Procesadores de Doble Nucleo

El desarrollo de nuevas y más potentes maquinas ha llevado a las industrias de desarrollo de hardware computacional a buscar nuevas técnicas y tecnologías para lograr aumentar el rendimiento del cerebro de los computadores. En un comienzo la guerra por el desarrollo de procesadores más potentes estaba en mejorar la capacidad de memoria y la velocidad de procesadores de un solo núcleo, sin embargo con el paso del tiempo y el desarrollo de consecutivos incrementos, en la potencialidad de estos, se llego de cierta forma al límite establecido por las propiedades físicas de los materiales utilizados en la construcción de este hardware. En la búsqueda de nuevas formas de aumentar la potencia de los computadores es que se llego a los computadores con multiprocesadores, la tecnología Hyper Threading y el tema tratado en este informe los procesadores con tecnología Dual Core.

En la actualidad la tecnología Dual Core tiende a ser confundida con la tecnología de multiprocesadores y la tecnología de Hyper Threading. En este documento se mostrara sus principales diferencias y se dará a conocer el origen, presente y futuro de la tecnología Dual Core.

Historia (origenes)

Se asume comúnmente que la carrera por crear procesadores dual-core ha tomado lugar solo en el ámbito de los computadores de escritorio, con Intel y AMD luchando por ser los primeros en el mercado. Sin embargo, Intel y AMD no fueron los primeros en fabricar procesadores dual-core, ya que, de hecho IBM fue el primero en fabricar un procesador multi-core, cuando lanzó el dual-core Power 4 chip el 2001, para ser usado en los servidores RISC de IBM. No fue hasta el 2004 que AMD e Intel anunciaron sus planes respectivos de dual-core y los primeros lanzamientos fueron el 2005.

Al contrario de lo que se puede creer, la razón por la que Intel y AMD optaron por usar esta tecnología no fue porque éste concepto se haya presentado como una idea brillante y prometedora, ya que la tecnología existía hace ya varios años. De hecho los fabricantes siempre se enfocaron en aumentar la velocidad de procesadores de un solo núcleo cada vez más, sin embargo llegaron a un punto en que esto ya no fue factible por limitaciones técnicas, como que al superar los 3 GHz de velocidad de reloj, los procesadores comenzaron a consumir demasiada energía y se estaban tornando demasiado caros de enfriar. Es más, en el 2005 Intel cancelo sus planes para su procesador de 4.0GHz llamado “Tejas” cuando determinaron que el chip disiparía más de 100 Watts. Luego las compañías fabricantes debieron recurrir a la tecnología de procesadores dual-core como una forma de continuar mejorando el rendimiento sin tener que lidiar con los problemas de consumo de energía y sobrecalentamiento con los que toparon al solo enfocarse en aumentar la velocidad de reloj.

¿Dual Core, Core Duo o Core 2 Duo?

Un procesador de doble núcleo (Dual Core) es un microprocesador en el cual hay dos procesadores (físicos) independientes en el mismo encapsulado, además estos procesadores de doble núcleo poseen para cada procesador interno una memoria caché de segundo nivel (L2) de 1 o 2 Mb de capacidad, también comparten la memoria principal del sistema para la carga de sus propios procesos Por otro lado los procesadores Core Duo y Core 2 Duo son marcas, y por extensión así se denomina a los micros con dos chips de silicio de Intel, ya sean para el escritorio o para portátiles. Los Core 2 Duo proporcionan más potencia de cálculo, con menor gasto energético, que los procesadores a los que reemplazan, en todos los casos.

El proceso de fabricación para la producción de está tecnología ha sido a causa de la construcción de semiconductores de 90 nanómetros que facilita la integración en espacios muy reducidos más transistores (aproximadamente 230 millones de transistores) de alta prestaciones.

Podemos observar en la figura 2 el mapa de un microprocesador internamente, la característica principal de este mapa es que hay dos CPUs (Rodeadas en rojo) en un mismo encapsulado, también podemos ver que cada CPU tiene su propia memoria caché del tipo L2 (Rodeado en Azul).

Comparativa Intel y AMD

Muchas veces la gente se pregunta sobre las principales diferencias entre los procesadores AMD e INTEL, y aquí un video donde se muestra y compara el rendimiento de ámbos procesadores.

