Características del procesador de computadora

Estas son las características importantes de los procesadores:

La principal característica definitoria de un procesador es su marca AMD o Intel y su modelo. Aunque los modelos de la competencia de las dos empresas tienen características y rendimiento similares, no puede instalar un procesador AMD en una placa base compatible con Intel o viceversa.

Otra característica definitoria de un procesador es el zócalo para el que está diseñado. Si está reemplazando el procesador en una placa base Socket 478, por ejemplo, debe elegir un procesador de reemplazo que esté diseñado para adaptarse a ese socket. Tabla 5-1 describe problemas de actualización por socket del procesador.

Tabla 5-1: Capacidad de actualización por tipo de socket de procesador

La velocidad de reloj de un procesador, que se especifica en megahercios (MHz) o gigahercios (GHz), determina su rendimiento, pero las velocidades de reloj no tienen sentido en las líneas de procesadores. Por ejemplo, un Pentium 4 con núcleo Prescott de 3,2 GHz es aproximadamente un 6,7% más rápido que un Pentium 4 con núcleo Prescott de 3,0 GHz, como sugerirían las velocidades de reloj relativas. Sin embargo, un procesador Celeron de 3.0 GHz es más lento que un Pentium 4 de 2.8 GHz, principalmente porque el Celeron tiene una caché L2 más pequeña y usa una velocidad de bus de host más lenta. De manera similar, cuando se introdujo el Pentium 4 a 1.3 GHz, su rendimiento era en realidad menor que el del procesador Pentium III de 1 GHz que estaba destinado a reemplazar. