Microprocesadores para comunicaciones Intel Multi–cores

Microprocesadores para comunicaciones Intel Multi–cores

Microprocesadores
para comunicaciones
Intel Multi–cores
Autor: Ricardo Topham
Índice
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Introducción 1.1. Ley de Moore 1.2. Problema con la disipación térmica 1.3. Solución de Intel 1.4. Roadmap seguido por Intel Arquitectura 2.1. Planteamientos de Intel 2.1.1. Multi–núcleo ficticio 2.1.2. Multi–núcleo real 2.2. Pentium D 2.2.1. Smithfield 2.2.2. Presler 2.3. Intel Core Microarchitecture 2.3.1. Core 2 Duo 2.3.1.1. Conroe y Allendale 2.3.2. Core 2 Quad 2.3.2.1. Kentsfield 2.4. Penryn 2.4.1. Wolfdale 2.4.2. Yorkfield 2.5. Nehalem 2.5.1. Bloomfield / Lynnfield 2.6. Westmere 2.7. Sandy Bridge / Gesher Prestaciones 3.1. SPEC 3.1.1. Punto flotante 3.1.2. Enteros 3.2. Tom’s Hardware Futuro Conclusiones Referencias 3 3 6 6 7 8 8 8 9 9 9 9 9 9 10 10 10 10 11 11 11 12 12 12 14 14 15 16 18 25 26 28 2
1. Introducción
El objetivo de este trabajo que acompaña a la presentación es intentar aportar algo más de detalle a lo que ya se ha expuesto en la misma. Para ello se explicará en mayor profundidad todos los aspectos tratados en la presentación, que básicamente viene a ser el enfoque que ha realizado “Intel Corporation” del mercado doméstico de procesadores de sobremesa en los últimos años. Tratar de abarcar la totalidad de los procesadores de la compañía no hubiera sido posible sin duplicar, o incluso triplicar la extensión del mismo. Hay que indicar que el mercado de servidores y el de soluciones portátiles, aunque empleen tecnologías similares al de sobremesa, tienen determinados aspectos diferenciales que habría que comentar, y por tanto, se ha optado por centrarse exclusivamente en el mercado doméstico de sobremesa. 1.1.
Ley de Moore
El punto de partida de la aproximación de “Intel” del mercado doméstico de procesadores tiene toma como punto de partida la archiconocida Ley de Moore, que ha marcado el desarrollo de los mismos casi desde su invención. Gordon Moore, a la postre co–fundador de “Intel Corporation” en julio de 1968 junto a Robert Noyce, escribió un artículo en “Electronics Magazine” el 19 de abril de 1965 en el que afirmaba lo siguiente: La complejidad de componente mínimo de gastos ha aumentado a una tasa de aproximadamente dos por año… Ciertamente, en el corto plazo es de esperar que este ritmo pueda continuar, si no incrementarse. A largo plazo, la tasa de aumento es un poco más incierta, aunque no hay razón alguna para pensar que no seguirá siendo casi constante durante al menos 10 años. Esto significa que para 1975, el número de componentes por circuito integrado de mínimo coste será de 65 000. Creo que ese gran circuito se puede construir en una sola oblea. Puede darse casi por sentado que la gran mayoría de las personas tomarían a Gordon Moore y su vaticinio como un alarde de locura pasajera. Nadie podía imaginarse por aquellas fechas que la tecnología iba a poder avanzar a un ritmo tan espectacular durante tanto tiempo. Hay que tener en cuenta que la electrónica estaba haciendo sus pinitos. Podría decirse que acababa de eclosionar. El propio Gordon Moore dijo en febrero de 2003 en la ISSCC (International Solid‐State Circuits Conference) respecto al cumplimiento de su ley: Que siga cumpliéndose durante otra década es probablemente sencillo… Ciertamente no hay límites para la creatividad. 3
