Cómo trabaja un CPU

Sabemos que un procesador debe ir conectado a una placa base, que muchos modelos modernos requieren refrigeración activa adicional, y que una frecuencia más alta no significa necesariamente más rendimiento… ¿pero cómo trabaja un CPU realmente? Una buena alternativa a ahogarse en un libro de ingeniería, es un vídeo que dura poco más de veinte minutos.

Algunas cosas ya se dan por hechas en estos días. Un excelente ejemplo es encender el ordenador y esperar que funcione. Todos los que hemos tenido un contacto más cercano con el hardware sabemos que hay… excepciones a esa regla. Pero más allá de cualquier inconveniente específico, prácticamente no nos detenemos nunca a pensar cómo funciona cada uno de sus componentes. Hace un tiempo exploramos de cerca a los discos duros, y la forma en que trabajan. Por sí solos, los discos duros son una obra de ingeniería escalofriante, pero si hay algo que los supera, es el CPU.

El CPU usado para la lección

El vídeo que estás a punto de ver utiliza como ejemplo a un CPU 6502 de MOS Technology, todo un clásico que sirvió como cerebro para la Commodore 64 (usando la variante 6510) y la consola NES (Ricoh 2A03), entre otros. En la simulación, el reloj interno del CPU que mantiene la sincronización cambia unas dos veces por segundo. Generalmente, el 6502 tiene una frecuencia de 1 MHz.

Sabemos que “Hertz” son “ciclos” por segundo, y el “mega” corresponde a “millón”, por lo tanto, en este viejo CPU de mediados de los ‘70, el reloj cambia su estado un millón de veces por segundo. Traslada eso a los procesadores modernos, con frecuencias que cómodamente superan la barrera del gigahertz, y verás el salto evolutivo que han tenido.

Cómo funcionan un CPU

El resto del vídeo utiliza material proveniente del libro “But How Do It Know”, escrito por J. Clark Scott, un sólido punto de partida para quien desee saber más sobre el funcionamiento tanto del procesador como de otros componentes, sin luchar despiadadamente con términos complejos. En el vídeo también podemos observar la interacción entre el CPU y la memoria RAM, el acceso a sus direcciones, la lectura de los datos que están almacenados en dichas direcciones (que incluso puede contener otras direcciones, necesarias entre muchas cosas para operar con dispositivos externos, como una impresora) y la aplicación de instrucciones.

Tampoco deja de lado aspectos más elementales, como la presencia de la Unidad de Control, y otra vieja conocida como la Unidad Aritmético-Lógica. En total, el vídeo se extiende por más de veinte minutos, y lamentablemente no hay subtítulos al español disponibles. Sí tiene subtítulos en inglés, muy bien hechos, con los que puedes utilizar la traducción automática de YouTube para seguir la explicación. ¡Vale la pena el esfuerzo!

¿Quieres saber más sobre procesadores?

De primera mano, puedes entender su funcionamiento con este CPU de papel o construyendo uno tú mismo desde tu navegador. ¿Quieres algo más avanzado? ¡LogicEmu al rescate! También puedes aprender mucho construyendo un ordenador de 8 bits.

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