Frecuencia de reloj

La frecuencia de reloj en relación con una Unidad central de procesamiento o microprocesador indica la frecuencia a la cual los transistores que lo conforman conmutan eléctricamente, es decir, abren y cierran el flujo de una corriente eléctrica. La frecuencia es una magnitud física, cuya unidad es el Hertz (Hz), que representa un ciclo u oscilación por segundo; en el caso de los procesadores indica las conmutaciones eléctricas realizadas en un segundo dentro de un transistor tomado como muestra. Por ejemplo, si un procesador es especificado con una frecuencia de reloj máxima de 2,1 GHz, los transistores que lo componen serán capaces de conmutar el flujo de una corriente 2,1x10⁹ veces por segundo.

Señal de onda cuadrada

Se debe tener presente que el principio de conmutación entre dos estados, o lógica binaria, aplicado a la electrónica conjuntamente con el álgebra de Boole hacen posible la electrónica de sistemas digitales, siendo el computador digital una implementación práctica de estos conceptos.

Hay que recordar que los Hz no lo son todo en un procesador, sino que tenemos que tener en cuenta distintos aspectos como los nanómetros, ya que más hz no es bueno, debido al sobrecalentamiento que tendrá el procesador, por eso cuantos menos nanómetros tenga, tendremos una mejor eficiencia en los procesadores. Actualmente en los procesadores de telefonía móvil se tienen un espacio de 7 nanómetros, como en el snapdragon 865, o en el kirin 990, y otros más, y son procesadores de la gama alta actual, ya se están trabajando con procesadores de 5 nanómetros como Apple con su serie A Bionic, recordemos que entre los diferentes aspectos también la capa de personalización cuenta mucho, ya que su optimización ayuda a que el procesador tenga un mejor rendimiento y sea más fácil para mover el sistema. Existen otros aspectos que se deben considerar en los procesadores como las velocidades de lectura o la construcción misma del procesador, como sus capas etc.

No debe confundirse la frecuencia de reloj con la cantidad de operaciones que un procesador es capaz de realizar en un segundo, esto porque una operación sola puede requerir la apertura o cierre de varias de compuertas (paso de corriente por los transistores), por ello la cantidad de operaciones por segundo se ven reducidas en función de las instrucciones que ejecuta.

Dentro de las operaciones que puede realizar un procesador, encontramos las básicas, entre ellas, suma, resta, multiplicación y división y otras más específicas como operaciones en coma flotante. Los procesadores incluyen instrucciones que facilitan la ejecución de determinados códigos, por ejemplo X86, X64, MMX, 3d Now, SSE, etc. Con los juegos de instrucciones lo que se busca es que la ejecución de bloques de códigos o procedimientos específicos se realicen de una manera más eficiente y en menos tiempo de ejecución.