A día de hoy, puede decirse que los procesadores iban siguiendo prácticamente a rajatabla la Ley de Moore en cuanto a su desarrollo. Prácticamente cada 2 años se duplicaba la densidad de integración en un chip, o lo que es lo mismo, cada 2 años se duplicaba el número de transistores en los procesadores. Hoy en día, hay diseños que superan los mil millones de transistores. Un ejemplo son los “Intel Dual–Core Itanium 2 Processor”, que según afirma la compañía tiene más de 1 700 000 000 de transistores. Para corroborar la magnitud de este crecimiento, cabe notar que el primer procesador de la compañía, el “Intel 4004”, tenía unos 2 300 transistores. Esto viene a ser que desde entonces, donde antes cabía 1 transistor, ahora caben 740 000. Figura 1. Desarrollo de los procesadores de “Intel” en consonancia con la Ley de Moore Realizando un pequeño inciso o paréntesis en este punto podría hacerse una reflexión de las palabras de Gordon Moore allá por 1965 y su vigencia actual. Cierto o no, al cumplimiento de la conocida Ley de Moore podría haber ayudado, y mucho, su importante puesto en “Intel”. Entre los cargos que ha poseído a lo largo de la historia de la compañía, destacan el haber sido co–fundador y haber ocupado el cargo de consejero delegado, pasando por la vicepresidencia ejecutiva y la presidencia. De todos modos, rebatir esta cuestión no es el objetivo de este trabajo, aunque no por ello deja de ser curiosa la coincidencia. Volviendo a lo de antes. La Ley de Moore traducida a las prestaciones de los procesadores venía a significar que las mismas se duplicaban cada 18 meses. 4
No era todo tan bonito como podía parecer en un primer momento. Esta máxima también implicaba un aumento del consumo. Prácticamente crecía al mismo ritmo que la densidad de integración. Figura 2. Aumento del consumo con el tiempo Esto causó una serie de problemas, de los cuales la disipación térmica era el más importante y peligroso. Resultado, era inviable que “Intel” siguiera la senda marcada prácticamente desde su creación, ya no podía continuar aumenta de forma indefinida las frecuencias de reloj de sus procesadores. Tenía que buscar otro camino para aumentar las prestaciones de sus chips. 5
1.2.
Problema con la disipación térmica
De seguir incrementándose la disipación de calor en el chip en la misma proporción que en el pasado, la tecnología se estancaría debido a este contratiempo. Figura 3. Disipación térmica en los procesadores Como puede observarse en la gráfica sobre estas líneas, se llegarían a alcanzar densidades de potencia similares a las que se encuentran en un reactor nuclear o incluso en la tobera de un cohete. Obviamente, era inviable seguir por el mismo camino, así que tenía que producirse un cambio de tecnología. 1.3.
Solución de Intel
La idea de “Intel” para solucionar esta problemática fue la de dejar de aumentar la frecuencia de reloj en un solo núcleo. La compañía se decantó por una arquitectura multi–núcleo, lo que a su vez seguiría incrementando las prestaciones de los procesadores. La ventaja es que de esta forma podría controlarse el consumo. En vez de tener procesador con un solo núcleo de muy alta frecuencia de reloj, montaba en un mismo procesador dos núcleos con un reloj un poco menos rápido, pero que se traducía en un mejor rendimiento. 6
1.4.
Roadmap seguido por Intel
A partir de entonces, desde que “Intel” abandonó la tradición de ir aumentando la frecuencia de funcionamiento de sus procesadores, el roadmap seguido por la compañía es el siguiente: 1. Lanzamiento comercial del procesador de doble núcleo a mediados de 2005. 2. Llegada al mercado del procesador de cuádruple núcleo a finales de 2006. 3. Lanzamiento del “pseudo–procesador” de ocho núcleos en el primer trimestre de 2008, resultado de la combinación de dos procesadores de cuádruple núcleo en un mismo sistema. Nombre en clave Skulltrail. 4. ¿Procesador de óctuple núcleo para mediados/finales de 2008? 7
2. Arquitectura En este apartado se comentará en detalle las diferentes arquitecturas propuestas por “Intel” para sus futuras creaciones. Figura 4. Estimaciones de “Intel” en el lanzamiento de arquitecturas Sobre estas líneas se muestran los planes de “Intel” a este respecto en los años 2006 a 2010. Todo ello son estimaciones de la compañía, aunque actualmente “Penryn” ha llegado al mercado y “Nehalem” lo hará, si todo va según lo planeado, a finales del año próximo. 2.1.
