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Una mirada a su interior.
Microprocesadores
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Introducción
Los procesadores cada vez integran más funcionalidad dentro
de la misma pastilla. El avance en la tecnología de fabricación
ha permitido reducir el tamaño de los elementos que
componen un microprocesador. Ahora los fabricantes pueden
incluir más elementos en la misma área. Así será capaz de
realizar más tareas y de una manera más eficiente.
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Núcleo
Un núcleo es la parte principal del microprocesador que se
encarga de ejecutar las instrucciones.
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Socket
El socket de CPU es una matriz de pequeños
agujeros (zocalo) existente en una placa base
donde encajan los pines de un
microprocesador; dicha matriz, denominada
Pin grid array o PGA, permite la conexión
entre el microprocesador y dicha placa base.
Ejemplos de socket de CPU son:
Socket 939 (AMD), Socket AM2
(AMD), Socket 478 (Intel), Socket 775 (Intel),
etc.
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Multiprocesadores y Multinúcleo
La idea primaria de un Sistema Informático con varios
microprocesadores es que si uno esta ocupado en una tarea, el
otro puede utilizarse en otra.
Antes de que se pudieran integrar 2 o más núcleos en un chip ya
existían equipos multiprocesadores. Estos eran muy caros y se
necesitaba una placa base especial para conectarlos.
Debido a la complicación de energía y disipación del calor al
tener varios microprocesadores, optaron por fabricar dos o mas
microprocesadores en uno, o sea un microprocesador con dos o
mas núcleos; la desventaja de los multinúcleos es igualmente el
consumo de energía pero es sostenible con una fuente de
alimentación correcta y menor a tener dos microprocesadores
separados.
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Rendimiento
El rendimiento de un Sistema Informático no depende de un
solo componente sino de todo el conjunto y será mayor o
menor según el software que se utilice o para qué se utilice la
computadora. Si el Software no está preparado para utilizar la
potencia de un microprocesador con varios núcleos, podría no
mejorar su rendimiento.
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¿Un procesador con 2 núcleos es el
doble de rápido que uno con 1 núcleo?
Lo lógico es pensar que al tener dos cerebros se puede procesar el doble de
información, pero, lamentablemente, no siempre es así.
Dos factores justifican esta limitación:
Ancho de banda / cuello de botella
1)

El FSB esta limitado en ancho y encima es compartido por ambos nucleos, por
lo que los datos deben esperar su turno para procesarse.

AMD creo la interconexion HyperTransport, que interconecta los núcleos en
varias direcciones, lo que proporciona un canal directo entre el procesador y
la memoria sin tener que compartirlo con nadie.
2)
Aplicaciones

Pocas aplicaciones preparadas para sacar provecho de dos núcleos (incluidos
los juegos).

El unico lugar donde se saca realmente provecho es del lado servidor y
procesamiento de video.
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No todas las aplicaciones que utilizamos pueden ejecutarse
utilizando los 2 núcleos de manera simultanea y por lo tanto
tomar ventaja de eso.
Existen ciertas situaciones en las que tener 2 o más núcleos
lleva a ganancias muy grandes de prestaciones. Las
aplicaciones a veces producen bloqueos y disponer de más
núcleos mejora la respuesta de todo el sistema.
La mayoría de las utilidades y aplicaciones no pueden ejecutar
sus propias instrucciones en paralelo. Sin embargo, existen
ciertas tareas que si se benefician de manera clara del
aumento de núcleos:
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Aplicaciones que se benefician

Retoque fotográfico. Sobre todo en la aplicación de filtros. Se
pueden calcular a la vez diferentes regiones de la imagen.

Trabajos de video. Es parecido a lo que ocurre en el caso
anterior, la utilidad puede trabajar con diferentes periodos de
tiempo dentro de la película.

Juegos de estrategia. Existen muchos juegos en los cuales el
próximo movimiento se basa en realizar cálculos sobre las
posiciones futuras, el caso más claro es el ajedrez.

Rendering. La creación de imágenes 3D también se aprovecha
de este aumento. La razón es similar a la del retoque fotográfico
ya que los programas pueden calcular distintas regiones de
manera independiente.
+
Curiosidades..
Shrek Tercero se diseñó con el siguiente hardware:

Servidores HP ProLiant DL145 compuestos por procesadores AMD
Opteron de doble núcleo y 8GB de RAM.

Estaciones de trabajo HP xw9300 compuestas de igual manera por
procesadores AMD Opteron de doble núcleo.

Portatiles HP nx6125 basadas en el procesador AMD Turion64 X2.

Para la elaboración de la película se utilizaron la cantidad de 4000
núcleos es decir 2000 procesadores.

En 2001, Shrek I necesito 5 millones de horas de CPU. En 2004,
Shrek 2 preciso 10 millones, y en 2007 Shrek 3 preciso 20 millones.

El almacenamiento de Shrek 3 precisa 24 TB.
+
Hyper-Threading
Permite que cada núcleo del procesador trabaje en dos tareas al mismo
tiempo, suministrando el desempeño que necesita para hacer tares
múltiples de manera inteligente.
Dos formas de brindar mas potencia informática:
1 Aumentar la velocidad del reloj.
2 Realizar mas trabajo en cada ciclo de reloj.

