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Procesadores, tarjetas gráficas y cuello de botella: todo lo que debes saber

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El sector de los procesadores de consumo general acumula una gran cantidad de generaciones, de gamas y de modelos, y lo mismo ocurre con el sector de las tarjetas gráficas, que ha pasado por una etapa complicada debido a la burbuja del minado de criptodivisas. Dicha burbuja dio un enorme impulso al mercado de tarjetas gráficas de segunda mano, una alternativa muy interesante y atractiva, sobre todo tras la estabilización de los precios que se ha producido durante los últimos meses.

Elegir una tarjeta gráfica para jugar depende de muchos factores. El primero es el precio, ya que será nuestro presupuesto el que determine a qué gama podremos aspirar. Una vez que tenemos esa base debemos tener en cuenta la resolución a la que vamos a jugar y la configuración de nuestro equipo, tanto en lo que respecta al espacio que tenemos en la torre como a la fuente de alimentación, y también al procesador.

No todos los procesadores ofrecen el mismo rendimiento, esto está claro, pero no todo el mundo es consciente de la importancia que tienen a la hora de jugar y de cómo pueden afectar al rendimiento de la tarjeta gráfica. Si unimos una tarjeta gráfica de alto rendimiento a un procesador de baja potencia tendremos un enorme cuello de botella, ya que la CPU no podrá trabajar al nivel que exige la GPU y ésta quedará desaprovechada.

Procesadores y cuello de botella: ¿por qué es un problema tan grave?

A la hora de montar un PC para juegos es fácil pensar que casi todo el presupuesto debe ir destinado a la tarjeta gráfica y sí, no es una afirmación errónea, pero con matices. El procesador juega un papel fundamental en el rendimiento del equipo, ya que es el encargado de realizar las tareas generales que permiten el trabajo especializado del resto de componentes.

Cuando una CPU no es capaz de procesar datos a la velocidad que le demanda algún componente podemos considerar que hay un cuello de botella. Es importante tener en cuenta que esto no ocurre únicamente en procesadores que tengan una baja frecuencia de trabajo, sino que también puede suceder en aquellos que no sean capaces de manejar de forma simultánea el número de hilos que requiere una determinada aplicación.

Si hablamos de juegos la CPU se encarga, entre otras cosas, de procesar acciones en tiempo real, física,  animaciones, interfaz y datos de sonido. Esto quiere decir que hay algunos ajustes que podemos configurar para reducir el consumo de CPU en algunos juegos, aunque debemos tener claro que es más complicado suavizar el impacto de un cuello de botella presente en el procesador que una falta de rendimiento a nivel de GPU.

El motivo principal es simple, si nuestra GPU no es muy potente bastará con reducir la resolución. Este cambio ya suele ser suficiente en la mayoría de los casos, pero también podemos bajar la calidad gráfica para conseguir una experiencia aceptable. Por contra, si nuestra CPU no da la talla puede que tengamos un problema imposible de resolver (por ejemplo en juegos que requieren cuatro núcleos pero tenemos dos núcleos).

Rendimiento de Assassin´s Creed Odyssey en configuraciones de 2, 4 y 6 núcleos. En procesadores de 2 núcleos no arranca, y solo rinde de forma óptima a partir de cuatro núcleos y ocho hilos. (DSOGaming).

¿Qué síntomas identifican un cuello de botella debido al procesador?

Tener un cuello de botella causado por el procesador no implica que no podamos disfrutar de un rendimiento óptimo en ciertas aplicaciones, o que no podamos ejecutar aquellas en las que se producen problemas por dicho cuello de botella.

Para entenderlo mejor nos basta con un ejemplo sencillo. Un procesador Core 2 Duo puede ofrecer una buena experiencia en Windows 10 y con aplicaciones ligeras, también puede ejecutar juegos como GTA V, pero en dicho juego actúa como cuello de botella por su bajo IPC y porque solo tiene dos núcleos (el juego requiere cuatro núcleos o cuatro hilos para funcionar correctamente).

Identificar un cuello de botella producido por el procesador del equipo puede ser complicado en algunos casos, así que os dejamos una serie de síntomas que os permitirán confirmarlo con total seguridad:

  • Tasas de fotogramas por segundo bajas o inconsistentes a pesar de que contamos con una GPU potente.
  • Problemas de estabilidad y tiempos de carga muy elevados.
  • Bloqueos o fallos del sistema al utilizar aplicaciones que hacen un uso intensivo de la CPU.
  • Parones y saltos (stuttering) al utilizar aplicaciones que hacen un uso intensivo de la CPU.

¿Qué puedo hacer para evitar el cuello de botella?

No todos los procesadores ofrecen el mismo rendimiento, ni siquiera dentro de una misma gama, y tampoco podemos esperar un rendimiento uniforme en las diferentes aplicaciones que utilizamos a diario.

Conseguir un equilibrio perfecto entre componentes es sencillamente imposible. Siempre vamos a tener un determinado cuello de botella, que puede ser más o menos marcado en función de la configuración del equipo y de las exigencias de cada aplicación. Algunas aplicaciones dependen mucho de la CPU, tanto que pueden requerir un nivel por encima de lo normal, mientras que  otras requieren más GPU y pueden llevarnos a la misma situación. Siempre tendremos cuello de botella, pero la clave está en reducirlo al mínimo para conseguir una experiencia óptima.

Ya hablamos sobre ello hace unos días en un artículo dedicado a montar un PC Gaming equilibrado. El presupuesto y el uso que vayamos a dar al equipo marcan las bases sobre las que debemos partir para montar un equipo equilibrado, y a partir de ahí debemos elegir con cautela.