Planteamientos de Intel
Hay que distinguir entre los dos planteamientos propuestos “Intel”. Por una parte está lo que se considerará como multi–núcleo “ficticio”, y por la otra, el considerado multi–núcleo “real”. A continuación se explicará el porqué de estas dos diferenciaciones, a pesar de que para “Intel” ambas sean equivalentes. 2.1.1. Multi–núcleo ficticio Es ésta una solución “barata” y sencilla para poder implementar la arquitectura de multi–núcleo en los procesadores. “Intel” puso en práctica dos planteamientos: 1. Varios núcleos, un solo dado. Un ejemplo es el “Pentium D”, que viene a ser lo mismo que dos “Pentium 4” en un dado. El principal problema es que el consumo se duplica. 2. Varios dados, un encapsulado. Por ejemplo, un “Core 2 Quad” son dos “Core 2 Duo” en un encapsulado. Ellos lo llaman “MCM” (Multi–Chip Module), o lo que es lo mismo, “chip multi–módulo”. 8
2.1.2. Multi–núcleo real La evolución de la anterior, que consiste en varios núcleos independientes integrados en un solo dado, y dotándolo de una estructura optimizada. Un ejemplo de esto es la arquitectura del procesador “Intel Core 2 Duo”. 2.2.
Pentium D
Esta arquitectura fue la primera propuesta para afrontar el necesario cambio tecnológico debido a la problemática concerniente a la disipación térmica en los chips. “Pentium D” no es más que una derivación de “Pentium 4”. Se integran varios núcleos en un solo dado. 2.2.1. Smithfield Primer procesador basado en “Pentium D”. No era más que dos núcleos “Prescott” metidos en un dado. Su tecnología de fabricación era la misma, 90 nm. Comenzó su comercialización a mediados de 2005. Por supuesto, su consumo era casi el doble que el de los dos procesadores “Prescott” por separado, llegando a los 130 W. Esta cifra es la que “Intel” se ha marcado como tope para sus modelos actuales. 2.2.2. Presler Prácticamente lo mismo que “Smithfield”, con la diferencia de que la tecnología avanzó hasta los 65 nm y contenía dos “Cedar–Mill”. Fue lanzado a mediados de 2006. El consumo seguía rondando los 130 W. 2.3.
Intel Core Microarchitecture
El primer gran cambio vino con la introducción de “Intel Core Microarchitecture”. Ésta fue una nueva arquitectura diseñada con la tecnología de fabricación de 65 nm, a diferencia de “Pentium D”, que era una derivada de la “Pentium 4”. Podría decirse que existen dos variantes dentro de la misma. La familia de procesadores “Core 2 Duo” y la familia “Core 2 Quad”. 2.3.1. Core 2 Duo No es más que una tecnología de doble núcleo real. Los procesadores que utilizan esta variante de “Intel Core Microarchitecture” tienen dos núcleos independientes integrados en una sola pieza de silicio. Con esto se optimiza el consumo respecto a los “Pentium D” y se reduce el área ocupada por el procesador, lo que permite dedicar más espacio a memoria caché, por ejemplo. 9
2.3.1.1.
