Procesadores
Marcas de procesadores
Intel y AMD son las marcas de procesadores de ordenadores más conocidas, pero muchos se hacen la misma pregunta ¿Existirán más?
En el sector de los ordenadores domésticos siempre encontramos Intel y AMD, pero existen marcas de procesadores más específicas. Aunque en el ámbito profesional también está copado por estas dos marcas, hay ciertas entidades que necesitan unas prestaciones más exigentes. De esta manera, podemos dar con IBM o Tesla.
Intel, la más conocida
En cuanto a la comercialización de ordenadores, el consumidor medio reconoce a Intel como la mejor empresa de procesadores del mundo. Sin embargo, esto no significa que Intel sea la mejor marca, sino que es la más conocida.
Intel es un fabricante de procesadores que tiene una gran alianza con Microsoft, la creadora de Windows. Por otro lado, son los chips oficiales de los ordenadores de Apple. En definitiva, es una marca que, prácticamente, copa el sector de los ordenadores personales.
Tiene gamas para todo tipo, desde los m3 para ultrabooks, hasta la familia Intel Core X para servidores o tareas muy pesadas. Ofrece soluciones para casa y para empresas, lo que supone abarcar casi todo el mercado de ordenadores.
Desde hace años, su principal rival era AMD, aunque ésta no ofrecía tantas soluciones profesionales, centrándose en el ordenador personal.
AMD, el máximo rival
Fuera del sector profesional, encontramos a AMD como la única competidora de Intel, enfocándose en la relación precio-rendimiento. Como los procesadores de Intel siempre han sido más caros que los AMD, ésta empresa se ha enfocado a ofrecer precios competitivos sin renunciar al rendimiento. El objetivo de AMD principal eran las oficinas y los gamers.
En 2017, AMD lanzó su gama de procesadores Ryzen, dando un golpe en la mesa y poniendo a Intel en serios apuros porque sus procesadores eran mucho más caros y ofrecían poco más que la gama Ryzen. La lucha entre ambas empresas beneficia a los consumidores, como exige que las dos lo den todo en su I+D.
Intel y AMD han combatido en innovación durante muchísimos años, perdiendo la segunda en muchísimas ocasiones. Ahora, parece que se ha equilibrado la balanza con la arquitectura AM4 y los Ryzen de AMD, lo que provocó que Intel sacara una octava generación de procesadores con más núcleos e hilos.
No obstante, en el campo de los portátiles, Intel sigue ganando, a pesar de que los Ryzen para portátiles sean atractivos. Sigue siendo un sector dominado por la compañía de Mountain View.
Con el paso del tiempo, AMD ha movido ficha en el sector profesional con su gama Threadripper, procesadores con 32 núcleos y 64 hilos. Son procesadores que funcionan muy bien para todo, pero está centrado en la multitarea más exigente, como son renderizados, ediciones, etc. Rivalizan con la familia Core X de Intel y le plantan cara sin pudor.
Superordenadores: Intel y AMD no están solos
Si nos metemos en el reducido sector de los superordenadores, nos daremos cuenta de que Intel y AMD no están solos. Aquí nos topamos con IBM, así que las cosas se ponen muy serias.
Como dato adicional, todos los superodenadores más rápidos del mundo utilizan Linux.
IBM y POWER9
Dentro de las instituciones y empresas tecnológicas más punteras del mundo, nos encontramos con superordenadores que no pueden equipar un «simple» Intel Xeon o un Threadripper, sino que necesita mucha más potencia.
De este modo, aparece IBM y su procesador POWER9 en escena como una de las mejores soluciones industriales del mundo. Evoluciona a su predecesor, el POWER8, incrementando casi el doble de su rendimiento. Da potencia al Summit, el superordenador más potente del mundo que usan en el Laboratorio Nacional del río OAK, en Estados Unidos.
Este procesador tiene 22 núcleos y sabemos lo que estáis pensando ¡El Threadripper de AMD tiene 32! Sí, pero el chip POWER9 utiliza la tecnología E/S, lo que significa que tiene un ancho de banda superior y puede cargar trabajo pesadísimo. Este chip se creó con el objetivo de interpretar, razonar, analizar e ingerir algoritmos. Además, incorpora la tecnología NVIDIA NV-link y OpenCAPI.
Según el benchmark de LINPACK, el Summit tiene una velocidad de 148.6 TFlop/s, lo que le convierte en el superordenador más rápido del mundo.
Sunway SW26010
Los chinos también tienen armas con las que luchar en la guerra de los superordenadores. Una muestra de ello, es el Sunway SW26010, un procesador del que tenemos poca información, pero que forma parte del tercer superordenador más rápido del mundo: el Sunway TaihuLight, el «Dios del lago».
El TaihuLight contiene 40.960 procesadores, lo que suponen más de 10 millones de núcleos. En definitiva, es un procesador que ha contribuido a registrar 93 TFlop/s en el benchmark de LINPACK. El SW26010 tiene 260 núcleos.