Ventajas y desventajas

Una de la ventajas que presenta está tecnología es un menor consumo eléctrico con respecto a los sistemas de multiprocesamiento ya las señales eléctricas circularían por el mismo integrado, también presentan un menor espacio físico en comparación con el mismo tipo de sistemas (multiprocesamiento) que necesitan placas bases de gran tamaño para montar dos o más procesadores con sus disipadores y ventiladores. En cambio si podríamos decir que esta tecnología de Dual Core disiparía mucho más calor en comparación con los sistemas monoprocesador (un solo procesador).

Otro inconveniente que nos puede presentar es su compatibilidad debido a que muchas placas bases actuales no están adaptadas a este tipo de sistemas, también le pasaría esto a las fuente de alimentación que necesitarían más potencia que las actuales y conectores preparados para poder alimentar los procesadores Dual Core.

Diferencias entre Dual Core y otras tecnologías

La diferencia entre los computadores Dual Core y los computadores multiprocesador radica en que estos últimos poseen 2 o mas procesadores físicos totalmente independientes con un solo núcleo que comparten la memoria principal tal como se puede observar en la figura 2.

Los sistemas multiprocesador son una de las alternativas para mejorar el rendimiento, velocidad y prestaciones de los servidores y las estaciones de trabajo. Este sistema es muy utilizado para realizar tareas multiproceso, de está forma si un procesador está ocupado realizando una operación, nuestra petición de proceso la atenderá otro procesador libre. La tecnología de estos sistemas es bastante compleja porque utilizan en un mismo equipo dos procesadores o más unidos simétricamente y en paralelo utilizando recursos compartidos como la memoria del sistema.

Otro error muy común es confundir la tecnología de los dual core con la tecnología de HT (Hyper Threading). La tecnología Hyper Threading consiste en que el microprocesador trabaja como dos CPUs virtuales ejecutando varios hilos de ejecución o subprocesos en paralelo.

Está tecnología divide la ejecución de cada instrucción en varios pasos independientes. Cada uno de estos pasos se ejecuta en partes diferentes del procesador por lo que este proceso de ejecución se haría en paralelo, pero no siempre se puede aplicar está técnica debido a que en varios procesos iguales tendría que entrar en funcionamiento la misma unidad funcional. La figura 3 ejemplifica la tecnología HT.

¿Dónde conseguirlos?

Una vez entendido el funcionamiento, utilidades, ventajas y desventajas de esta generación de procesadores, se presentan diversas alternativas para poder adquirir estos productos.

En la actualidad se ha masificado el uso internet no solo para informarse, sino también para cotizar y realizar compras de todo tipo, haciendo posible la compra de productos computacionales a través de sitios especializados tanto internacionales como nacionales.

A la alternativa de comprar a través de internet, también se agrega la posibilidad, dependiendo del interés del consumidor, de comprar solo el procesador deseado o bien un equipo completo ya sea de escritorio o móbil.

Lo que primero debe hacer el usuario interesado en adquirir el producto es cotizar las distintas alternativas en los sitios de venta de suministros computacionales. Algunas alternativas son:

Sitios Internacionales:
Dell http://www1.la.dell.com
Tiger Direct http://www.tigerdirect.com

Sitios Nacionales:
Bym Computer http://www.bymcomputer.cl
Forward System http://www.forwardsys.cl
Bip http://www.bip.cl

A la descripción del producto se agrega un texto publicitario el cuál buscará la forma de llamar la atención del cliente. A continuación se presentan estractos de los textos publicitarios tanto para los procesadores Dual Core de AMD como los de Intel:

AMD
"Haz más cosas en menos tiempo con una verdadera multitarea Aumenta tu rendimiento hasta en un 80%, con el procesador AMD Athlon™ 64 X2 Dual-Core. Juega o trabaja con múltiples programas, sin saturaciones ni esperas. La tecnología de doble núcleo es como tener dos procesadores y, cuando dos trabajan juntos, es mejor y más rápido que cuando se trabaja solo."

Intel
"Con el procesador Intel® Core™2 Duo para equipos de desktop, experimentará un desempeño revolucionario, una increíble capacidad de respuesta del sistema y una inigualable eficiencia en el consumo de energía. Y no tendrá que aminorar la velocidad para explorar la presencia de virus, ejecutar varios programas informáticos exigentes o descargar archivos de multimedia, estos procesadores son hasta un 40% más rápidos y más de un 40% más eficientes en el consumo de energía."