Conroe y Allendale El primer procesador “Core 2 Duo” que llegó al mercado fue el “Conroe”, que lo hizo a mediados de 2006, mientras el “Allendale” comenzó su comercialización a principios de 2007. La diferencia entre ambos es mínima, siendo “Allendale” el hermano pobre de “Conroe”. Éste último tiene un bus frontal serial de mayor ancho de banda que el primero, al igual que una mayor memoria caché. Por lo demás, son prácticamente idénticos. Ambos se fabricaron con un proceso de 65 nm. 2.3.2. Core 2 Quad La siguiente evolución vino de la mano de “Core 2 Quad”, que atendiendo a la clasificación anteriormente mostrada, sería un cuádruple núcleo “ficticio”. En este caso, un “Core 2 Quad” son dos “Core 2 Duo” en un encapsulado. 2.3.2.1. Kentsfield El nombre dado a los procesadores “Core 2 Quad” es “Kentsfield”. Se fabrican con tecnología de 65 nm y empezaron a llegar al mercado a finales de 2006. Son dos “Conroe” en un encapsulado. 2.4.
Penryn
El siguiente paso vino con la llegada de “Penryn”, basada en la tecnología de “Intel Core Microarchitecture”, pero con un nuevo proceso de 45 nm. Emplea la misma arquitectura que la anterior, aunque al reducirse el área ocupada, se buscan una serie de objetivos: 9
Aumentar el rendimiento por ciclo de reloj. 9
Aumentar la frecuencia de reloj del procesador. 9
Incrementar la eficiencia energética. 9
Ofrecer un producto líder para la tecnología de 45nm de puertas de metal de alto k+ de 45 nm. 9
Ofrecer una serie de procesadores optimizados para una serie de segmentos de mercado y para diferentes requerimientos de consumo. Respecto a “Intel Core Microarchitecture” se mejora: 9
Introducción del divisor de raíz 16. 9
Mejora de la “Intel Virtualization Technology”. 9
Mayores cachés, hasta 6 MB ó 12 MB. 9
Mayor velocidad de los buses. 9
Instrucciones “Intel SSE4”. 9
Mejora de “Intel Dynamic Acceleration Tech”. 10
2.4.1. Wolfdale No es más que una compactación de “Conroe” y “Allendale”, aprovechándose del empleo de un proceso de 45 nm. Comenzará su comercialización a principios de 2008. 2.4.2. Yorkfield Al igual que los “Kentsfield” de la tecnología anterior “Penryn” que son dos “Conroe”, los “Yorkfield” son dos “Wolfdale” en un encapsulado. Se fabrican con tecnología de 45 nm y llegaron al mercado a finales de 2007. Para ilustrar mejor la diferencia entre los “Core 2 Duo” y los “Core 2 Quad”, bajo estas líneas se muestra un floorplan de ambos procesadores. Figura 6. Floorplan de un “Core 2 Duo” (Wolfdale) y de un “Core 2 Quad (Yorkfield) 2.5.
Nehalem
Según “Intel”, un cambio mayor se avecina con “Nehalem”, que será una nueva arquitectura. En palabras de Pat Gelsinger, vice–presidente de “Intel”: Nehalem será el mayor avance arquitectural desde la introducción del front side bus en el Pentium Pro allá por 1996. 11
“Nehalem” tendrá entre otras características, las siguientes: 9
Multi–hilo simultáneo. 9
Caché multinivel compartida. 9
Mejora del rendimiento energético. 9
El desbloqueo de las ventajas de la tecnología de alto–k de 45 nm en el silicio. 9
Prestaciones escalables: desde 1 hasta 16 hilos, utilizando desde 1 hasta 8+ núcleos. 9
Arquitectura escalable: caché, interconexiones y controladores de memoria. 9
Tarjeta gráfica integrada de altas prestaciones opcional. 2.5.1. Bloomfield / Lynnfield Primeros procesadores basados en “Nehalem” que verán la luz. Se espera que sean comercializados a finales de 2008, principios de 2009. Primeros procesadores de cuádruple núcleo real de “Intel”, al estar los cuatro núcleos en solo dado. Se rumorea que con esta familia también podrían llegar los primeros procesadores de ocho núcleos. Los “Bloomfield” serían de gama alta, y los “Lynnfield” de gama baja y media. 2.6.