No vamos a hacer un listado exhaustivo ya que podríamos listar tantas configuraciones que este artículo sería prácticamente infinito. En su lugar os vamos a dejar una serie de configuraciones de referencia que os servirán para tener un punto de partida sobre el que trabajar en montajes concretos. No sólo intentaremos evitar el cuello de botella provocado por procesadores mal elegidos, sino que os mostraremos configuraciones equilibradas en todos sus componentes.

  • PC para ofimática y multimedia: este tipo de equipos no resultan especialmente complejos. Un procesador de dos núcleos y cuatro hilos como el Pentium G4560, 4 GB de RAM y una unidad de almacenamiento SSD sería una configuración perfectamente equilibrada. No necesitamos una GPU potente, así que nos bastaría con la integrada del procesador.
  • PC para gaming: aquí es donde se complican bastante las cosas. Un equipo de gama media bien equilibrado debe contar al menos con un procesador de seis núcleos, 8 GB de memoria RAM y una tarjeta gráfica GTX 1060 o Radeon RX 580. Un SSD como unidad principal y un HDD para almacenamiento secundario ayudan a completar una configuración redonda.
  • PC para aplicaciones profesionales: también es complicado dar una configuración base. Lo ideal es que tengáis claro qué tipo de aplicaciones vais a utilizar principalmente y que grado de dependencia tienen de la CPU, la GPU y la memoria. En cualquier caso un PC con un Ryzen 7 2700, 16 GB de RAM a 3.200 MHz y una GTX 1080-Radeon Vega 64 nos sirve como ejemplo de equipo bien equilibrado.

Aquí podemos ver el impacto que tiene el procesador en el rendimiento de una tarjeta gráfica de gama media y de gama alta. (Hardware Unboxed)

¿Cómo puedo paliar el cuello de botella en la CPU?

La solución definitiva es clara: cambiar la CPU. Si no podemos cambiar dicho componente o simplemente queremos esperar al lanzamiento de una nueva generación de procesadores podemos reducir los efectos negativos que produce este cuello de botella siguiendo los consejos que os vamos a dejar a continuación.

Tened en cuenta que no harán milagros, y que si nuestro procesador no está muy por debajo de lo que exige una determinada aplicación puede que ni siquiera lleguemos a conseguir una mejora significativa.

  • Elevar la resolución: esto nos permite equilibrar mejor la carga cuando contamos con una GPU muy potente y una CPU que no está a su altura. A mayor resolución menor impacto del procesador en la tasa de fotogramas por segundo, y a la inversa.
  • Cierra procesos en segundo plano: es una manera de recuperar recursos a nivel CPU. En sistemas operativos como Windows 10 podemos abrir el administrador de tareas y forzar el cierre de aquellos procesos que no estemos utilizando y que estén consumiendo recursos.
  • Haz overclock: algunos procesadores escalan tan bien con las frecuencias de trabajo que un poco de overclock logra darles una segunda vida. El mejor ejemplo lo tenemos en los Core i5 y Core i7 serie 2000, que pueden romper la barrera de los 4 GHz y mejoran mucho en términos de potencia bruta.
  • Sube la velocidad de la RAM: una memoria RAM más rápida puede ayudar a mejorar el rendimiento de la CPU, ya que es un componente que está muy unido al procesador.
  • Reduce los ajustes que consuman CPU: aplica a juegos. Reducir la configuración gráfica de aquellos ajustes que dependen directamente del procesador puede ayudarnos a mejorar el rendimiento. Entre ellos se encuentran la cantidad de NPCs, la vegetación, la distancia de visión, la física y las animaciones.

Así escala Shadow of the Tomb Raider en función del procesador utilizado. El salto de cuatro núcleos (Core i5 6600K) a seis núcleos (Ryzen 5 2600X) marca una diferencia clara. (Guru3D)

¿Qué procesador es el mínimo recomendable para cada tarjeta gráfica?

Tampoco tiene sentido hacer un listado completo que cubra de forma exhaustiva cada tarjeta gráfica, ya que nos llevaría a ampliar este artículo de forma innecesaria. En este caso vamos a hacer una división por gamas que nos permitirá establecer de forma sencilla unos baremos mínimos que podréis tomar como referencia.

Como hemos dicho partiremos del mínimo recomendado para una buena experiencia, lo que significa que aunque habrá cuello de botella el mismo se encuadrará dentro de lo que podemos considerar como un nivel aceptable.

  • Tarjetas gráficas de gama baja: en este grupo tenemos todas aquellas que empiezan a partir de una GT 740 con GDDR5-Radeon HD 7750 y llegan hasta una RX 460-560 o GTX 950-GTX 1050. El mínimo para estas tarjetas gráficas es un procesador Core i3 serie 2000 o un FX serie 4300.
  • Tarjetas gráficas de gama media: subimos un peldaño y la cosa cambia de forma notable. Aquí cuadrantodos los modelos que van desde un GTX 770-Radeon HD 7950 y sus equivalentes más actuales, como las GTX 1050 TI y R9 280, hasta las GTX 980-GTX 1060 y RX 470-570-RX 480-580. El mínimo recomendable es un Core i5 2500K, un FX 8350 o un Ryzen 3 1200.
  • Tarjetas gráficas de gama alta: esta categoría arranca con las GTX 1070 (GTX 980 TI), GTX 1080 y las Radeon Fury X y Vega 56, y se extiende hasta llegar a las RTX 2080 TI. Son tarjetas muy potentes y necesitan procesadores que puedan aguantar el tipo. El mínimo recomendable es un Core i7 4770 o un Ryzen 5 1400.

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