de subprocesos múltiples, las personas intentaban agregar capacidad de procesamiento adicional a las computadoras agregando CPU adicionales. Esto requiere una placa base con múltiples sockets de CPU. La placa base también necesita hardware adicional para conectar los zócalos de la CPU a la RAM y otros recursos. Hay muchos gastos generales en este tipo de configuración. Existe una latencia adicional si las CPU necesitan comunicarse entre sí, los sistemas con múltiples CPU consumen más energía y la placa base necesita más sockets y hardware.

Los sistemas con múltiples CPU no son muy comunes entre las PC de usuarios domésticos en la actualidad. Incluso un escritorio de juego de alta potencia con múltiples tarjetas gráficas generalmente solo tendrá una sola CPU. Encontrará múltiples sistemas de CPU entre supercomputadoras, servidores y sistemas de gama alta similares que necesitan tanto poder de procesamiento de números como pueden obtener.

Cuantas más CPU o núcleos tenga una computadora, más cosas puede hacer al mismo tiempo, lo que ayuda a mejorar el rendimiento en la mayoría de las tareas. La mayoría de las computadoras ahora tienen CPU con varios núcleos, la opción más eficiente que hemos analizado. Incluso encontrará CPU con múltiples núcleos en teléfonos inteligentes y tabletas modernos. Las CPU de Intel también cuentan con hyper-threading, que es una especie de bono. Algunas computadoras que necesitan una gran cantidad de potencia de CPU pueden tener varias CPU, pero es mucho menos eficiente de lo que parece.

Crédito de la imagen: lungstruck en Flickr, Mike Babcock en Flickr, DeclanTM en Flickr