Mejora del funcionamiento de la CPU

• La potencia de una CPU se mide según la velocidad y la cantidad de datos que puede procesar. La velocidad de una CPU se clasifica en ciclos por segundo, como millones de ciclos por segundo, denominados “megahercios” (MHz), o miles de millones de ciclos por segundo, denominados “gigahercios” (GHz). La cantidad de datos que una CPU puede procesar a la vez depende del tamaño del bus en la parte delantera (FSB, front side bus). Este también se denomina “bus de la CPU” o “bus de datos del procesador”. Se puede aumentar el rendimiento si se aumenta el ancho del FSB. El ancho del FSB se mide en bits. Un bit es la unidad de datos más pequeña en una computadora. Los procesadores actuales usan un FSB de 32 bits o de 64 bits.
• La técnica de overclocking se utiliza para hacer que un procesador funcione a una velocidad mayor a la que se le especificó originalmente. Esta técnica no es un método recomendable para mejorar el rendimiento de la PC y puede provocar daños a la CPU. Lo opuesto a la técnica de overclocking es la moderación de velocidad de la CPU. La moderación de velocidad de la CPU es una técnica que se usa cuando el procesador funciona a una velocidad inferior a la nominal para conservar la energía o producir menos calor. La moderación de velocidad se suele utilizar en las computadoras portátiles y en otros dispositivos móviles.
• Las tecnologías de procesador más modernas ayudaron a que los fabricantes de CPU encontraran formas de incorporar más de un núcleo de CPU en un único chip. Los procesadores de varios núcleos poseen dos o más procesadores en el mismo circuito integrado. La tabla de la figura describe varios tipos de procesadores de varios núcleos.

Sistemas de refrigeración

• Las computadoras que poseen CPU y GPU extremadamente rápidas pueden usar un sistema de refrigeración con agua, como se muestra en la Figura 5. Se coloca una placa metálica sobre el procesador y se bombea agua por encima de la parte superior para que absorba el calor que genera el procesador. El agua se bombea a un radiador para liberar el calor en el aire y, a continuación, hace que vuelva a circular.

Sistemas de refrigeración

• Dentro del gabinete, la CPU genera mucho calor. Para eliminar el calor del núcleo de la CPU, se instala un disipador térmico sobre este, El disipador térmico tiene una superficie grande con aletas de metal para disipar el calor en el aire circundante. Esto se conoce como refrigeración pasiva. Entre el disipador térmico y la CPU, existe una pasta térmica especial. La pasta térmica aumenta la eficacia de la transferencia de calor de la CPU al disipador térmico llenando cualquie   
• Existen otros componentes que también son vulnerables al daño que causa el calor y que a menudo cuentan con ventiladores. Muchas tarjetas de adaptador de video tienen su propio procesador, que se conoce como unidad de procesamiento de gráficos (Graphics-Processing Unit, GPU), y este genera calor excesivo. Algunas tarjetas de adaptador de video vienen equipadas con uno o más ventiladores, como se muestra en la Figura 4.r brecha minúscula entre los dos.

Sistemas de refrigeración

• El flujo de corriente entre los componentes electrónicos genera calor. Los componentes de la PC funcionan mejor cuando se los mantiene refrigerados. Si no se elimina el calor, es posible que la computadora funcione más lentamente. Si se genera mucho calor, la computadora puede bloquearse o pueden dañarse los componentes. Por lo tanto, es fundamental que las computadoras se mantengan ventiladas.

• Nota: Las computadoras se mantienen ventiladas mediante soluciones de refrigeración activas y pasivas. Las soluciones activas requieren alimentación; las soluciones pasivas no.

Mejora del funcionamiento de la CPU

• La técnica de overclocking se utiliza para hacer que un procesador funcione a una velocidad mayor a la que se le especificó originalmente. Esta técnica no es un método recomendable para mejorar el rendimiento de la PC y puede provocar daños a la CPU. Lo opuesto a la técnica de overclocking es la moderación de velocidad de la CPU. La moderación de velocidad de la CPU es una técnica que se usa cuando el procesador funciona a una velocidad inferior a la nominal para conservar la energía o producir menos calor. La moderación de velocidad se suele utilizar en las computadoras portátiles y en otros dispositivos móviles.

• Las tecnologías de procesador más modernas ayudaron a que los fabricantes de CPU encontraran formas de incorporar más de un núcleo de CPU en un único chip. Los procesadores de varios núcleos poseen dos o más procesadores en el mismo circuito integrado. La tabla de la figura describe varios tipos de procesadores de varios núcleos.
• La integración de procesadores en el mismo chip genera una conexión de gran velocidad entre ellos. Los procesadores de varios núcleos ejecutan instrucciones más rápidamente que los procesadores de núcleo único. Las instrucciones se pueden distribuir a todos los procesadores al mismo tiempo. La RAM se comparte entre los procesadores, dado que los núcleos están ubicados en el mismo chip. Se recomiendan procesadores multinúcleo para aplicaciones como edición de video, videojuegos y manipulación de fotos.
• El alto consumo de energía produce mayor calor en el gabinete de la PC. Los procesadores multinúcleo conservan la energía y producen menos calor que varios procesadores de núcleo único, lo que mejora el rendimiento y la eficacia.
• Las CPU también se han mejorado gracias al uso del bit de NX, también llamado bit de deshabilitación de ejecución. Esta función, cuando es compatible y está habilitada en el sistema operativo, puede proteger las áreas de la memoria que contienen archivos del sistema operativo contra ataques malintencionados con malware.

