Posteado por: wozgeass | enero 2, 2010

Microprocesadores(segunda parte).


Que dificil es encontrar este tipo de informacion llevo casi 2 meses investigando para este post, pero espero que les sea de utilidad.

Primer post de 2010.

yeah!!!!!!!!!

EN LA ACTUALIDAD.


De seguro se habran preguntado que significa un procesador multinucleo Dual-core, o AMD fx2.

La fuerte competencia en el mundo de los procesadores, especialmente entre INTEL y AMD, han producido que la tecnologia actual de fabricacion de procesadores esta llegando a sus limites. Cada vez la miniaturizacion de los componentes del procesador es mas dificil(el limite de construccion del silicio ronda aprox los 15-20nm, donde empieza a ceder por falta de consistencia), el problema de la generacion de calor ha aumentado, produciendo que sea mas dificil aumentar la frecuencia principal del procesador. Todos estos problemas dificultan el aumento de su rendimiento.

Actualmente no sobrepasan los 3.8 Ghz con refrigeracion por aire(core i7 y Phenom II), necesitan grandes disipadores y ventiladores porque generan mucho calor. No se podria continuar fabricando procesadores de la misma manera, se estaba llegando a un “Estancamiento”, por lo que era necesario tomar otro camino, utilizar otra variable que hiciera que el rendimiento del procesador aumentara. Entonces basandose en el procesamiento en paralelo, se empezaron a construir los procesadores multi-nucleo.

Iniciemos . . .

Los procesadores multi-nucleo son un procesador que contiene dentro de su empaque a varios nucleos o cerebros. La mayoria de los procesadores son mono-nucleo. Mientras un procesador mono-nucleo tiene un solo cerebro para ejecutar procesos, un procesador multi-nucleo puede repartir los procesos entre sus varios cerebros para su posterior ejecucion.

Es como cuando a una persona le dan muchos trabajos por hacer, si otro lo ayuda entre los dos pueden dividirse el trabajo y terminar mas rapido. Si a los dos les toca hacer un solo trabajo, si este es divisible, entonces los dos lo haran mas rapido. Per si el trabajo no es divisible, entonces en ese caso uno solo lo haria.

Por eso las aplicaciones que sacan mas provecho de estos procesadores multi-nucleo son aquellas que pueden generar muchos hilos de ejecucion(thread) como las aplicaciones de audio/video, calculo cientifico, juegos, tratamientos de graficos en 3D, etc.

Pero de todas maneras siempre hay aplicaciones que no se dividen en hilos de ejecucion, que no aprovechan por completo estos procesadores. Pero estos procesadores pueden ejecutar varias de estas aplicaciones al mismo tiempo.

Solo cuando uno ejecute una sola aplicacion que no sea paralelizable (no se pueda descomponer en hilos) es cuando no se aprovecha el potencial de procesamiento que tiene estos procesadores.

Actualmente muchos programas son poco paralelizables(excepto en los sectores donde se usan supercomputadoras, sistemas distribuidos y paralelos, etc.), pero se pueden ejecutar mucho de ellos a la vez. Con el auge de estos procesadores, saldran aplicaciones mas paralelizables.

Como historia se puede decir que el primer procesador multinucleo en el mercado fue el IBM Power4 en el año 2000. Una alternativa a los procesadores multinucleo son los sistemas multiprocesador, que consiste en una placa madre que puede soportar desde 2 a mas procesadores. El rendimiento es bastante bueno, pero tambien es bastante caro.

ANTECEDENTES.

Los procesadores multinucleo se basaron en los sistemas distribuidos, la computacion paralela, y las tecnologias como el Hyperthreading; que mostraba como dividir el trabajo entre varias unidades de ejecucion.

Procesamiento en Paralelo: El procesamiento en paralelo es la divicion de una aplicacion  en varias partes para que sean ejecutadas a la vez por diferentes unidades de ejecucion. El procesamiento en paralelo se utiliza en Computacion Paralela y en Computacion Distribuida.