Como en el POWER9, es un procesador dedicado al tratamiento de algoritmos y supera con creces a su antecesor, el Tianhe-2.
Por último, el TaihuLight lo utiliza la National Supercomputing Center de Wuxi, China.
Matrix-2000
La Universidad Nacional de defensa tecnológica de China (Guangzhou) creó un procesador llamado Matrix-2000, que fue lanzado en 2017. El TianHe-2 inicial equipaba Intel Xeon, pero Obama prohibió la venta de procesadores de alto rendimiento a China en base a la guerra de bombas nucleares que se estaba fraguando.
Así que el Matrix-2000 sirvió para reemplazar a los procesadores Intel. Se trata de un procesador de 128 núcleos de 64-bits diseñado para el superordenador Tianhe-2A. Además, este chip contiene con 8 canales de memoria DDR4 con frecuencia máxima de 2400 MT/s y 16 carriles PCIe.
Cada procesador tiene 4 supernodos que contienen 32 núcleos cada uno y trabajan a 1.2 GHz y el TianHe-2A. Ésta llegó a alcanzar 61.444,5 TFlop/s en LINPACK.
Intel Xeon Platinum 8280
Intel está presente en todas las guerras habidas y por haber, así que tenía que meterse en los procesadores de gran escala o de alto rendimiento. En su caso, lo ha hecho este año con su Xeon Platinum 8280, fabricado en 14 nm, con 28 núcleos y 56 hilos.
Da vida al 5º mejor superordenador del mundo: el Frontera, que está fabricado por Dell. Además, es compatible con la memoria RAM DDR4-2933 MHz, con un total de 6 canales. Según expresa Intel en su página web, tendría un precio de venta al consumidor de 10.009 dólares.
Este superordenador de Dell marcó un rendimiento de 23.516,4 TFlop/s en LINPACK, lo que deja entrever lo potente que puede ser. En su caso, incorpora 448.448 núcleos totales, lo que supone 16.016 Xeon Platinum 8280.
AMD Opteron 6274
AMD también ofrece su solución para superordenadores, como es el Opteron 6274. Potencia al Titan, un superordenador fabricado por Cray. Ocupa el séptimo lugar entre los superordenadores más potentes del mundo, lugar muy meritorio porque el Opteron fue lanzado en 2012.
Este procesador está fabricado en 32 nm y contiene 16 núcleos, funcionando a 2.2 GHz cada uno de ellos. En cuanto al Titan, consigue un rendimiento de 17.590 TFlop/s en LINPACK. Este equipo incorpora 35.040 Opteron 6274, lo que ofrece 560.640 núcleos.
Este procesador fue un avanzado para su lanzamiento, lo que supone que hoy siga dando un rendimiento espectacular. De hecho, en 2012 ocupó la primera plaza como el superodenador más potente del mundo. ¿Qué procesador te ha asombrado más? ¿Pensabas que sólo existían Intel y AMD?
Procesadores
Tipos y velocidades de procesadores
El microprocesador es el componente del ordenador personal que realiza el procesamiento real de los datos. Es una unidad central de procesamiento (CPU) que cabe en un microchip, y posee un circuito de conmutación muy complejo que ejecuta instrucciones simples muy rápidamente.
El paquete de circuitos integrados del microprocesador contiene un chip de silicio que contiene millones de transistores y otros componentes fabricados en este material. Debido a que los transistores del chip son muy pequeños, incluso una pequeña cantidad de corriente de alto voltaje (como la electricidad estática) podría destruir un chip.
Al haber una gran cantidad de circuitos almacenados en un área tan pequeña, los microchips producen mucho calor y requieren sistemas de refrigeración para evitar que el chip se sobrecaliente. En las placas base del ordenador, el chip de la CPU está cubierto por un gran disipador de calor metálico con aletas, para permitir que el flujo de aire de los ventiladores de refrigeración se lleve el calor.
En general, podemos decir que un microprocesador es una CPU integrada en un pequeño chip de silicio que consta de miles de pequeños componentes como diodos, transistores y resistencias, que trabajan juntos.
Tanto Intel como AMD fabrican procesadores para una variedad de sistemas. Intel fabrica las familias de procesadores Core, Pentium, Atom y Celeron para ordenadores de sobremesa, mientras que del otro lado encontramos los procesadores Athlon, Sempron y Ryzen de AMD, entre otros.
Cada procesador fabricado por Intel o AMD tiene funciones específicas y abastece a sistemas específicos, como PCs o estaciones de trabajo en una oficina. Cada procesador se adapta a un ordenador específico, ya sea ensamblado, construido desde cero o actualizado.
La CPU más comúnmente utilizada en PCs está hecha por Intel. Desde que IBM eligió el chip Intel 8088 para el PC IBM original, la mayoría de los clones de PC han utilizado alguna de las CPU de la serie Intel.