Un procesador compatible con la tecnología Hyper-Threading se
presenta a si mismo ante las aplicaciones y los S.O. como dos
procesadores virtuales.

El procesador puede entonces trabajar en dos conjuntos de tareas a la
vez, utilizar los recursos que de otro modo estarían inactivos y realizar
mas trabajo en la misma cantidad de tiempo
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Intel Core i3
Intel ha lanzado tres modelos de procesadores diferentes. Cada uno tiene
un enfoque, ya que hay usuarios con intereses diferentes.
El i3 es la línea de CPUs Intel Core dedicado a menos exigentes. Para
pertenecer a la nueva línea Core, el i3 ofrece dos núcleos de
procesamiento, tecnología Intel Hyper-Threading, 4 MB de caché
compartida (L3), soporte para memoria RAM DDR3 de hasta 1333 MHz,
entre otros.
Viene equipado con un controlador de memoria interna, una controladora
de vídeo integrada - Intel HD Graphics que opera a una frecuencia de 733
MHz .
Lo más novedoso y distintivo es esto, que incorporan en el propio
procesador, la tarjeta gráfica. Los procesadores Intel Core i3 están
diseñados para ofrecer alto rendimiento en la ejecución de videos de alta
definición y tareas con gráficos 3D.
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Estos
microprocesadores
complicaron la situación de aquellos
que
quieren
cambiar
de
procesadores, ya que utilizan un
nuevo socket, un factor que obligó a
las montadoras a crear tarjetas
únicas para las mismas. Conocido
como el LGA 1156, este nuevo tipo
de conector se utiliza para
procesadores Intel Core i3, i5 y los
nuevos i7.
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Intel Core i5
El
intermediario
Mientras que el i3 es responsable de cumplir con los
usuarios menos exigentes, Intel Core i5 tiene la tarea de
satisfacer las necesidades de las empresas del mercado
medio, es decir, aquellos que realizan tareas más exigentes .
Disponible en dos o cuatro núcleos, los procesadores i5 vienen
con hasta 8 MB de caché (L3) para compartir, también utilizan
el socket LGA1156, controlador de memoria DDR integrado,
tecnología Intel Hyper-Threading y con la tecnologia Turbo
Boost.
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Turbo Boost
Esta tecnología es inteligente y funciona todo el tiempo
controlando la frecuencia, voltaje y temperatura de la CPU. Al
notar una disminución en uno de los valores por defecto
utilizado por la CPU, aumenta la frecuencia y logra un
rendimiento mucho mayor en cualquier aplicación.
Por ejemplo, cuando la temperatura de la CPU es menor de lo
esperado, con el uso de la tecnología Turbo Boost el
procesador Intel Core i5 va a cambiar la frecuencia o el voltaje
de la CPU sin permiso y se verá un aumento significativo en el
rendimiento, hablando específicamente de los modelos i5,
existe la posibilidad de un aumento de hasta 800 MHz de
velocidad.
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Core i7
Lo último en tecnología de procesamiento es el i7. La línea de
procesadores dirigida a los entusiastas y al público
profesional. Todos los procesadores Core i7 tienen cuatro
núcleos (la i7-980X seis núcleos), memoria de 8 MB de caché
L3, controlador de memoria integrado, Intel Turbo Boost, Intel
Hyper-Threading, Intel HD Boost y función Intel QPI.
En lugar de aumentar la frecuencia o el voltaje, la
característica de Intel QPI aumenta el ancho de banda (que
permite la transmisión de más datos) y disminuye la latencia
(procesador Intel Core i7 900 serie y permite tasas de
transferencia de hasta 25,6 GB / s.)
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Versiones Core i
Los Core i5 tienen dos versiones a la venta, la Clarkdale, que
al igual que los Core i3 llevan la gráfica integrada y están
fabricados en 32nm, y luego los englobados en Lynnfield. Los
Core i5 Clarkdale tiene cuatro núcleos.
Si pasamos a hablar de los Core i5 Lynnfield, nos encontramos
con microprocesadores de 4 núcleos que en este caso están
fabricados en 45nm. Son de mayor tamaño y consumen más
energía que sus hermanos pequeños. Estos procesadores están
orientados a ordenadores de gama alta y dan mejor
rendimiento gráfico y multimedia que los Clarkdale a pesar de
que a partir de estos modelos ya no se incluye la gráfica en el
procesador.
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Por último, los Core i7 también tienen una serie de
micros dentro de los Lynnfield y que al igual que
todos estos, son acoplados a la placa base a través
del Socket 1156 y fabricados en 45nm. Lo mejor de
los Core i7 es que además de tener 4 núcleos, llevan
las dos tecnologías punteras de Intel, el Turbo Boost
y el Hyperthreading. Esto hace que su velocidad de
procesamiento sea muy alta y que en su caso, con 4
núcleos, genere nada más y nada menos que 8
procesos simultaneos.
Los microprocesadores Lynnfield (incluye el Core i5
por supuesto) tienen una memoria Caché L3 de