Westmere
Después de “Nehalem” vendrá “Westmere”, una derivada de la primera. El proceso de fabricación se verá reducido hasta los 32 nm. Su comercialización está prevista para finales de 2008, y podrían verse procesadores de 8 núcleos en un solo encapsulado. 2.7.
Sandy Bridge / Gesher
Entre 2009 y 2010 deberían llegar al mercado los primeros procesadores con la arquitectura que sustituiría a “Nehalem”, que se llamaría “Sandy Bridge” o “Gesher”, según la fuente consultada. Sería una arquitectura completamente nueva fabricada con un proceso de 32 nm. Podrían ser los primeros 8 núcleos en una sola pieza de silicio, lo que podría dar lugar a 16 ó 32 núcleos en un solo encapsulado. 12
Un resumen de los planes de “Intel” desde 2004 hasta 2012 se muestra bajo estas líneas. Figura 5. Tecnologías y arquitecturas de “Intel” De seguir esta tendencia, en 2011 ya estarían en el mercado los primeros procesadores con tecnología de 22 nm. Siguiendo la filosofía puesta en práctica por la compañía en los últimos años, la arquitectura sería una derivada de “Sandy Bridge” / “Gesher”. 13
A continuación, se muestra una tabla con las diferentes características de varios procesadores de “Intel”: “Pentium 4”, “Pentium D”, “Core 2 Duo” y “Core 2 Quad”. Figura 7. Tabla con diversos procesadores de “Intel” y sus datos correspondientes 3. Prestaciones En este punto se van a tratar las prestaciones de los procesadores tratados empleando diferentes benchmark, que las evaluarán en diferentes entornos. Para ello se va a recurrir a los conocidos “SPEC” y a otros de “Tom’s Hardware” basados en el uso de aplicaciones cotidianas. 3.1.
SPEC
En este apartado se pasarán a mostrar los resultados de los benchmarks de “SPEC” para un número de procesadores de “Intel”, ya fueran “Pentium D”, “Core 2 Duo” o “Core 2 Quad”. Se hace necesario indicar que de la amplia muestra de procesadores presentes en la tabla comparativa de los benchmarks de “SPEC” se cogieron sólo aquellos que estaban montados en una placa base “Intel”, para realizar la comparación de la forma más justa posible. 14
3.1.1. Punto flotante Los primeros resultados que se van a mostrar pertenecen al benchmark “SPEC CFP 2006”. Este es el paquete de “SPEC CPU 2006” destinado a medir las prestaciones de los sistemas en operaciones de punto flotante para tareas simples. Entre las aplicaciones que se corren en el sistema están las de: dinámica de fluidos, química cuántica, bioquímica, dinámica molecular, análisis de elementos finitos, mecánica estructural, electromagnetismo computacional, meteorología y reconocimiento de voz, entre otros. Figura 8. Resultados del “SPEC CFP 2006” En la tabla sobre estas líneas puede ver como los resultados no difieren en demasía entre ellos. El único “Core 2 Quad” supera por muy poco al “Core 2 Duo” que le precede. 15
Con el siguiente benchmark, “SPEC CPU 2006 (rates)” se verán diferencias mayores. Este es el paquete de “SPEC CPU 2006” destinado a medir las prestaciones de los sistemas en operaciones de punto flotante para tareas múltiples, donde el número de núcleos sí que afecta a los resultados. Figura 9. Resultados del “SPEC CFP 2006 (rates)” Ahora el “Core 2 Quad” obtiene una ventaja bastante más amplia. 3.1.2. Enteros Los resultados que se van a mostrar a continuación pertenecen al benchmark “SPEC CINT 2006”. Este es el paquete de “SPEC CPU 2006” destinado a medir las prestaciones de los sistemas en operaciones de enteros para tareas simples. Entre las aplicaciones que se corren en el sistema están las de: compresión de ficheros, compilador de C, optimización combinacional, inteligencia artificial, computación cuántica, compresión de vídeo, algoritmos de búsqueda de caminos o procesado de XML, entre otros. 16
Figura 10. Resultados del “SPEC CINT 2006” Al igual que para el “SPEC CPU 2006”, al ser tareas simples, la diferencia entre los diferentes sistemas no es demasiado notoria. Incluso algunos “Core 2 Duo” son capaces de superar a “Core 2 Quad”. Con el siguiente benchmark, “SPEC CINT 2006 (rates)” se verán diferencias mayores. Este es el paquete de “SPEC CPU 2006” destinado a medir las prestaciones de los sistemas en operaciones de enteros para tareas múltiples, donde el número de núcleos sí que afecta a los resultados. Figura 11. Resultados del “SPEC CINT 2006 (rates)” 17
En este caso, la arquitectura vuelve a jugar un papel importante, volviendo a ganar, como en todos los benchmark anteriores, el “Core 2 Quad”. No se sabe si algún “Core 2 Duo” hubiera superado a algún “Core 2 Quad”, ya que en la tabla comparativa de “SPEC” sólo estaba el que se incluyó. De todos modos, no creo que se hubiera dado el caso, ya que en este tipo de prueba, el número de núcleos es un factor determinante de cara a los resultados. 3.2.
