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Definición de CPU (Unidad Central de Procesamiento)

Significado de CPU: 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 ...
09-07-2023

 


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
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.
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.

Esquema básico CPU



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



Esquema de la CPU y su interfacción con 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 bit8 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 bit128 bit • 256 bit • 512 bit • bit variable
• Ejecución (ciclo de instrucción)

Segmentación (pipelining): Bubble, Operand forwarding
• Ejecución fuera de orden (out-of-order): Renombre de registros
• Ejecución especulativa: predictor de saltos (branch predictor), predicción de dependencia de memoria
• Riesgo (Hazards)

• 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)
Unidad aritmético lógica (UAL o ALU)
• Barrel shifter
Unidad de coma flotante (floating-point unit o FPU)
• Bus trasero (back-side bus): multiplexor, demultiplexor
• Registros
• Unidad de gestión de memoria (MMU)
Translation lookaside buffer (TLB)
Caché de CPU
• Archivo de registro (register file)
Microcódigo
Unidad de Control (CU)
Frecuencia de reloj (clock rate)

• 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
• Restricción de hardware (firmware)
• Trusted Execution Technology (Intel TXT)
• Critoprocesador seguro (Secure cryptoprocessor)
• Módulo de seguridad de hardware (HSM)
• Hengzhi chip






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

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Comentarios relacionados

  • Qué es CPU

    CPU es el acrónimo de "Central Processing Unit", en español "Unidad Central de Procesamiento".

    Es el componente principal de un ordenador o computadora encargado de realizar la mayoría de las operaciones de procesamiento de datos.

    La CPU es responsable de ejecutar instrucciones y realizar cálculos en programas y aplicaciones.

    Es considerado el "cerebro" de la computadora.

    La CPU se compone de una serie de componentes como el microprocesador, la memoria caché y los registros que trabajan en conjunto para procesar los datos.
  • ¿Qué es la unidad central de proceso?

    La unidad central de proceso, también conocida como CPU (por sus siglas en inglés, Central Processing Unit), es el cerebro de una computadora.

    Se trata de un chip o microprocesador, que se encarga de procesar las instrucciones y datos necesarios para que el sistema funcione.

    La CPU ejecuta las instrucciones de los programas de software y realiza operaciones matemáticas y lógicas.

    Es también responsable de la administración de memoria y la gestión de los recursos del sistema.

    En resumen, la CPU es el componente clave de una computadora que controla y coordina todos los demás componentes.
  • ¿Adónde se ubica el CPU en una computadora?

    El CPU (Unidad Central de Procesamiento) es uno de los componentes más importantes de una computadora y se encuentra en la placa base (también conocida como motherboard).

    El CPU se coloca en un zócalo específico de la placa base y se conecta a través de una serie de pines.

    En la mayoría de las computadoras de escritorio, el CPU se encuentra dentro de la carcasa de la computadora, en una sección conocida como la caja del sistema.

    En las computadoras portátiles, el CPU a menudo está integrado en la placa base y no es accesible directamente.

    En cualquier caso, el CPU es esencial para el funcionamiento de una computadora y es responsable de procesar la mayoría de las instrucciones y datos que se manejan en el sistema.
  • ¿El cpu es lo mismo que el microprocesador?

    No exactamente.

    La CPU (Unidad Central de Procesamiento) es el cerebro de una computadora, es decir, el componente que realiza las operaciones y cálculos necesarios para que la computadora funcione.

    El microprocesador, por otro lado, es el chip dentro de la CPU que realiza estos cálculos y operaciones.

    Entonces, mientras que la CPU es el componente completo que incluye el microprocesador, el microprocesador es solo una parte de la CPU.
  • ¿El cpu es la computadora?

    La afirmación "El CPU es la computadora" es incorrecta.

    El CPU (Unidad Central de Procesamiento) es una de las partes principales de la computadora, pero no es la computadora en sí misma.

    La computadora es un sistema compuesto por varias partes, incluyendo el CPU, la memoria RAM, el disco duro, la tarjeta madre, la fuente de poder, entre otros componentes.

    Todos estos elementos trabajan juntos para hacer funcionar la computadora.
  • ¿Cómo funciona un CPU?

    ¡Hola! Un CPU (Unidad Central de Procesamiento) es el cerebro de un ordenador y es responsable de procesar la información. Se compone de varios elementos, el principal de ellos es el microprocesador, que es el chip que contiene la ALU (Unidad Aritmética Lógica) y la CU (Unidad de Control).

    La ALU es la encargada de realizar las operaciones aritméticas y lógicas, como sumas, restas, multiplicaciones, comparaciones, etc. Mientras tanto, la CU se encarga de controlar el flujo de datos y las instrucciones que se ejecutan.

    Además, el CPU también tiene una memoria caché, que es una memoria de acceso rápido que se utiliza para almacenar temporalmente los datos que se utilizan con frecuencia. También tiene una memoria RAM, que es donde se almacenan los datos y programas que se están utilizando en ese momento.

    El CPU funciona recibiendo instrucciones del sistema operativo y del usuario. Estas instrucciones se almacenan en la memoria RAM y son procesadas por el microprocesador. El resultado se almacena nuevamente en la memoria RAM o se envía a otros componentes del ordenador, como la tarjeta gráfica, el disco duro, etc.

    Espero que esta respuesta te haya sido útil. Si tienes más preguntas, no dudes en hacerlas.
  • Qué materiales químicos tienen las CPU

    Las CPU (Unidad Central de Procesamiento) están compuestas por múltiples materiales, entre los que se encuentran:

    - Silicio: es el material principal de los chips de la CPU. El silicio es un elemento químico que se encuentra en la arena y otros minerales.

    - Cobre: se utiliza en los circuitos impresos de la CPU para conectar los diferentes componentes.

    - Oro: se utiliza en los pines de la CPU y en las conexiones de los chips.

    - Aluminio: se utiliza en los disipadores de calor de la CPU para disipar el calor generado por el procesador.

    - Estaño: se utiliza en la soldadura de los componentes de la CPU.

    - Plata: se utiliza en la fabricación de algunos conectores y pines.

    Además de estos materiales, las CPUs también pueden contener pequeñas cantidades de otros elementos como hierro, níquel, titanio, entre otros.
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