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miércoles, 21 de noviembre de 2012
lunes, 19 de noviembre de 2012
viernes, 16 de noviembre de 2012
Nuevos procesadores que AMD lanza al mercado
AMD presentó sus
nuevos procesadores para servidor AMD Opteron 6300 Series , basados en la
arquitectura de núcleo de próxima generación “Piledriver”. Los AMD Opteron
entregan un desempeño superior y escalabilidad para plataformas de servidores
virtualizados que son fundamentales para la implementación de cloud privado y
público, sistemas de Big Data y clústeres de alto rendimiento (HPC). Los
procesadores AMD Opteron 6300 Series logran el máximo equilibrio entre
rendimiento, escalabilidad y costos, ayudando a las organizaciones de TI a
reducir su Costo Total de Propiedad (TCO).
Estos procesadores ofrecen un desempeño líder en la
industria en SPECjbb2005, un benchmark de servidor utilizado para evaluar el
rendimiento en Java, con hasta un 24 por ciento más de desempeño que la
generación anterior de procesadores AMD Opteron 6200 Series. Java es un
elemento decisivo del ecosistema de software para los data centers de próxima
generación. El rendimiento por watt es hasta un 40 por ciento más alto que la
generación anterior de soluciones, lo que significa que empresas que usan
sistemas de software robustos de gran escala, podrán disfrutar de un alto
rendimiento, así como también de un bajo TCO. AMD continúa impulsando el
desempeño HPC con los procesadores AMD Opteron 6300 Series, aprovechando las
optimizaciones en compiladores y librerías, y combinándolos con la arquitectura
de núcleo de próxima generación. La empresa de microprocesadores ha entregado
impresionantes resultados en aplicaciones HPC claves, como cargas de trabajo molecular
dinámicas LAMMP y NAMD.
Procesadores AMD ultimas tecnologias
AMD 64
La gran ventaja actualmente de AMD sobre Intel es su chip de
64 bits dedicado a usuarios domésticos, ya que aunque Intel también dispone de
procesadores semejantes están orientados a servidores con el consecuente
aumento de precio.
El bit es la unidad más simple que un procesador puede
manejar, y todo se basa en dicha unidad. Todo carácter y todo valor se
representa en bits, siendo necesario usar muchos bits para representar números
grandes y pocos para representar números pequeños, dependiendo de cada caso.
Normalmente todo va organizado en función a sistemas con número de bits
definido limitando los valores representables.
Un sistema de 32 bits puede representar un número cuyo valor
máximo es 4294967295, lo que teniendo en cuenta que cada bit de la memoria RAM
es reconocido por un número específico para poder ser usado, los bits no
podrían sobrepasar los cuatro millones trescientos mil, que trasladado a
gigabytes representa aproximadamente 4 Gb.
En cambio, este número aumenta drásticamente en el caso actual,
64 bits, pudiendo ser hasta 18446744073709551615. Con lo que conseguimos que la
memoria RAM que soporte sea drásticamente superior.
No por su tamaño hemos de pensar que será el definitivo,
pues igualmente al adoptarse los 32 bits se pensó que se trataba de una cifra
muy lejana, lo cual no ha sido así. Pero si podemos aceptar que por lo menos
durante varios años tendremos de sobra con la memoria RAM permitida por los 64
bits.
Mucha gente no necesita 64 bits, igual que hay gente que usa
ordenadores de hace siete años. Todo debe estar en concordancia con nuestras
necesidades, y un ordenador que haga uso de programas con gran carga en memoria
de datos (grandes bases de datos, modelación y científicos), gestionen muchos
usuarios al mismo tiempo o requieran una alta precisión matemática y
rendimiento en operaciones con coma flotante sí verá mejorada su funcionalidad
con los ya mencionados 64 bits.
Interior de los procesadores basados en el AMD 64
Este aumento de memoria permite muchas cosas, y para poder
entenderlo mejor nos fijaremos en el caso de los juegos. Cuando un programador
quiere crear un juego puede que el espacio en el que el usuario interactúe no
sea de grandes dimensiones, por lo que puede definirlo milímetro a milímetro
con la seguridad de que no le faltarán bits para ello, pero cuando el tamaño
del mapa aumenta, la definición disminuye, pues si se mantuviese la escala
milimétrica el número de bits se dispararía. Esto se solucionaba permitiendo
diferentes vistas, la cercana que limitaba el espacio y aumentaba la calidad, y
la alejada que hacía justo lo contrario, y aun así era necesario usar muchas
veces memoria virtual con la consecuente ralentización del juego. Esto ya no
ocurre, pues como ya vimos en el párrafo anterior con semejante cantidad de
bits es difícil llegar al límite.