Tom’s Hardware
En este apartado se procederá a mostrar una serie de pruebas realizadas en la web de “Tom’s Hardware”, en la que montan los procesadores en sistemas idénticos, o cuando no es posible, lo más parecidos posibles y lanzan un determinado número de aplicaciones. En este caso se han seleccionado seis de ellas, las que podían parecer las más interesantes (por orden alfabético): juego de ajedrez “Deep Fritz 10”, conversión de 115 páginas de “MS PowerPoint” a “Acrobat 7 Pro PDF”, benchmark del CPU con “PC Mark 2005”, filtrado de una imagen con “Adobe Photoshop CS3”, demo del juego “Quake IV” y medición de la aritmética ALU de la CPU con “SiSoftware Sandra XI”. Esta web cuenta a su favor con la reputación que se ha granjeado a lo largo de muchos años, su imparcialidad, su profesionalidad, y sobre todo, que está a la última. Prácticamente desde que sale al mercado algún producto nuevo, lo ponen a prueba y lo incluyen en sus gráficos comparativos. Resulta interesante incluir sus pruebas ya que se basan en aplicaciones muy variadas; incluso muchas de ellas las puede utilizar un usuario medio en el día a día. 18
El primero “Deep Fritz 10”, un juego de ajedrez optimizado para arquitecturas multi–núcleo: Figura 12. Resultados de “Deep Fritz” Los mejores “Core 2 Quad”, en este caso de alta gama “Core 2 Extreme” (todos con prefijo “QX”), duplican a su perseguidor “Core 2 Duo” (en este caso, “X”). 19
Conversión de un documento “MS–PowerPoint 2007” de 115 páginas a “Acrobat 7 Pro PDF”: Figura 13. Resultados de “MS PowerPoint – Adobe Acrobat 7 Pro PDF” Los procesadores más nuevos, los “Yorkfield” (“QX9770” y “QX9650”) lideran la tabla con holgura. A continuación se intercalan “Core 2 Quad” y “Core 2 Duo”. 20
Test de “PcMark 2005” para la CPU: Figura 14. Resultados de “PC Mark 2005” Los “Yorkfield” vuelven a liderar la tabla, pero otra vez la diferencia entre los mejores “Core 2 Quad” y los mejores “Core 2 Duo” no llegar a ser tan notoria. 21
Filtrado de una fotografía en formato TIF utilizando “Adobe Photoshop CS3”: Figura 15. Resultados de “Adobe Photoshop CS3” Sorprendentemente un “Core 2 Duo” es el segundo de la prueba. Eso sí, para variar el “QX9770” sigue siendo el rey indiscutido. 22
Demo del juego “Quake IV”: Figura 16. Resultados de “Quake IV” Por segunda vez un “Core 2 Duo” le pisa los talones a un “Core 2 Quad”, pero los “Yorkfield” siguen saliendo ganadores. 23
“SiSoftware Sandra XI”, prueba de la aritmética ALU: Figura 17. Resultados de “SiSoftware Sandra XI” Los mejores “Core 2 Quad” duplican a su contrapartida de “Core 2 Duo”. Esta vez, un “Kentsfield” supera a un “Yorkfield”. El “QX9770” consigue hacer pleno y vuelve a ser el mejor en la prueba. 24
Las conclusiones que podrían extraerse de las pruebas, tanto de “SPEC” como de “Tom’s Hardware” son las siguientes: 1. La potencia de cálculo, obtenida tanto de los resultados de “Deep Fritz 10” como de “PcMark” o de “SiSoftware Sandra”, demuestra que los procesadores de cuádruple núcleo prácticamente doblan en potencia a los de doble núcleo. 2. El rendimiento para tareas simples, esto es, aquellas aplicaciones que no aprovechan la arquitectura multi–núcleo, es muy parecido en ambos casos. En cambio, cuando sí están ideadas para múltiples núcleos, se nota la diferencia. Esto se puede comprobar de forma muy clara en las tablas de “SPEC”. 