A pesar de que todos los ordenadores tienen CPU, memoria RAM y caché, no se pueden considerar todos iguales. El diseño de los circuitos de una CPU determina su velocidad básica, pero varios factores adicionales pueden hacer que trabajen aún más rápido los chips diseñados para una determinada velocidad. En esta sección se van a estudiar los factores que afectan a la velocidad de procesamiento de un ordenador:

• Registros. El tamaño del registro, que algunas veces se llama tamaño de palabra, indica la cantidad de datos con los que puede trabajar simultáneamente. Cuanto mayor sea el tamaño de la palabra más rápido puede procesar el ordenador un conjunto de datos. De manera coloquial se suele hablar de “procesadores de 32 bitsâ€� o “procesadores de 64 bitsâ€�. Esta terminología se refiere al tamaño del registro en el procesador. Si todos los otros factores se mantienen igual, una CPU con registros de 64 bits puede procesar datos el doble de rápido que una con registros de 32 bits.

• Memoria RAM. La cantidad de memoria RAM puede tener un gran efecto en el rendimiento del ordenador. Por un lado, más RAM significa que el ordenador puede usar programas más grandes y más potentes, de igual forma estos programas pueden tener acceso a archivos más grandes. Más RAM también puede hacer que la computadora vaya más rápido. Por ejemplo, un PC con 16 MB de RAM es capaz de ejecutar Windows 98, aun cuando el programa ocupa cerca de 50 MB. Cuando se ejecuta Windows, el ordenador no necesita todos los archivos en memoria, sólo las partes más útiles. Cuando el ordenador necesita tener acceso a otros programas, puede descargar, o intercambiar a disco partes no esenciales. Por lo tanto cuanta más RAM tenga el ordenador menos intercambios a discos se realizan y mejor rendimiento presenta el sistema.

• Frecuencia de reloj. Todo microprocesador tiene un reloj que el sistema utiliza para marcar el intervalo de tiempo en el que se realiza una operación. Con los años, las velocidades de los relojes se han incrementado de forma constante. Por ejemplo, el primer PC operaba a 4,77 MHz y actualmente los ordenadores se venden con velocidades superiores a 3GHz (3.145.728 Hz).

• Bus. El término bus se refiere a las conexiones entre los componentes de una computadora. En realidad, el bus es un grupo de cables paralelos. El número de cables afecta la velocidad a la que pueden viajar los datos. Debido a que cada cable puede mover 1 bit, un bus de 8 cables podrá mover 8 bits (1byte), un bus de 16 bits puede transferir 2 bytes, un bus de 32 bits puede transferir 4 bytes, etc.

Hay dos buses principales en una computadora: el bus de datos y el bus de direcciones.

• Bus de datos. Conecta la CPU, memoria y otros dispositivos de la placa madre. Cuando IBM introdujo el PC-AT en 1984 la principal mejora fue su bus de datos de 16 bits. El bus AT es conocido comúnmente como bus de arquitectura estándar de la industria (Industry Standard Architecture: ISA). Dos años después, los primeros 386 empezaron a distribuirse con un bus de 32 bits (Micro Chanel Arquitecture: MCA), luego apareció el bus EISA, pero finalmente se adoptó el bus de Intel (Peripheral Component Interconnect: PCI).

• Bus de direcciones. El bus de direcciones conecta la CPU y la RAM. El bus de direcciones es importante porque determina la cantidad máxima de direcciones de memoria, y por lo tanto la cantidad máxima de memoria RAM que el sistema puede utilizar. Por ejemplo, con un bus de 20 bits se direcciona 1MB de RAM; con un bus de 32 bits se pueden direccionar 4GB de RAM, etc.

• Memoria caché. Mover datos entre la RAM y los registros de los CPU es una de las operaciones que debe desempeñar una CPU que consumen más tiempo, simplemente porque la RAM es mucho más lenta que la CPU.

Cuando un programa se está ejecutando y la CPU necesita leer datos o instrucciones desde la RAM, la CPU verifica primero si los datos están en la memoria caché. Si los datos no están ahí, lee los datos desde la RAM a sus registros, pero también carga una copia de los datos en la memoria caché. La siguiente vez que la CPU necesite los datos, los encontrará en la memoria caché y ahorrará el tiempo necesario para cargar los datos desde la RAM.

Desde finales de los 80, la memoria caché ha sido incorporada en la mayor parte de las CPU. Las primeras caché tenían 0,5 KB, luego 8KB, 16Kb, 32 KB, etc. En la actualidad se utilizan memorias caché superiores a 1 MB.