Como funciona la velocidad de un procesador (CPU) y cuales son las mejores opciones

¿Tienes que comprar un ordenador nuevo y no sabes si el procesador es bueno o no? Te ayudamos a saber si tu ordenador va a ser rápido o no.

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Cuando vamos a un centro comercial con muchos ordenadores y portátiles a la venta, resulta difícil entender las diferencias entre un modelo y otro.

En esta guía te mostraremos qué significa tener un PC de cuatro u ocho núcleos, cuál es su velocidad real y cómo saber si tienes un ordenador muy rápido o uno viejo y anticuado para que puedas evitar las trampas y comprar sólo ordenadores muy rápidos.

Calcula la velocidad real de los procesadores

A lo largo del artículo vas a ir entendiendo por qué aumentar el número de núcleos aumenta el rendimiento del procesador pero no es sinónimo automático de mayor velocidad, ya que hay muchos factores en juego que pueden cambiar la percepción de la velocidad cuando ejecutamos uno o varios programas en el ordenador.

¿Cómo calcular la velocidad de un procesador?

Hay dos parámetros para evaluar los procesadores: el número total de cálculos por segundo y el número de ciclos del procesador en un segundo (velocidad del reloj expresada en Ghz).

Cada núcleo del procesador realiza un determinado número de cálculos por segundo, por lo que el número total de cálculos es la suma de todos.

Al mismo tiempo, si todos los núcleos funcionan a la misma velocidad, la velocidad total del reloj del procesador sigue siendo la misma, independientemente del número de núcleos activos.

Llegamos a la conclusión de que un procesador de cuatro núcleos que funcione a 2 GHz nunca será tan rápido como un procesador de un solo núcleo que funcione a 5 GHz: esto es técnicamente correcto, pero en realidad lo que cambia es el tipo de tarea que se realiza en ese ordenador en cada momento.

¿Actividad única rápida o muchas actividades a la vez?

Para entender dónde está la diferencia de velocidad entre los procesadores de un solo núcleo y los modernos procesadores multinúcleo, utilizaremos ejemplos sencillos, para que todo el mundo pueda entender la tecnología que hay detrás.

Si ejecutamos este proceso en un procesador mononúcleo más potente (por ejemplo, una CPU mononúcleo de 4 GHz), se ejecutará mucho más rápido que en un procesador multinúcleo de 2 GHz, porque sólo se utilizará uno de los núcleos del procesador multinúcleo (aunque fuera un cuatronúcleo u octa-núcleo, seguiría ejecutándose en un solo núcleo, en este caso un núcleo de 2 GHz).

¿Pero qué ocurre si abrimos varios procesos a la vez? Estos procesos entran en el procesador de forma lineal y tienen que ejecutarse de uno en uno, ya que sólo hay un núcleo presente: de hecho, corremos el riesgo de dejar «en espera» a los procesos que se inicien más tarde.

Esto suele ocurrir cuando se inician procesos que consumen muchos recursos (procesamiento de vídeo, procesamiento de imágenes o conversión de medios): cuando un proceso pesado ocupa toda la CPU (el 100%), el procesador deja en suspenso los demás procesos y el PC funcionará realmente muy lento, con varios segundos de espera desde el clic del ratón hasta la reacción en la pantalla.

En un procesador multinúcleo, cada núcleo puede manejar un proceso independiente. Esto significa que el proceso más pesado puede funcionar más lentamente (pero hoy en día todos los procesadores tienen más de 4GHz, por lo que el problema de la velocidad ya no existe), pero sólo ocupará el 100% de su núcleo asignado, dejando los otros núcleos disponibles para procesar nuevos procesos.

Ahora el proceso pesado sólo ocupa un porcentaje de la capacidad total de cálculo del procesador (100% dividido por el número de núcleos presentes); en el caso de los procesadores de cuatro núcleos la carga ocupada es del 25%, mientras que en el caso de los procesadores de ocho núcleos ocupa el 12,5% de la capacidad total de cálculo.

Esto explica por qué los procesadores multinúcleo siempre responderán mejor que los antiguos procesadores mononúcleo: pueden manejar varios procesos a la vez (incluso los más pesados), independientemente de la velocidad de cada núcleo individual.

Un buen procesador multinúcleo para utilizar en ordenadores de sobremesa domésticos o de pequeñas oficinas es el AMD Ryzen 5 5600X que cuenta con 6 núcleos y 12 hilos, con una frecuencia de reloj de 4,6 GHz.

Hyper-Threading: ¿aumenta la velocidad del procesador?

Antes de la llegada de los procesadores multinúcleo, Intel introdujo la tecnología Hyper-Threading (con el antiguo Pentium 4 HT) para hacer que los procesadores mononúcleo tuvieran una mayor capacidad de respuesta: de hecho, esta tecnología se encarga de «dividir» los procesos entrantes generando subprocesos o hilos,

En el procesador con Hyper-Threading es posible procesar muchos subprocesos juntos en cada ciclo de reloj, para obtener el procesamiento de un mayor número de fragmentos de los procesos originales.

Esta innovación conlleva un aumento de la capacidad de respuesta del núcleo único (no más del 20%) pero no hace milagros: es mejor tener un número elevado de núcleos (como 8 núcleos reales) que una CPU con menos núcleos pero con Hyper-Threading activo (como 4 núcleos y 8 hilos).

Hyper-Threading también está presente en los modernos procesadores multinúcleo de Intel y AMD (donde tiene otro nombre), pero sólo está presente en los procesadores de gama alta, que suelen reservarse para la computación paralela (como veremos más adelante).

Un buen procesador doméstico con Hyper-Threading es el Intel Core i7-10700K equipado con 8 núcleos y 16 hilos en Hyper-Threading, a una frecuencia de 5,1 GHz.

Computación paralela: cuando un solo proceso ocupa varios núcleos

Algunos programas modernos son capaces de aprovechar varios núcleos al mismo tiempo, lo que aumenta considerablemente la velocidad de ejecución.

Estos programas, al iniciarse, pueden crear varios procesos vinculados al proceso madre (el que ejecuta la ventana del programa) y así ocupar más núcleos, utilizando la computación en paralelo para realizar tareas pesadas como el procesamiento de gráficos, la conversión de vídeo, la aplicación de efectos de renderizado, el procesamiento de diseños gráficos, etc.

La computación paralela requiere CPUs multinúcleo extremadamente rápidas con un gran número de núcleos, de lo contrario el sistema operativo se ralentizará notablemente si se inician otros procesos pesados durante la ejecución.

En estos escenarios, puede ser útil contar con la tecnología Hyper-Threading, que proporciona un 20% más de capacidad de respuesta al aumentar el número de procesos que pueden ejecutarse en paralelo (debido a la fragmentación de procesos).

Un buen procesador para la computación paralela es el Intel Core i9-10900K, que está disponible en Amazon y tiene 10 núcleos y 20 hilos (en Hyper-Threading) a una frecuencia de 5,3 GHz.

TL;DR

1.- Los modernos procesadores multinúcleo son mucho más ágiles y eficaces que los antiguos procesadores mononúcleo, que se han extinguido en la informática debido a su «lentitud» cuando era necesario abrir varios programas simultáneamente.

2.- Hoy en día, los procesadores de doble o cuádruple núcleo están ya muy obsoletos, ya que encontramos procesadores de 6 núcleos, 8 núcleos o incluso 10/12 núcleos, que a menudo se duplican gracias a la presencia de tecnologías innovadoras como Hyper-Threading.

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