3. En programas del día a día, como pueden ser el “Adobe Photoshop”, “MS Powerpoint” o juegos como el “Quake 4”, la diferencia en el rendimiento no es la esperada. Bien es cierto que esas aplicaciones no aprovechan al máximo la existencia de varios núcleos en los procesadores. 4. Futuro En septiembre de 2006 el consejero delegado de “Intel”, Paul Otellini, presentó un prototipo de procesador de 80 núcleos. Esperan que para 2011 se comercialicen los primeros modelos. En la foto, sostiene la oblea de 300 mm con los prototipos. No indicó si irían destinados al mercado doméstico o al mercado de servidores. Es de suponer que la compañía ofrecerá soluciones para ambos, que a su vez satisfagan sus diferentes necesidades. Figura 18. Paul Otellini sostiene una oblea de 300 mm con los prototipos de procesadores de 80 núcleos 25
“Intel” tiene planeado implementar la tecnología de 32 nm en 2009, aunque esto seguramente se vea condicionado por las andanzas de su archi–rival “AMD”. La idea de la compañía es estar preparada para los procesos de fabricación de 22 nm para 2011. Una vez más, la llegada de familias de procesadores que utilicen esa tecnología depende en gran medida de los desarrollos de la competencia. 5. Conclusiones Ante todo, “Intel” ha tratado de adelantarse a su máximo competidor en el mercado doméstico de procesadores, “AMD”. Por ahora, podría decirse que prácticamente monopoliza el segmento de procesadores de cuádruple núcleo, ya que la competencia acaba de lanzar su propuesta, esto es, con más de un año de retraso. La estrategia de “Intel” podría resumirse en los siguientes aspectos: 1. Trata de reducir el tiempo a mercado de sus productos para adelantarse a la competencia. Esto se traduce en: ↓ investigación + ↓ tecnología + ↓ gastos. Opta por la solución tecnológica fácil al principio, pasado un tiempo, la mejora: Ej. Pentium D ––> Core 2 Duo. 2. A día de hoy no ofrece un núcleo cuádruple real, sino la fusión de dos núcleos dobles ––> solución más sencilla y barata. En un futuro, con total seguridad ofrecerá una solución de cuádruple núcleo real, posiblemente con la llegada de “Nehalem” a finales de 2008. 3. Es de suponer que el primer modelo de ocho núcleos será el resultado de juntar dos núcleos cuádruples ––> solución más sencilla y barata. 4. Cuando la tecnología de fabricación se reduce, gana tiempo adaptando la anterior arquitectura al nuevo proceso. Además, dándole continuidad consigue abaratar costes. Ej. Intel Core Microarchitecture ––> Penryn, o en un futuro, Nehalem ––> Westmere. 5. Cuando una tecnología de fabricación se encuentra consolidada, lanza una nueva arquitectura que sustituye y mejora la anterior. Ej. Intel Core Microarchitecture ––> Nehalem. 6. Tiene muy definida su estrategia de lanzamientos y su llegada al mercado. Se aprovecha de su posición de dominio y los programa de tal forma que cuando su rival, “AMD”, intenta hacerle frente, saca un producto que supera al de la competencia. Un claro ejemplo es el de la llegada de los procesadores de cuádruple núcleo “Yorkfield”, cuando “AMD” acaba de estrenar su contrapartida, “Phenom”. “Intel” parte con la ventaja de que los “Yorkfield” vienen a sustituir a los “Kentsfield”, o sea, va por la segunda generación de sus procesadores de cuádruple núcleo cuando “AMD” todavía se encuentra con los “Phenom” en su primera generación. 26