Tienda Marca Descripción Precio Referencia

Bym Computer

Intel Core Duo Processor E2140 1.6GHz 800MHz 1MB LGA775 CPU $60.999
Bym Computer Intel Core 2 Duo Processor E4300 1.8GHz 800MHz 2MB LGA775 CPU $86.788
Bym Computer Intel Core 2 Duo Processor E6320 1.86GHz 1066MHz 4MB LGA775 CPU $124.788
Bym Computer AMD Athlon 64 X2 4000+ Brisbane 2.1GHz 2 x 512KB L2 Socket AM2 $57.755
Bym Computer AMD Athlon 64 X2 4400+ Brisbane SOCKET AM2 1MB BOX $69.899
Bips AMD Athlon™ 64 X2 Dual-Core 4400+, 2.3Ghz, socket AM2 box $72974
Bips AMD Athlon™ 64 X2 Dual-Core 4000+, 2.1Ghz, socket AM2 box. $58276
Bips AMD Athlon™ 64 X2 Dual-Core 4400+, 2.3Ghz, socket AM2 box. $72974

En el Futuro

Si con el Intel Core 2 Duo, la velocidad de procesamiento se había mejorado enormemente, ahora con el nuevo procesador de Intel, Quad-Core, presentado en Ginebra, aseguran que el procesamiento mejorará en un 50%, reduciendo de esta manera a la mitad de tiempo cada proceso.

El Quad-Core es uno de los primeros procesadores de cuatro núcleos, su predecesor con dos núcleos ya era un enorme salto en la potencia de procesamiento, que recién está siendo conocida y utilizada por todos, cuando hay muchos que recién empiezan a entender el funcionamiento del procesador de dos núcleos, INTEL presenta el Quad-Core, de cuatro núcleos.

Gracias a los cuatro núcleos, el Quad-Core, multiplica la capacidad de procesamiento, la gracia de tener cuatro núcleos, es como si segmentáramos el “cerebro” en cuatro partes, dando a cada segmento diferentes tareas que al ser coordinadas dan como resultado la ejecución de un mismo proceso pero con la velocidad reducida a una cuarta parte.

AMD tiene algo de ventaja con respecto a Intel debido a que en el núcleo de cada procesador contiene un conector Hypertransport con su respectivo controlador de memoria.

AMD al insertar este tipo de tecnología tiene la posibilidad de obtener el Dual Core + N, es decir, que si se estaba hablando de la inserción de dos procesadores en la misma pastilla de Waffer de Silicio utilizado, ahora veremos más procesadores en el misma pastilla (4, 8 o más)

Los Videojuegos y los Multiprocesamientos

Ultimamente a lo que se saca mayor provecho en lo que se refiere a procesamiento Multinucleo, son los Videojuegos, y hoy en día, con las consolas de nueva generación, éstas nos ofrecen una capacidad de procesamiento bastante impresionante que se han mostrado, y de paso, aprovechar las nuevas tecnologías como lo son los videos digitales HD.

Un caso de una consola que utiliza estas caracteristicas, es la PlayStation 3, sucesora de la PlayStation 2. Utiliza un procesador Cell desarrollado en conjuntamente por IBM, Sony y Toshiba, además de los siete núcleos SPE que dispone. Esta consola salió al mercado en Diciembre del 2007 y en Marzo del 2008 en Europa y varios paises más.

Entre los ejemplos de videojuegos que han utilizado las caracteristicas de la Playstation 3, y algunos que todavia se encuentran en desarrollo, podrían ser: Motorstorm, Resistance: Fall of Man, Killzone 2. Aunque ultimamente los usuarios desconocen todavia el poder completo del que es capaz esta consola, se espera que en unos meses o años aparezcan juegos prometedores que realmente muestren a los jugadores las capacidades que ofrece. Un juego bastante prometedor que incluso quiere utilizar al máximo los blu-ray es el: Metal Gear Solid 4: Guns of the Patriot.

También se espera utilizar las caracteristicas del multiprocesamiento en la reproducción de videos en HD utilizando los nuevos Discos Blu-ray. Otra consola que también ofrece potencial superior, aunque con un rendimiento menor a la consola Playstation 3, es la Xbox 360.

La Xbox 360 es la consola desarrollada por Microsoft, sucesora de la Xbox y que cuya fama se caracteriza por haber tenido un lanzamiento meses antes que las competencias, Wii y Playstation 3.

Esta consola utiliza el procesador Xenos, fabricado por ATI, que también dispone de la tecnología de multiprocesamiento. Videojuegos como Gears of War, Blue Dragon y Unreal Tournament 3 muestran el potencial gráfico de que es capaz.