Mejora del funcionamiento de la CPU

• Los distintos fabricantes de CPU complementan sus CPU con características de mejora del rendimiento. Por ejemplo, Intel incorpora hyperthreading para mejorar el rendimiento de algunas de sus CPU. Con la tecnología hyperthreading, se ejecutan varias porciones de código (subprocesos) simultáneamente en la CPU. Para un sistema operativo, una única CPU con tecnología hyperthreading opera como si hubiera dos CPU cuando se procesan varios subprocesos. Los procesadores AMD usan la tecnología HyperTransport para mejorar el rendimiento de la CPU. La tecnología HyperTransport es una conexión de alta velocidad y baja latencia entre la CPU y el chip de puente norte.

• La potencia de una CPU se mide según la velocidad y la cantidad de datos que puede procesar. La velocidad de una CPU se clasifica en ciclos por segundo, como millones de ciclos por segundo, denominados “megahercios” (MHz), o miles de millones de ciclos por segundo, denominados “gigahercios” (GHz). La cantidad de datos que una CPU puede procesar a la vez depende del tamaño del bus en la parte delantera (FSB, front side bus). Este también se denomina “bus de la CPU” o “bus de datos del procesador”. Se puede aumentar el rendimiento si se aumenta el ancho del FSB. El ancho del FSB se mide en bits. Un bit es la unidad de datos más pequeña en una computadora. Los procesadores actuales usan un FSB de 32 bits o de 64 bits.

Arquitecturas de CPU

• Computadora con conjunto de instrucciones reducido :Esta arquitectura usa un conjunto de instrucciones relativamente pequeño. Los chips RISC se diseñan para ejecutar estas instrucciones muy rápidamente.

• Computadora con conjunto de instrucciones complejo  Esta arquitectura usa un amplio conjunto de instrucciones, lo cual provoca que haya menos pasos por operación.

Mientras la CPU ejecuta un paso del programa, las instrucciones restantes y los datos se almacenan en una memoria especial cercana y de alta velocidad denominada “caché”.

Arquitecturas de CPU

•  En la arquitectura de PGA, los pines se encuentran en la parte inferior del procesador, que se inserta en el socket de la CPU de la placa madre mediante fuerza de inserción cero (ZIF). La ZIF se refiere a la cantidad de fuerza que se necesita para instalar una CPU en el socket o la ranura de la placa madre.

• Matriz de contactos en cuadrícula (LGA, Land Grid Array): En una arquitectura de LGA, los pines se encuentran en el socket y no en el procesador.

• Un programa es una secuencia de instrucciones almacenadas. Una CPU ejecuta estas instrucciones siguiendo un conjunto de instrucciones específicas.
• Existen dos tipos distintos de conjuntos de instrucciones que pueden usar las CPU:

Arquitecturas de CPU

• En tanto la placa madre se considera la médula de la computadora, la unidad de procesamiento central (CPU) se considera el cerebro. En términos de capacidad de computación, la CPU, a veces llamada procesador, es el elemento más importante de un sistema de computación. La mayoría de los cálculos se realizan en la CPU.

• Las CPU tienen distintos factores de forma, y cada estilo requiere una ranura o un socket en particular en la placa madre. Entre los fabricantes de CPU más conocidos se incluyen Intel y AMD.
• El socket o la ranura de la CPU es la conexión entre la placa madre y el procesador. Los procesadores y los sockets de CPU modernos se basan en las siguientes arquitectus: 

Matriz de pines en cuadrícula (PGA, Pin Grid Array)

•  En la arquitectura de PGA, los pines se encuentran en la parte inferior del procesador, que se inserta en el socket de la CPU de la placa madre mediante fuerza de inserción cero (ZIF). La ZIF se refiere a la cantidad de fuerza que se necesita para instalar una CPU en el socket o la ranura de la placa madre.

PLACAS MADRE

• La placa madre, también conocida como la placa del sistema o la placa principal, es la médula de la computadora.
•   una placa madre es una placa de circuito impreso (PCB) que contiene los buses, o las rutas eléctricas, que interconectan los componentes electrónicos. Estos componentes se pueden soldar directamente a la placa madre o se pueden agregar mediante sockets, ranuras de expansión y puertos.

Nota: Es importante distinguir entre los factores de forma. La opción de factor de forma de la placa madre determina cómo se conectan los componentes individuales a ella, el tipo de fuentes de alimentación necesarias y la forma del gabinete de la computadora. Algunos fabricantes también tienen factores de forma exclusivos basados en el diseño ATX. Como consecuencia, algunas placas madre, fuentes de alimentación y otros componentes no son compatibles con los gabinetes ATX estándar.