Respecto a las prestaciones de los procesadores multi–núcleo, se pueden realizar las siguientes observaciones: 9 Contrariamente a lo que pueda parecer, en la gran mayoría de las aplicaciones las prestaciones de la tecnología nueva no duplican las de la anterior. Ej. Core 2 Quad ≠ 2x Core 2 Duo. 9 Las aplicaciones deben estar preparadas para aprovechar al máximo las prestaciones de las nuevas arquitecturas. Desgraciadamente, en este sentido, el software va un paso por detrás del hardware. Por último, si a día de hoy tuviera que comprarme un procesador, estas serían mis elecciones y razones para ello: 1. Presupuesto ilimitado: obviamente lo que se buscaría sería el máximo rendimiento a cualquier precio. En este caso la elección sería el “Core 2 Extreme QX9770”, claro ganador de todas las pruebas. Su precio de mercado a enero de 2008 en EEUU es de unos $1.400. En España, su hermano pequeño, el “QX9650” cuesta unos 1.000€, así que el “QX9770” rondaría los 1.400€. Mi opinión es que semejante desembolso no compensa. Eso sí, seguramente su vida útil sería la más larga de todos los procesadores, aunque otros le andarían a la zaga. 2. Relación precio/rendimiento: por unos 250€ se tendría acceso a un procesador de cuádruple núcleo, que sale bien parado en todas las comparativas, el “Q6600”. Sería una buena opción y se tendría procesador para unos cuantos años. Por algo menos, unos 150€, se tendría un buen procesador de doble núcleo, el “E6550”, que ofrecería un muy buen rendimiento a un precio más que interesante. 3. Presupuesto limitado (hasta 100€): se podría elegir entre los “Pentium D”, los más antiguos de todos los analizados, los “E2XXX” y el “E4300” (con suerte). De ellos el mejor es el “E4300”, que con su precio de unos 100€ (o quizá algo más), sería el elegido. Las otras dos familias no llegan a los 80€, y entre ellos optaría por el “E2180”, que aunque no salga en las comparativas, es mejor que el “E2160” y que todos los “Pentium D”. Estos últimos, aunque tienen un precio muy interesante, consumen bastante más que los otros, así que a la larga la factura energética sería más alta. Se ahorra por una parte, pero se gasta por otra. 27
6. Referencias Las referencias utilizadas a la hora de realizar este trabajo se detallan a continuación. En el caso de tratarse de una web que contiene más de una página de interés, se indica su dominio principal: 9 Apuntes y documentación de la asignatura “Microprocesadores para comunicaciones” de 5º curso de Ingeniería de Telecomunicación de la ULPGC 9 www.intel.com 9 www.spec.org 9 www.theinquirer.es 9 www.tomshardware.com 9 www.hothardware.com 9 www.wikipedia.org 9 techfreep.com/intel‐80‐cores‐by‐2011.htm 9 www.trustedreviews.com/cpu‐memory/review/2007/03/30/Intel‐Processor‐
Roadmap‐Penryn‐Nehalem‐and‐the‐Future/p3 9 http://www.hexus.net/content/item.php?item=6184&page=2 9 http://techreport.com/discussions.x/13232 28