HyperThreading: Esta tecnologia fue creada por Intel, para los procesadores Pentium4 mas avanzados. El HiperThreading hace que el procesador funcione como si fueran 2 procesadores. Esto fue hecho para que tenga la posibilidad de trabajar de forma multihilo(multithread) real, es decir pueda ejecutar muchos hilos simultaneamente. Un procesador con la tecnologia HiperThreading tiene un 5% mas de transistores que el mismo procesador sin esa tecnologia. Los 2 procesadores logicos, que posee un procesador con hyperthreading, tienen su propio estado de la arquitectura: registros de control, registros de datos, registros de depuracion, etc. Y el APIC(Controlador Avanzado de Interrupcion Programable). Los dos procesadores logicos comparten la memoria cache, la interfaz de bus del sistema, etc.

Ejemplo:

Hace un tiempo me interese mucho en aprender como trabajaba un procesador, por lo que estoy haciendo algunas investigaciones que veran en proximos posts. Por lo que solo les mostrare un pequeño resumen de procesadores actuales y las tecnologias que implementan, ademas de que veran el proximo procesador de Intel. El mejor conocido como INTEL core i7, ademas de los proximos procesadores de AMD. Y por ultimo se muestra al nuevo procesador CELL, que proximamente va a salir en la consola de videojuegos PlayStation3.

Procesadores Multinucleo Intel.

Actualmente Intel esta fabricando procesadores de 4 nucleos. Comenzo fabricando los Pentium D en el 2005, en el 2006 lanzo los Core Duo  el Core 2 Duo, para luego seguir con los Core 2 Quad y Core i7.

Pentium D(Intel): Los Pentium D estan conformados por dos procesadores Pentium 4 Prescott sin Hyperthreading. Luego Intel saco el Pentium Extreme Edition(no confundir con el Pentium 4 Extreme Edition) que era un procesador que tenia  los procesadores p4 Prescott, con la tecnlogia Hyperthreading, lo que hacia que el software viera cuatro procesadores.

Las caracteristicas de los Pentium D son:

  • Proceso de fabricacion de 90nm.
  • Tienen la tecnologia EM64T, que permite trabajar con 64 bits de forma nativa.
  • Utilizan nucleos SmithField(basados en los Prescott), cada uno de ellos tiene una memoria cache l2 de 1 MB.
  • Van desde 2.80 GHz, del modelo menos potente, hasta 3.20GHz para el modelo mas potente.

El procesador que contiene dos nucleos Prescott se llama Smithfield. Los nuevos procesadores de doble nucleo Pentium D se llaman Presler, estan construidos con tecnologia de fabricacion de 65nm y van desde 2.8 hasta 3.73 GHz. Tienen una cache L2 por cada nucleo de 2MB(4MB en total).

Core Duo(Intel): Los procesadores Core Duo son una version para los portatiles, implementan 2MB de cache de memoria compartida para ambos nucleos. Estan fabricados con la tecnologia de 65nm. Su velocidad va desde 1.8 hasta 2.33 GHz. El FSB(Bus del Sistema) va desde 533 MHz del modelo menos potente hasta 667 Mhz para los demas. EL gasto de energia va desde 9w hasta 31w.

Core 2 Duo(Intel):Esta familia de procesadores de INtel esta basado en la microaquitectura Core, que reemplaza a la antigua microarquitectura Netburst que fue aplicada en los demas procesadores y que ya estaba llegando a sus limites.

La arquitectura Core proviene de la arquitectura de los Pentium M(Utilizada por los Intel Centrino), que destaca por el gran rendimiento que obtiene de la poca energia que gasta. El Pentium M ademas proviene del Pentium III, y este del Pentium Pro(los Pentium 4 son una rama genealogica aparte).

Las subfamilias del Core 2 Duo son:

  • Merom, para portatiles (Optimizados para un mejor rendimiento de la energia).
  • Conroe, para equipos Desktop.
  • WoodCrest, Para Servidores.

