Una de las combinaciones más importantes de los últimos tiempos se da entre la CPU y la GPU, no solo en chips de un solo encapsulado sino también en hardware dedicado.
La dependencia de estos dos componentes en el armado de una computadora necesita total armonía y ambos deben ser compatibles para lograr un trabajo pleno en tareas de alto rendimiento. Existen combinaciones interesantes en el mercado actual que podrás descubrir en este Informe USERS.
Autor: Mariano Manciamelli
¿Qué función cumple cada pieza?
Para empezar, hay que tener en cuenta que la CPU y la GPU tienen arquitecturas totalmente diferentes, pero deben trabajar juntas para dar un rendimiento determinado a un equipo de mesa o portátil.
La CPU es la unidad central de procesamiento. Es la encargada de ejecutar las tareas principales de la computadora, y en conjunto con el chipset del motherboard y la memoria RAM, resuelven los procesos que se ejecutan.
Por otro lado, la GPU o unidad de procesamiento de gráficos procesa todas las instrucciones relacionadas con el campo visual, que cada día son más exigentes y, por eso, requieren apoyo constante de la CPU y de otras partes del hardware.
Los circuitos poseen distintas instrucciones, pero entre ellos existen algoritmos que los unen para que, en conjunto, ejecuten cierta cantidad de procesos que demandan los sistemas operativos, las aplicaciones de ofimática, los programas de diseño y los videojuegos.
La convivencia de estos componentes puede darse de dos maneras. La primera es la fusión de CPU y GPU en un mismo encapsulado o SoC (sistemas en un solo chip), que ofrece un rendimiento extraordinario a la vez que reduce costos y consumo energético, lo que lleva a una reducción en el rango térmico.
En enero de 2011 se creó un semiconductor denominado APU (unidad de procesos acelerados), que fue el primeo en combinar una CPU y una GPU en una única pieza. Esta innovación se atribuye a la empresa americana AMD.
La segunda tiene CPU y GPU dedicadas (por separado). El montaje es en diferentes encapsulados y, a través de los buses internos del motherboard, pueden comunicarse y ejecutar las rutinas que se les exigen.
Detalles del trabajo en conjunto
A pesar de realizar tareas diferentes, ambos componentes se complementan. La comunicación entre ellos es efectiva por medio de buses internos o por los puentes que proporciona el motherboard (PCI-Express). Mientras que la CPU se encarga de la lógica completa, la GPU al mismo tiempo realiza cálculos paralelos para el procesamiento de los gráficos.
Un trabajo que suelen realizar en conjunto es la concurrencia y aceleración, que se da en programas de trabajo pesado o en videojuegos. La CPU efectúa cálculos previos y ejecuta la lógica de la aplicación. En simultáneo, la GPU renderiza los gráficos aplicando fluidez y rendimiento. Esta combinación aumenta el procesamiento de datos con intercambios permanentes, y las tareas pueden establecerse como prioritarias para cada caso.
CPU+GPU+NPU es la nueva combinación de procesamiento para computadoras. La NPU vino a mejorar el rendimiento de la CPU y la GPU al utilizar bibliotecas de la IA, pero además, aportará mayor rendimiento a través de su aprendizaje automático.
Una combinación armoniosa genera un procesamiento paralelo óptimo. Las cargas de trabajo son repartidas en subprocesos de la CPU, que pasarán a los núcleos encargados de la ejecución. Estos enviarán los paquetes de datos a los miles de núcleos de la GPU para que hagan su trabajo, que será devuelto a la CPU como respuesta.
Esto se llama paralelismo y queda garantizado si existe compatibilidad y ningún factor errado que produzca un cuello de botella o fallos en las ejecuciones.
El paralelismo en la actualidad se ve beneficiado con la intervención de un tercer elemento que está teniendo un papel fundamental en la ejecución de procesos. Se llama NPU y es una unidad de procesamiento neuronal que estará asistiendo tanto a la CPU como a la GPU a través de la inteligencia artificial y que, a través del aprendizaje automático, aportará el procesamiento en paralelo, la concurrencia y la aceleración.
Cómo combinar CPU y GPU
En la combinación de estos componentes del hardware debes prestar atención, en particular, si estás por ensamblar una computadora gamer.
En lo que respecta a la CPU, la elección está basada en piezas de AMD o de Intel. En cambio, la GPU puede ser de las mismas marcas nombradas o una dedicada de NVIDIA (como también AMD tiene las suyas).
En el caso de los equipos portátiles, la elección está limitada, ya que presentan configuraciones de ensamblado del fabricante, que si bien suelen ser interesantes, muchas veces no son las más potentes para juegos.
En este último caso debes fijarte en las series para gamers de cada marca de notebooks, que, si bien no son muchas, suelen tener una combinación potente de CPU+GPU para estos casos. Ya veremos este tema un poco más adelante.
Lo primero que debes tener en cuenta es el uso, y basamos este concepto en computadoras de escritorio. La combinación no es igual si se trata de equipos administrativos, intermedios para diseño o gamers. En estos casos, la incidencia de la CPU junto a la GPU es fundamental para lograr equilibrio en la prestación de trabajo.
Para equipos hogareños o administrativos, se requiere una combinación de una CPU básica con prestaciones destinadas a estas tareas que permita mantener el equipo funcionando unas cuantas horas, junto con una gráfica que acompañe la ejecución de trabajo de esta índole; también hoy se exige un excelente desempeño en la reproducción de videos y en streaming.
Esta elección te llevaría a pensar en un chip que presente CPU+GPU en el mismo encapsulado, donde sin dudas se dará la mejor combinación entre prestación y rendimiento energético, junto con un beneficio económico. A continuación, damos una configuración para una PC de escritorio que cumpla el objetivo mencionado:
Intel ofrece las líneas Core i3 e i5 de 14a generación que integran una GPU UHD 730 con frecuencia de 1500 MHz en los i3, y UHD 770 con frecuencia de 1550 MHz en los i5. Esta sería una excelente elección para este tipo de equipos, donde no solo se garantiza el trabajo fluido, sino que también es posible editar y jugar con aplicaciones modernas manteniendo estabilidad y bajo consumo.
En el caso de AMD, están los APU, combinaciones espectaculares de CPU+GPU con alto rendimiento a bajo costo. El procesador Athlon con gráfica integrada Radeon ofrece más que un rendimiento administrativo; puede ser usado para juegos y edición con software pesado. Un ejemplo es el AMD Athlon Silver 3050GE, con un consumo de apenas 35 W.
Las prestaciones de CPU+GPU en un solo encapsulado son una gran solución para equipos hogareños, de oficina y trabajo pesado, con la posibilidad también de ejecutar juegos. En este caso, la interacción de ambos componentes trabaja armoniosamente, con bajo consumo y respuestas rápidas a las demandas.
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