El reloj y la velocidad de los ordenadores

Los sistemas llevan un reloj digital para sincronizar los impulsos. La separación entre impulsos es de nanosegundos (10-9), es decir, en un segundo se pueden mover 109 impulsos (mil millones) y eso es muchísima información.

Hay dos formas diferentes de ver el flujo de impulsos. Una es situarnos en el dominio del tiempo. Algo muy corriente para la mayoría de las personas. Los impulsos se generan a un ritmo del orden de los nanosegundos que es la separación entre impulso e impulso en el dominio del tiempo. El nanosegundo es una fracción del segundo muy pequeña, milmillonésimas de segundo, es decir, en un segundo se producen mil millones de impulsos. Esto da una idea de las tremendas velocidades que se manejan. Velocidades mayores se traducen en menor tiempo entre impulso e impulso, pero la electrónica tiene dificultades para distinguir o separar los impulsos si estos llegan demasiado rápido y se solapan. Los circuitos necesitan un tiempo, aunque breve, para responder. Lo mismo nos pasa a los humanos, necesitamos un tiempo entre cambio y cambio para darnos cuenta o discriminar, por ejemplo, entre impulso luminoso e impulso luminoso.

Otra forma más fácil de ver las cosas, es pensar en el número de impulsos por segundo. Esto es lo que llamamos frecuencia y decimos que nos situamos en el dominio de la frecuencia. Un impulso por segundo se denomina 1 Hertzio. Un MegaHertzio es un millón de impulsos por segundo y mil megas equivalen a un Giga. Por lo tanto 1 GigaHertzio son mil millones de impulsos por segundo. Los ordenadores actuales son capaces de trabajar a 2,8 GigaHertzios de velocidad aproximadamente.

Conviene tener claro lo que significa baja y alta frecuencia. Baja frecuencia, poca velocidad y alta, gran velocidad. Cuando la frecuencia es alta le llaman banda ancha.

Para referirnos a los bits que circulan por las líneas telefónicas preferimos hablar de bits por segundo. Las velocidades actuales por las líneas de cobre con tecnología ADSL, son de 3 Megabits por segundo y pueden llegar a 100 Megabits por segundo. Como se ve, las velocidades por las líneas de cobre son muy inferiores a las que manejan los ordenadores porque las líneas de cobre se instalaron para transmitir voz y no impulsos eléctricos a gran velocidad.

Para hacernos una idea, por una línea de 1 Megabit por segundo, podemos transmitir del orden de 50 páginas de un libro en un segundo.

El reloj del microprocesador

Un chip utiliza un reloj de impulsos eléctricos para ejecutar o procesar las instrucciones que le llegan. Es decir, todos los elementos del chip permanecen en reposo a la espera del impulso de reloj, para ejecutar la operación que corresponde en cada momento. De esta forma las operaciones se realizan sincrónicamente, es decir, de forma ordenada y ningún dispositivo se anticipa a otro.Según esto, mientras mayor sea la velocidad de reloj que admita el micro, mayor será la velocidad en la ejecución de las operaciones. Por lo tanto junto al juego de instrucciones, que mide la potencia del microprocesador, es importante también considerar la frecuencia de reloj.

Como hemos dicho, la frecuencia se mide en ciclos/segundo o Hertzios. En la actualidad las velocidades son de 2.5 GigaHertzios, es decir, 2.5 x 109 ciclos/segundo o hertzios en los pentium IV.