De los cientos de componentes que componen una computadora moderna, el chip del microprocesador consume la mayor cantidad de energía. Una parte esencial de cualquier PC, computadora portátil o dispositivo móvil, un microprocesador realiza cálculos hasta miles de millones de instrucciones por segundo. Para lograr este nivel de rendimiento, los procesadores requieren cantidades sustanciales de energía eléctrica.
Descripción
Un microprocesador de PC típico es un circuito integrado: un rectángulo plano de unos pocos centímetros cuadrados que tiene cientos de pines de metal para transportar señales electrónicas hacia y desde el dispositivo. Los circuitos microscópicos del chip realizan operaciones aritméticas y lógicas y mueven datos a velocidades muy altas. Debido a que consume una gran cantidad de energía, el chip se calienta durante el funcionamiento. Para evitar el sobrecalentamiento, los procesadores para computadoras de escritorio y portátiles están diseñados para enfriamiento por aire forzado.
Velocidad y potencia
La velocidad de cálculo de un procesador está fuertemente ligada a su consumo de energía. Los chips utilizados en las primeras PC tenían menos de una milésima parte del rendimiento de los producidos en 2013; estos procesadores consumían solo unos pocos vatios y no tenían necesidades especiales de refrigeración. Las décadas de 1980 y 1990 vieron grandes aumentos en la velocidad del procesador junto con un mayor consumo de energía; estos chips se calentaron mucho, primero requirieron radiadores de metal con aletas llamados disipadores de calor, luego usaron pequeños ventiladores de enfriamiento dedicados. Esta es la norma para los procesadores que se utilizan en portátiles, ordenadores de sobremesa y servidores.
Consumo de energía del procesador
Los chips de procesador vienen en una amplia gama de tipos, algunos adecuados para teléfonos inteligentes y otros dispositivos móviles, otros que están diseñados para computadoras de escritorio, portátiles y servidores. Debido a las limitaciones impuestas por la pequeña batería de un teléfono inteligente, su procesador consume solo unos pocos vatios de energía como máximo. Los procesadores de las computadoras de escritorio usan entre 30 y 90 vatios y realizan cálculos más rápidamente que sus contrapartes móviles. Los servidores, que tienen requisitos de alto rendimiento, tienen procesadores que consumen hasta 200 vatios.
Administración de energía
Debido a que el procesador es el mayor consumidor de energía en una computadora, los diseñadores de chips los hacen tan eficientes energéticamente como sea posible. Por ejemplo, algunos diseños de procesadores funcionan a un voltaje más bajo que los chips de computadora tradicionales, una estrategia que ahorra cantidades significativas de energía en aplicaciones de servidor donde la misma instalación aloja miles de computadoras.