Esta ventaja no es tal si no hacemos uso de la capacidad que
nos proporcionan los 64 bits, es decir, si tan solo instalamos 1 Gb de memoria
RAM estaremos en las mismas circunstancias que anteriormente, con la diferencia
de que podremos solucionarlo de una forma muy sencilla, aunque no al alcance de
todos, comprando más memoria RAM.
La otra ventaja, también íntimamente relacionada con la
primera, es la posibilidad de manejar un mayor número de instrucciones, esto se
debe básicamente a lo mismo que permite el uso de un mayor número de gigabits,
la posibilidad de alcanzar un valor mucho más alto.
Por lo tanto, podemos concluir que los procesadores por los
que actualmente más está apostando AMD y que pretende sean el futuro más
próximo de dicha empresa, los basados en la tecnología de 64 bits, no
representan un aumento en la velocidad de procesamiento sino la posibilidad de
manejar memorias mucho más grandes que las permitidas anteriormente.
Esquema interior del AMD 64
No es esta la única ventaja de estos procesadores, pues el
ya conocido HyperTransport les permite eliminar el cuello de botella que podía
crearse en las ranuras PCI.
Esta tecnología no pretende sustituir a las PCI-X o PCI
Express, sino trabajar en concordancia con estas. El propósito del
HyperTransport, que no sólo está destinado a los procesadores y slots PCI, sino
a muchos otros productos como routers, switches, etc., es crear un bus por el
que puedan transmitirse datos con un ancho variable entre 2 y 32 bits (2, 4, 8,
16 y 32).
Su forma de trabajar es bien sencilla de entender, en lugar
de un canal por el que enviar y recibir datos (bidireccional) incorpora dos
unidireccionales, uno para enviar y otro para recibir, lo cual ya representa
una mejora sobre el anterior sistema. Pero además, aunque su ancho de banda es
de 32 bits tan solo soportaba una frecuencia de reloj a 33 Mhz, lo que limita
notablemente la velocidad de transmisión de datos. Esto cambia drásticamente al
ser la frecuencia con el HyperTransport de hasta 800 Mhz, con esto, es decir,
800 Mhz y 32 bits se consiguen hasta 51.2 Gbps (Gigabits por segundo).
Representados en esta gráfica, para ilustrar y facilitar la
visualización del aumento de velocidad respecto, por una parte, del ancho de
banda en bits (superior) y la frecuencia en Mhz (vertical).
Por lo que llegados a este punto nos encontramos con que los
nuevos AMD están preparados tanto con la tecnología de 64 bits como con el
HyperTransport.
Empresas integrantes en el desarrollo de la tecnología
HyperTransport
Por último, antes de comenzar a tratar de lleno los
procesadores en sí, resaltaremos una diferencia importante entre Intel y AMD,
la introducción del nuevo conjunto de instrucciones (son las “palabras”
mediante las cuales los programas se comunican con el hardware).
Hasta ahora, con los 32 bits, se estaban usando las
instrucciones x86, todo el software que se creaba se hacía en base a estas instrucciones,
de forma que el procesador entendiese lo que quería decir el programa. Con los
nuevos 64 bits se introduce un nuevo conjunto de instrucciones, las x86-64, que
en el caso de AMD se llaman AMD64 ISA. Estos procesadores deben estar creados
en función a las AMD64 ISA, pero de ningún modo pueden ser incompatibles con
las x86. En caso de ser así ningún software anterior a los 64 bits, ni sistemas
operativos, ni programas instalados sobre estos serían validos en dichos
procesadores. Por lo que éstos deben ser compatibles con ambos conjuntos.
Vistas superior e inferior del AMD 64
Intel, en su Itanium ha conseguido compatibilidad con los 32
bits, pero de forma limitada, pues o bien iniciamos con el procesador en modo
32 o en modo 64 bits, pero en ningún caso podremos enviar instrucciones de
ambos conjuntos al mismo tiempo, además, la compatibilidad con los 32 bits es
relativa, pues reduce considerablemente la velocidad respecto a un procesador
exclusivo de dicha tecnología.
En cambio, los AMD 64 nos permiten trabajar al mismo tiempo
con los dos conjuntos de operaciones y el paso de instrucciones de 32 a 64 bits
es suficientemente eficaz como para no notar la diferencia respecto de un
procesador anterior que solo usase instrucciones de 32 bits.
Vistas ya las tecnologías en que se basarán los
microprocesadores veremos cada uno de ellos de forma detallada y resaltando
tanto sus ventajas como sus deficiencias. Y comenzaremos con el más básico
dentro de los que veremos, el AMD 64.
