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Que son los núcleos de un procesador? Y los hilos o núcleos lógicos?

Conocer bien los componentes de tu ordenador es clave a la hora de montar una buena configuración. Pero no todo el mundo saber que son los núcleos de un procesador, que diferencia existen entre un núcleo físico y uno lógico y que es el HyperThreading de Intel o SMT de AMD.

¿Quieres saber más? ¡No te pierdas nuestro artículo sobre los núcleos de un procesador!

Que son los núcleos de un procesador

La unidad central de procesamiento (procesador) en un ordenador hace todo el trabajo, ejecutando programas básicamente. Pero los procesadores modernos ofrecen características como múltiples núcleos y multihilo. Algunos PCs incluso utilizan múltiples procesadores.

Hace unos años, la velocidad de reloj de un procesador solía ser suficiente cuando se comparaba el rendimiento. Pero ahora las cosas ya no son tan simples.

Ahora, un procesador que ofrece múltiples núcleos o multihilos puede funcionar significativamente mejor que un procesador de un solo núcleo de la misma velocidad que no ofrece múltiples hilos.

Y los PCs con múltiples procesadores pueden tener una ventaja aún mayor. Todas estas funciones están diseñadas para permitir que los PCs ejecuten más fácilmente múltiples procesos al mismo tiempo, lo que aumenta el rendimiento al realizar varias tareas a la vez o bajo las exigencias de aplicaciones potentes como los codificadores de vídeo y los juegos modernos. Por lo tanto, echemos un vistazo a cada una de estas características y lo que podrían significar para ti.

En este artículo, repasamos algunos conceptos como núcleos versus hilos, para qué sirve cada uno y en qué benefician al PC.

¿Qué es un procesador?

Como ya seguramente sepa el 99% de los usuarios de un PC, un procesador es la unidad central de procesamiento. Este es el componente central de cada ordenador.

En otras palabras, todo lo que computa tiene un procesador dentro, y es donde se realizan todos los cálculos con la ayuda de instrucciones del sistema operativo.

Un procesador puede procesar una sola tarea a la vez. Esto no es muy bueno para el rendimiento. Pero ya existen procesadores avanzados que permiten trabajar con varias tareas simultáneas y mejorar el rendimiento.

Los viejos tiempos de los procesadores múltiples

Imagen via commons wikimedia

Cuando hablamos de procesador, nos referimos a un chip que se inserta en un zócalo de la placa base. Así que, en los primeros tiempos, uno de estos chips se encargaban de una sola tarea a la vez.

En los viejos tiempos, la gente necesitaba más rendimiento de los ordenadores. En ese momento, la solución era incluir múltiples procesadores en un ordenador. Es decir, había múltiples enchufes y múltiples chips.

Todos ellos estarían conectados entre sí y con la placa base. Por lo tanto, técnicamente, se podía esperar un mejor rendimiento del PC. Este fue un método bastante exitoso hasta que la gente descubrió las desventajas.

  • Era necesario proporcionar una fuente de alimentación dedicada y recursos de instalación para cada procesador. Debido a que eran chips diferentes, la latencia para la comunicación era demasiado alta. Esto no era realmente algo bueno para el rendimiento.
  • Un conjunto de procesadores podía producir mucho calor a largo plazo. Así que se necesitarían un montón de recursos para lidiar con el calor extra.
Placa base Dual Socket para servidores

Esto requería una placa base con múltiples sockets de procesador. La placa base también necesitaba hardware adicional para conectar esos zócalos de procesador a la RAM y otros recursos. Y así fue cómo los conceptos de multihilo y múltinúcleo entraron en escena.

Actualmente, la mayoría de los ordenadores solo tienen un procesador. Ese solo procesador puede tener múltiples núcleos o tecnología HyperThreading, pero aún así es solo un procesador físico insertado en un único zócalo de la placa base.

Los sistemas con múltiples procesadores no son muy comunes entre los PCs de los usuarios domésticos de hoy en día. Incluso un escritorio de juegos de alta potencia con múltiples tarjetas gráficas generalmente sólo tendrá un procesador. Pero sí es posible encontrar sistemas con múltiples procesadores en supercomputadoras, servidores y sistemas de alta gama que necesitan la máxima potencia para complejas tareas. En estos tiempos, tener un equipo con varios procesadores será mucho menos eficiente de lo que parece, ya que hay procesadores muy rápidos y muchos núcleos para usuarios domésticos como el i9-7980XE.

Múltiples núcleos en un procesador

La idea de conectar diferentes procesadores no era realmente buena para el rendimiento. Entonces surgió la idea de tener dos procesadores dentro de un solo chip.

Por lo tanto, como forma de dar un paso efectivo hacia el rendimiento, los fabricantes incluyeron múltiples procesadores en un solo procesador. Estas nuevas unidades se llamaron núcleos.

Desde este momento, estos procesadores se denominaron “procesadores multinúcleo”. De esta forma, cuando el sistema operativo analizaba el equipo, se encontraba con dos procesadores.

En lugar de dedicar el almacenamiento y la fuente de alimentación para chips separados, los procesadores multinúcleo hicieron el trabajo de un rendimiento extra.