La serie de ordenadores Macintosh de Apple utilizaba originalmente la serie de microprocesadores Motorola 68000. Pero las CPUs de Motorola utilizan un conjunto de instrucciones diferente a las CPUs de Intel, por lo que no es fácil ejecutar el software de PC en un Mac y viceversa (pero transferir archivos de datos no es ningún problema).
A continuación, se explican diferentes tipos de microprocesadores.
Microprocesador 8085
El microprocesador 8085 fue diseñado por Intel en el año 1977 con la ayuda de la tecnología NMOS.
Las configuraciones de este microprocesador son el bus de datos de 8 bits, el bus de direcciones de 16 bits, que puede direccionar hasta 64 kb, contador de 16 bits y puntero de pila (SP). Los registros de seis bits están dispuestos en el par de BC, DE y HL. El microprocesador 8085 requiere una fuente de alimentación de 5 voltios.
Microprocesador 8086
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Este microprocesador también fue diseñado por Intel. Es un procesador de 16 bits con 20 líneas de bus de direcciones y 16 líneas de datos con almacenamiento de 1 MB. El microprocesador 8086 consiste en un potente conjunto de instrucciones, que permite realizar las operaciones como multiplicaciones y divisiones fácilmente.
El microprocesador 8086 tiene dos modos de operación, que son el modo máximo y el modo mínimo de operación. El modo de funcionamiento máximo se utiliza para el sistema que tiene varios procesadores. El modo de funcionamiento mínimo se utiliza para el sistema que tiene un único procesador. Las características de este microprocesador se explican a continuación.
Procesadores
Funcionamientos De Los Procesadores
El funcionamiento del procesador está determinado por un reloj que sincroniza todos los bloques funcionales y se encarga de que todo marche como debe ser o está programado para ser.
1) El funcionamiento tiene etapas:
2) Leer la instrucción de la memoria
3) Buscar los datos
4) Realizar la operación
5) Pasar a la siguiente instrucción
Un procesador funciona mediante instrucciones, cada una de estas instrucciones es un código binario de una determinada extensión que la CPU es capaz de entender.
Un programa, por tanto, es un conjunto de instrucciones y para ejecutarlo se debe realizar de forma secuencial, esto es, ejecutando en cada paso o período de tiempo una de estas instrucciones. Para ejecutar una instrucción hay varias fases:
Búsqueda de la instrucción: traemos la instrucción desde la memoria al procesador
Decodificación de la instrucción: La instrucción se divide en códigos más simple entendibles por la CPU
Búsqueda de operados: Con la instrucción cargada en la CPU hay que buscar el operador que corresponder
Ejecución de la instrucción: Se realiza la operación lógica o aritmética necesaria
Almacenamiento del resultado: El resultado se almacena en la memoria caché
Cada procesador trabaja con un determinado conjunto de instrucciones, estas han ido evolucionando a la vez que los procesadores. La denominación de x86 o x386 se refiere al conjunto de instrucciones con las que un procesador trabaja.
Tradicionalmente a los procesadores de 32 bits se las ha llamado también x86, esto se debe a que en esta arquitectura han trabajado con este conjunto de instrucciones desde el procesador Intel 80386 que fue el primero en implementar una arquitectura de 32 bits.
Este conjunto de instrucciones es necesario actualizarlo para trabajar más eficientemente y con programas más complejos. A veces vemos que en los requisitos para que un programa se ejecute vienen un conjunto de siglas como SSE, MMX, etc. Estas son el conjunto de instrucciones con las que un microprocesador puede lidiar. Así tenemos:
SSE (Streaming SIMD Extensions): dotaron a las CPU para trabajar con operaciones en coma flotante.
SSE2, SSE3, SSE4, SSE5, etc: distintas actualizaciones de este conjunto de instrucciones.
Incompatibilidad entre procesadores
Todos recordamos cunado un sistema operativo de Apple o se podía ejecutar en un PC con Windows o Linux. Esto es debido al tipo de instrucciones de los distintos procesadores. Apple usada procesadores PowerPC, que trabajaban con unas instrucciones distintas a Intel y AMD. De esta forma existen varios diseños de instrucciones:
CISC (Complex Instruction Set Computer): es la que utilizan Intel y AMD, se trata de utilizar un conjunto de pocas instrucciones, pero complejas. Tienen mayor consumo de recursos, al ser instrucciones más completas que necesitan varios ciclos de reloj.
RISC (Reduced Instruction Set Computer): es la que utilizaban Apple, Motorola, IBM y PowerPC, estos son procesadores más eficientes al contar con más instrucciones, pero de menor complejidad.
Actualmente ambos sistemas operativos son compatibles porque Intel y AMD implementan una combinación de arquitecturas en sus procesadores.
Buena información
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