Vistas superior e inferior del AMD 64
El AMD 64 fue el primer procesador de AMD con tecnología de
64 bits, y ya soportó el HyperTransport. Pero no es sólo esto el procesador,
por lo que comenzaremos a describirlo parte a parte.
Los conjuntos de operaciones soportados son varios, el x86
como no podría ser de otro modo, las extensiones MMX y 3DNow!, y SEE y SEE2,
además de su propia AMD64 del que ya hablamos anteriormente.
Las cachés que incorpora son dos, la L1 que se divide en dos
subgrupos. Caché L1 de datos (L1 D-Caché), compuesta por 64 Kb, y la Caché L1
de instrucciones (L1 I-Caché) que consta de otros 64 Kb.
Como aclaración, y para aquellos que no tengan gran idea
sobre arquitectura de microprocesadores, la memoria caché L1 es una pequeña
memoria que actúa a modo de RAM, pero que se integra dentro del núcleo del
procesador y trabaja a la misma frecuencia que éste. Como vemos se ha dividido
en dos zonas, una destinada a datos y otra a instrucciones de forma que los
datos no acaparen todo el espacio.
Como segunda caché tiene la L2, el tamaño de esta puede
variar según el modelo que decidamos comprar, sus posibles tamaños son 256 Kb,
512 Kb y 1024 Kb (1 Mb). Esta caché, de mayor tamaño que la L1 es la que le
proporciona los datos e instrucciones a la primera.
Las cachés y el núcleo representan gran parte física del
procesador, pero otra gran parte, la mayor individualmente, y por primera vez
integrada en los procesadores AMD, es el puente norte.
Hasta ahora la memoria RAM, la interfaz HyperTransport y la
interfaz hasta el núcleo procesador habían sido controladas por un chip llamado
puente norte, el conjunto de éste más el puente sur forman el conocido Chipset.
Esquema del funcionamiento de la controladora DDR
En el nuevo AMD 64 dichas funciones pasan a estar integradas
en el microprocesador, constituyendo cerca de un tercio del volumen de éste.
Cabe decir que aún sin estas funciones sigue existiendo el puente norte con las
demás funciones, interfaz sATA y pATA, AGP, etc.
Como hemos visto el HyperTransport está integrado en el
microprocesador, lo que no sabíamos es que su interfaz trabaja a 8 bits en cada
sentido, 16 bits en total, lo que proporciona un ancho de banda de 6.4 Gbps
(3.2 en cada dirección.)
La velocidad a la que trabaje este, que puede ser superior a
los 200 Mhz a los que trabaja actualmente, se determina durante la
configuración del software del sistema, aunque podemos imaginar que no
necesitamos una mayor frecuencia, pues en el caso de poder ser soportada ya habría
sido instalada por AMD.
Por otra parte, y como ya sabemos, el tipo y tamaño de
memoria RAM eran determinados por el puente norte, siendo esto independiente
del procesador. Ahora se invierten los papeles, y si queremos instalar
cualquier memoria RAM hemos de fijarnos en que sea soportada por el mismo
procesador.
En nuestro caso, la memoria podría ser Dual, y sus
velocidades comprendidas entre 200 Mhz y 400 Mhz, con un mínimo de 32 Mb y un
máximo de 4 Gb.
Para aquellos que se atrevan a modificar el multiplicador de
su CPU deben saber que pueden obtener velocidades desde los 800 Mhz a 4x hasta
los 2600 Mhz a 13x.
Por último, y pueden ser cuestiones que nos aparezcan si
deseamos hacer overclocking, o cambiar de ventilador, la temperatura del
microprocesador para poder funcionar debe estar comprendida entre los -55º C
hasta los 85º C.
AMD no ha llevado solamente la tecnología de 64 bits al
ámbito del ordenador personal, sino que con su modelo Opteron ha conseguido
extenderlo a los servidores.
Vistas superior e inferior del AMD Opteron
Se basa en el procesador AMD 64 por lo que muchas
características serán similares, aunque como veremos ofrece ventajas respecto a
este para los servidores.
Con su arquitectura AMD64 permite ejecutar sistemas operativos
y aplicaciones tanto de 32 bits como de 64 bits al mismo tiempo e instrucciones
x86, MMX, 3DNow!, SEE, SEE2 y AMD64.
Su controladora DDR, que como se explicó anteriormente está
integrada en el procesador, permitiendo así incrementar el ancho de banda y la
reducción de la latencia, con el consecuente aumento de rendimiento por parte
del procesador, permite instalar hasta 8 Gb de memoria por cada procesador,
pues como ya veremos no hemos de limitarnos a un único procesador por
ordenador.
El ancho de banda conseguido por esta controladora es de 6.4
gigabits por segundo, instalando, eso sí, memoria PC3200 (a 400 Mhz.)