Los Core 2 Duo, recien han salido en Julio del 2006. Ademas de la version normal, hay una version Extrema.

Los Core 2 Duo que han sido provados, por la mayoria de testeadores, son el Core 2 Extreme X6800, el Core 2 Duo E6700 y el E6600. En las pruebas estos procesadores demuestran tener mas rendimiento que el mas poderoso procesador del AMD, el AMD FX-62. Los mas fuertes (X6800 y E6700) vencen en casi todo al FX-62, en algunas pruebas por un margen considerable y el tercero(E6600) esta muy cerca.

PROXIMA GENERACION…

Recientemente Intel ha desarrollado una nueva arquitectura llamada Nahalem y que se encuentra bajo nombre comercial como Core i7. Estos chips son mas eficientes que los anteriores Core 2 Quad y todos sus modelos se presentan con 4 nucleos nativos.

Sus principales caracteristicas son:

  • Una microarquitectura de 4 nucleos monolitico(los Core 2 Quad tenian 2 dobles nucleo pegados).
  • Controlador de memoria Integrado en el chip.
  • Soporte para las aun costosas memorias DDR3.
  • Solo soportados a partir del chipset X58.
  • Estan fabricados con un tamaño de 45nm(cuanto menos nanometros mejorr ya que los micros consumen menos energia, calientan menos y se pueden escalar mas frecuencia).
  • Tambien vuelve el mitico y legendario HyperThreading(Presente en los Pentium 4).
  • Se remplaza la conexion por FSB(bus frontal) por el QuicPath Interconnect(Esta todavia no la comprendo muy bien por lo tanto espero tenerla en otro post de microprocesadores).

Procesadores Multinucleo AMD.

Antes de sacar sus procesadores multinucleo al mercado, AMD ya habia conseguido un gran exito con su procesador Athlon 64, que incorporaba la capacidad de direccionar 64 bits de memoria, la tecnologia HyperTranspot que era un nuevo bus bastante rapido que eliminaba cuellos de botella anteriores, y otras tecnologias. Este procesador fue tomado como base para la construccion de sus procesador de doble nucleo Athlon 64X2, que salio al mercado apartir del 2005.

Para Servidores, AMD saco el procesador Opteron X2, que se basaba tambien en el Opteron de un solo nucleo, el hermano mayor de los Athlon 64. Para Portatiles AMD ha sacado el Turion X2, que lleva el poder de los procesadores de doble nucleo al campo de los moviles. AMD fue el primero en sacar la tecnologia de 64 bits, y tambien fue la primera en sacar los procesadores de doble nucleo para servidores, portatiles y computadoras de Escritorio. Han tenido un gran exito, pero con la aparicion de los Core 2 Duo de Intel, basados en su exitoso Pentium M Centrino, la Iniciativa vuelve a las manos de Intel en todos los frentes.

La principal competencia actualmente se centra entre el Core i7 de Intel y el Phenom II de AMD. Ambos son capaces de llegar a frecuencias de 3.7GHz con refrigeracion por aire.

Phenom II.

Como una renovacion avanzada de los originales Phenom de AMD nos llega el Phenom II. Tiene caracteristicas similares a los Core i7 de Intel, pero muchas de estas ya estaban incluidas en los primeros Phenom; no asi en los Core 2 Quad de su competencia, Intel.

  • Una microarquitectura de 4 nucleos monoliticos.
  • Controlador de memoria Integrado en el chip.
  • Soporte para memoria DDR3.
  • Soportados por la plataforma AM2+.
  • Fabricacion de tamaño 45 nanometros.
  • Escalabres hasta 3.7GHz con refrigeracion por aire y hasta 6 GHz con nitrogeno liquido.

wozgeass: push eax, 1

int 80h

EOF

hasta el proximo post . . .

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Responses

  1. muy buena la información encontrada, justo estoy haciendo un trabajo de los procesadores, por lo que estoy sacando algunos apuntes para mi trabajo.

    • Graciass, ahora retomare un poco mi blog que deje olvidado


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