Resumen
- Las CPU son el cerebro de una computadora, ideales para tareas informáticas generales con pocos pero potentes núcleos que operan a altas velocidades.
- Las GPU se especializan en la representación de gráficos, con miles de núcleos más pequeños que operan a velocidades más bajas, lo que las hace ideales para el procesamiento paralelo.
- Tanto la CPU como la GPU son componentes necesarios en una PC: la CPU se encarga de las tareas generales y la GPU se destaca en la representación de gráficos y los cálculos complejos.
A la hora de comprender los componentes clave de la informática moderna, la unidad central de procesamiento (CPU) y la unidad de procesamiento gráfico (GPU) son dos aspectos muy importantes. Ambas desempeñan papeles fundamentales en el ordenador, pero sus funciones y optimizaciones difieren significativamente y se adaptan a distintas tareas y aplicaciones.
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¿Qué es una CPU?
El cerebro de la computadora
La CPU, para decirlo de forma sencilla, suele denominarse el cerebro del ordenador. Se encarga de la mayoría de las tareas de procesamiento de un sistema y puede ejecutar instrucciones tanto del hardware como del software, lo que permite el funcionamiento sin problemas del sistema operativo, las aplicaciones y los comandos del usuario. Las CPU están diseñadas con una cantidad relativamente pequeña de núcleos potentes, que suelen oscilar entre 2 y 16 en los procesadores de consumo. Sin embargo, hay algunas que se oponen a esta tendencia, como Threadripper de AMD y las CPU para servidores de gama alta.
En una CPU, los núcleos suelen funcionar a altas velocidades y pueden superar los 3 GHz. Las CPU se destacan en el procesamiento secuencial y son versátiles, lo que las hace adecuadas para una amplia gama de tareas informáticas de propósito general. Incluso hoy en día, muchas tareas de IA todavía se asignan a la CPU, ya que las CPU son increíblemente rápidas para el procesamiento de propósito general. La única desventaja es que tienen una cantidad limitada de núcleos y, por lo general, solo pueden procesar una pequeña cantidad de información por ciclo, solo que esos ciclos son increíblemente frecuentes.
¿Qué es una GPU?
Miles de pequeños núcleos
Por el contrario, las GPU están especializadas en renderizar imágenes, vídeos y animaciones, lo que las hace increíblemente importantes para los juegos, la edición de vídeos y los cálculos científicos. Las GPU cuentan con una gran cantidad de núcleos más pequeños y menos potentes, y las GPU modernas pueden contar con miles de estos núcleos. Por ejemplo, la RTX 4090 de Nvidia tiene 16 384 núcleos CUDA. Esta es también la razón por la que es posible que veas que una CPU tiene gráficos integrados en lugar de hacer gráficos directamente en la CPU, ya que hacer gráficos directamente en la CPU es casi imposible. Eso no quiere decir que no puedas hacerlo, perorealmenteno deberías hacerlo.
Dicho esto, cada núcleo de una GPU funciona a una velocidad de reloj menor en comparación con una CPU, y la gran cantidad de núcleos permite que las GPU manejen muchas operaciones simultáneamente. Esta capacidad de procesamiento en paralelo hace que las GPU sean particularmente efectivas para tareas que se pueden dividir en operaciones concurrentes más pequeñas, como la representación de gráficos o la realización de cálculos complejos en el aprendizaje automático y las simulaciones. Estos suelen estar compuestos por cálculos matriciales y similares, que son ecuaciones matemáticas complejas pero que, en última instancia, son fáciles de realizar para una computadora de forma aislada.
Este elevado número de núcleos es la razón por la que a menudo se ven cargas de trabajo de IA destinadas a GPU en lugar de ejecutarse en CPU o NPU, ya que una GPU de gama alta puede realizar miles de operaciones paralelas a la vez. Ese es también el motivo por el que las GPU son increíblemente valiosas en las aplicaciones de IA y por el que las empresas están comprando tantas como pueden conseguir en este momento.
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¿Cuáles son las diferencias entre una CPU y una GPU?
Es más que sólo núcleos
Cuando hablamos de las diferencias entre CPU y GPU, no son solo los núcleos los que las diferencian, aunque esa sea la mayor diferencia. De hecho, esas diferencias arquitectónicas se extienden también al uso de la memoria.
En una CPU, normalmente tiene acceso a grandes cantidades de memoria caché de alta velocidad, lo que reduce la latencia y acelera el procesamiento. Es aquí donde habrás oído hablar de cosas como la caché L1 y la caché L2. Las GPU, por otro lado, utilizan RAM de video de alta velocidad (VRAM) optimizada para administrar los volúmenes de datos sustanciales necesarios para renderizar imágenes.
Esta distinción en la gestión de la memoria ilustra claramente la diferencia entre ambos usos: las CPU gestionan un amplio espectro de tareas, mientras que las GPU están optimizadas para cargas de trabajo específicas y paralelizables. Esto no quiere decir que las GPU no tengan cachés L1 y L2, los tienen, pero esos cachés en una CPU están físicamente más cerca uno del otro que en una GPU, lo que hace que el caché de una CPU tenga una latencia menor y, al mismo tiempo, sea más rápido acceder a ellos.
Además de eso, el consumo de energía también varía enormemente en estos componentes. Por lo general, las CPU consumen menos energía que las GPU de gama alta (a menos que se trate de un Intel Core i9-14900KS), que pueden consumir una cantidad significativa de energía bajo cargas pesadas, como durante sesiones intensivas de juegos o renderizado. A pesar de esto, ambos componentes son esenciales. Las CPU actúan como el foco versátil de la computación y las GPU son una potencia especializada para el procesamiento paralelo.
¿Necesitas tanto una CPU como una GPU?
Sí, pero es complicado.
En tu PC, necesitarás tanto una CPU como una GPU, pero una GPU no tiene por qué ser una tarjeta dedicada que se coloca en una ranura PCI. Tu CPU puede tener una GPU integrada que pueda manejar gráficos básicos (y a veces más intensos). En ese caso, solo necesitas una CPU, pero eso se debe a que una GPU ya está dentro de tu procesador. La mayoría de las PC de oficina de consumo no tendrán una GPU dedicada y, en su lugar, dependerán de los gráficos integrados de Intel o AMD.
De hecho, prácticamente todas las consolas portátiles para juegos dependen de los gráficos integrados de las CPU que las alimentan. Se necesita una GPU para ejecutar incluso los gráficos más básicos en Windows, pero una "GPU" puede ser cualquier cosa que gestione gráficos.
Con eso, la pregunta entonces es: ¿necesitas una GPUdedicada? La respuesta depende de lo que planees hacer en tu computadora. Si eres un jugador que quiere altas frecuencias de actualización y configuraciones gráficas mejoradas en resoluciones grandes, entonces necesitarás una de las mejores GPU que puedas conseguir. Sin embargo, si eres un jugador ocasional, entonces la pregunta sigue siendo un poco confusa. Hoy en día puedes arreglártelas con muchas opciones de gráficos integrados, por lo que te recomendamos que verifiques cómo se comporta el hardware que estás considerando en los títulos que quieres jugar.
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