Igualmente también integra HyperTransport, con lo que
consigue un mayor ancho de banda, además de para los dispositivos de E/S
(Entrada/Salida) y los chipset, como ya sabíamos, para conectar un procesador a
otro. Soporta hasta tres vínculos mediante el HyperTransport, con lo que el
ancho de banda máximo soportado por cada procesador es de 19.2 Gbps (6.4*3).
Además, el consumo producido por el HyperTransport es de tan
solo 1.2 voltios, lo que reduce, en consecuencia, la temperatura.
Otras características también importantes son los 64 bits de
datos y direcciones, que incorporan 48 bits para direcciones virtuales y 40
para direcciones físicas.
Hasta aquí, salvo pequeñas diferencias, podría tomarse como
el AMD 64, y es ahora cuando veremos la gran especialización hacia servidores.
Vistas superior e inferior del AMD Opteron
La posibilidad de instalarse varios procesadores en un mismo
ordenador. Esta no es una característica nueva en el mundo de la informática,
muchos servidores suelen funcionar con, como mínimo, dos procesadores. Pero
dentro de los AMD 64 si es una novedad.
Las posibilidades de instalación son usarlos
individualmente, de dos en dos o de ocho en ocho. Para ello AMD ha dividido los
procesadores en tres ramas, cada una dirigida a una escalabilidad distinta, y
para que el usuario no necesite saber más que el nombre para conocer su
escalabilidad, los ha nombrado de la siguiente forma:
Serie 100 = 1 solo procesador
Serie 200 = 2 procesadores
Serie 800 = 8 procesadores
Hay que aclarar que el que optemos por un Opteron de la
serie 800 no implica que instalemos ocho procesadores, sino que tenemos la
posibilidad de instalarlos, pudiendo funcionar estos perfectamente tanto
individualmente como en conjunción con otros varios procesadores.
Dentro de cada serie, los últimos dos dígitos indican el
rendimiento del procesador (la velocidad en megahercios) respecto de los demás
integrantes de la serie, así obtendríamos como resumen de todo lo anterior una
tabla que simplificará notablemente la compresión:
Todos los datos mostrados en la tabla han sido comentados a
lo largo del tutorial y no deberían representar ningún problema, por lo que
visto el AMD Opteron pasaremos al AMD 64 Mobile.
Se trata de la primera incursión de los 64 bits en el mundo
de los ordenadores portátiles, y para no repetir más veces lo mismo, solo diremos
que es idéntico al AMD 64, con los mismos conjuntos de instrucciones
soportados, misma caché y controladora DDR integrada, y mismo HyperTransport y
64 bits.
Vistas superior e inferior del AMD 64 M
Lo que si recalcamos es su tecnología AMD PowerNow!, cuyo
homólogo, en parte, podría ser el certificado de Intel, Centrino.
El fin de PowerNow! es la reducción del consumo de energía,
pues tratándose de portátiles, es muy importante esta reducción para conseguir
aumentar la autonomía del ordenador.
Las funciones básicas del PowerNow! consisten en
aumentar o disminuir la capacidad del procesador (voltaje y frecuencia de
reloj) dependiendo de los requerimientos del sistema, produciéndose dos
consecuencias directas, la primera es la reducción del consumo y la segunda la
de la temperatura producida por un funcionamiento mejor controlado. Esto
también influye en las revoluciones del ventilador, que al ser controladas por
el sistema, son automáticamente
disminuidas en el caso de no ser necesarias, con la consecuente
reducción del consumo por parte del ventilador.
Nos encontraríamos en tal caso con dos pequeñas reducciones
de consumo que sumadas, y teniendo en cuenta el largo tiempo que se encuentran
funcionando, consiguen aumentar en gran medida el tiempo de funcionamiento del
ordenador con la misma batería y sin necesidad de ser recargada.
Por último, respecto a este procesador, cabe decir que es
compatible con los estándares inalámbricos 802.11a, 802.11b y 802.11g, que
pueden ser integrados en el ordenador.
Tras todo esto podemos concluir que con la implementación de
la tecnología AMD64 en sus procesadores, desde sobremesa hasta servidores, AMD
ha conseguido una mejora en el rendimiento general del sistema que se refleja
en el porcentaje de ventas. Además, favorece la aparición de nuevas tecnologías
como PCI-X que trabajen conjuntamente con el HyperTransport. Muestra de la
importancia de dichos procesadores es la rápida adaptación de multitud de
empresas como multitud de empresas importantes del sector, a la tecnología de
64 bits. No solo ha sido una adaptación rápida, sino muy extendida, lanzando
las grandes casas de placas bases multitud de placas bases exclusivas para
dichos microprocesadores.
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