Por supuesto, también hubo otras ventajas. Debido a que ambos procesadores estaban en el mismo chip, la latencia era menor. Esto ayudó a mejorar la comunicación y la velocidad. Actualmente, puedes ver una amplia variedad de procesadores multinúcleo en el mercado.

Por ejemplo, en los procesadores de doble núcleo hay dos unidades de procesamiento. Y si lo llevamos a la práctica, en el caso de los procesadores Quad Core nos encontramos con 4 unidades de procesamiento.

A diferencia del multihilo, aquí no hay trucos: un procesador de doble núcleo literalmente tiene dos procesadores en el chip. Un procesador de cuatro núcleos tiene cuatro unidades centrales de procesamiento, un procesador de ocho núcleos tiene ocho unidades centrales de procesamiento, y así sucesivamente.

Esto ayuda a mejorar drásticamente el rendimiento al tiempo que mantiene el procesador físico con un tamaño pequeño para que quepa en un único zócalo.

Solo tiene que haber un único zócalo de procesador con un solo procesador insertado en este, no cuatro zócalos con cuatro procesadores, cada uno de los cuales necesitando su propia energía, refrigeración y otro hardware. Hay menos latencia porque los núcleos pueden comunicarse más rápidamente, ya que todos están en el mismo chip.

El HyperThreading de Intel

La computación paralela ha estado en la industria por un tiempo. Sin embargo, fue Intel quien trajo los beneficios de la misma a la informática personal. Y allí se llamó Intel Hyper-Threading Technology.

La tecnología Hyper-Threading de Intel hace que tu sistema operativo crea que hay varios procesadores; de hecho, solo hay uno. Es una especie de pretensión para mejorar el rendimiento y la velocidad.

El HyperThreading fue el primer intento de Intel de llevar la computación paralela a los PCs de consumo. Debutó en los procesadores de escritorio con el Pentium 4 HT en 2002.

Aquellos Pentium 4 tenían un solo núcleo, por lo que solo podían realizar una tarea a la vez. Pero el HyperThreading apareció para compensar eso. Con esta tecnología de Intel, un único núcleo físico con multihilo aparece como dos procesadores lógicos en un sistema operativo. El procesador sigue siendo uno solo, así que es un poco ficticio. Mientras que el sistema operativo ve dos procesadores para cada núcleo, el hardware real del procesador solo tiene un único conjunto de recursos de ejecución para cada núcleo.

Así, el procesador pretende tener más núcleos de 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 procesadores por cada núcleo.

En esa época montamos un Pentium 4, que el chico de la tienda lo apodo como el “PC de la NASA”. ¡Qué tiempos aquellos!

El HyperThreading permite a los dos núcleos lógicos del procesador compartir recursos de ejecución física. Esto puede acelerar un poco las cosas: si un procesador virtual está estancado y esperando, el otro procesador virtual puede tomar prestados sus recursos de ejecución. El HyperThreading puede ayudar a acelerar el sistema, pero no es tan bueno como tener núcleos adicionales reales.

Afortunadamente, el multihilo es ahora un “bonus”. Mientras que los procesadores originales de consumo con HyperThreading solo tenían un único núcleo que se disfrazaba de múltiples núcleos, los procesadores modernos de Intel ahora tienen tanto múltiples núcleos como tecnología HyperThreading.

Un procesador de doble núcleo (dual core) con multihilo aparece como cuatro núcleos en el sistema operativo, mientras que un procesador de cuatro núcleos con HyperThreading aparece como si tuviera ocho núcleos.

El multihilado no es un sustituto de núcleos adicionales, pero un procesador de doble núcleo con HyperThreading debería funcionar mejor que un procesador de doble núcleo sin HyperThreading.

Los recursos de ejecución de hardware se dividirán y ordenarán para dar la mejor velocidad a múltiples procesos. Como se puede ver, toda la obra es virtual. Este HyperThreading a menudo puede ofrecer entre un 10% y un 30% de aumento de rendimiento en la tarea ejecutada. AMD también tiene esta tecnología pero en vez de HyperThreading la llama SMT ¿El funcionamiento? Es el mismo.

¿Valen la pena los múltiples núcleos e hilos?

Si tu ordenador tiene un procesador multinúcleo, significa que hay varias CPUs. También significa que puede tener un mejor rendimiento que un procesador de un solo núcleo.

Y si hablamos del HyperThreading, un procesador de un solo núcleo con esta tecnología trabajará mejor que uno de estos procesadores que carezca de esta tecnología multitarea.

Por otro lado, que un procesador sea multihilo es algo virtual. En este caso, la tecnología utiliza lógica adicional para gestionar múltiples tareas. Debido a esto, el rendimiento total no será realmente visible. Así que, si realmente quieres comparar un procesador de un solo núcleo o un procesador multinúcleo, podemos afirmar que estos últimos son siempre mejores. Juegos como Battlefield o multijugadores siempre ofrecen un mejor rendimiento con procesador con multiples núcleos lógicos en zonas con muchas explosiones.

¿Qué os ha parecido nuestro artículo sobre que son los núcleos de un procesador? ¿Os ha parecido interesante? ¿Echáis en falta algo?

Miguel Ángel Navas

Amante de la informática, los smartphones y la tecnología en general. Técnico superior en Administración de sistemas informáticos y redes, y un reviewer sin pelos en la lengua. Cualquier duda o cuestión aquí me tenéis.
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