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El futuro dual
Enviado el 04/10/04 a las 02:00 por noticias

Agalisa

Una visión del futuro con procesadores de doble núcleo: desde el HyperThreading hasta la multitarea real. Un artículo original de Hardware Central.

Hace un año escaso, Intel defendía su posición en el mercado mediante el aumento desmesurado de la velocidad de reloj. Pero hoy en día, tanto Intel como AMD usan números que definen cada modelo. A pesar de que la velocidad de reloj sigue siendo un factor importante (sobre todo a la hora de comparar chips de la misma familia), otras características y capacidades son también básicas no sólo a la hora de aumentar el rendimiento, sino también para crear un mercado más amplio para los nuevos procesadores. Una de estas estrategias implica la redefinición del multiproceso, mediante el uso de arquitecturas multinúcleo.

Dos chips en uno

El 31 de agosto de este año, AMD hizo la primera demostración de un servidor HP de cuatro procesadores que era, realmente, un servidor de ocho: cada uno de sus procesadores era un prototipo de Opteron que disponía de dos núcleos. Tanto AMD como Intel han prometido comenzar la venta de procesadores de doble núcleo en 2005, apuntando primero a los servidores, un mercado tradicionalmente más tolerante a los altos costes de las nuevas arquitecturas de CPU (es donde IBM presentó sus procesadores Power4 con doble núcleo, ya en 2001, y donde Sun se unió posteriormente con sus UltraSparc IV también de doble núcleo). Pero no nos equivoquemos: las CPUs de doble núcleo también llegarán a los equipos de sobremesa, pues ambos fabricantes se dan cuenta de que es la primera oportunidad de aumentar notablemente el rendimiento sin elevar la velocidad de reloj hasta valores desmesurados.

Un procesador con múltiples núcleos es eso exactamente: un chip que integra en su interior dos o más núcleos de CPU en un único sustrato, y que se conecta en un único socket de CPU. AMD ya anunció la capacidad de sus diseños Opteron y Athlon 64 de soportar múltiples núcleos: una transición relativamente transparente en donde cada núcleo dispone de su propia caché, registros y motores de proceso mientras comparten los controladores de memoria. Aún no se sabe cómo afectará ésto a la coherencia de las cachés, al ancho de banda de la memoria y otras consideraciones, pero sí es cierto que el controlador de memoria integrado y demás circuitería permitirán un diseño mucho más sencillo.

La estrategia multinúcleo de Intel parece más tradicional, dado que el Xeon y el Pentium 4 se apoyan en chipsets convencionales para controlar las transferencias de datos a memoria y otras funciones que la arquitectura AMD64 implementa en el mismo chip. Gracias a ésto, el diseño de los procesadores de Intel será más simple, pero necesitará cambios en los chipsets para poder gestionar las nuevas características.

La tecnología multinúcleo tendrá un impacto en todos los niveles del mercado de ordenadores, incluyendo la posibilidad de reconvertir los viejos diseños de un único núcleo en versiones multinúcleo y venderlos como productos nuevos. Esto ahorra dinero de I+D a la vez que ofrece CPUs más rápidas al público. En lugar de obligar a sus diseñadores a producir nueva tecnología, los fabricantes pueden dar a sus viejos diseños una segunda oportunidad en implementaciones multinúcleo.

Rechace imitaciones

Una CPU de doble núcleo permite auténtico multiproceso, ofreciendo mucho más que lo que permite el HyperThreading del Xeon y Pentium 4. Estos últimos ofrecen un notable aumento de rendimiento (entre el 5 y el 15 por ciento o incluso más en aplicaciones multithread) pero no constituyen un sustituto de un sistema multiprocesador, porque el HT no tiene las mismas capacidades que dos procesadores. Aunque puede procesar algunas instrucciones en paralelo, tiene que compartir y asignar los recursos de una única CPU.

Por ejemplo, un servidor Xeon dual tiene el doble de memoria caché L2, el doble de unidades funcionales y el doble de registros que un sistema de un único procesador Xeon. Un Pentium 4 con HyperThreading tiene registros extra y otras características, pero su caché L2, unidades funcionales (de enteros y coma flotante) y otras características hardware son las mismas que las de un procesador de un único núcleo.

Sin embargo, no todo es de color de rosa: el precio a pagar en un sistema de doble núcleo es coste y calor. Por otra parte, un sistema de doble núcleo disfrutará de una notable ventaja de precio sobre un auténtico sistema de doble procesador. Los costes de fabricación, encapsulado y distribución serán casi la mitad, y los distribuidores disfrutarán de un notable ahorro en espacio de almacenamiento.

Pero la clave de los sistemas multinúcleo será la flexibilidad, como ya se comprobó con el Socket 478 de Intel, que permite usar en la misma placa madre un Celeron, un Pentium 4, o un Pentium 4 con HyperThreading. La versatilidad se conseguirá al permitir a los nuevos sistemas multinúcleo ser conectados en el mismo Socket (AMD aprendió esta lección: la empresa prometió que sus Opteron con doble núcleo funcionarán en cualquier placa madre con Socket 940).

Por supuesto, el apoyo del software es básico. Ya hemos visto que la tecnología HT de Intel ofrece una mejora de rendimiento cuando se usa con un sistema operativo que lo soporte, pero la verdadera ganancia se consigue con juegos multithread y aplicaciones optimizadas para HT, las cuales pueden mejorar su rendimiento entre un 15 y un 40 por ciento bajo condiciones ideales.

Fuente: CPU Planet (en inglés). Original de Hardware Central (en inglés).


 
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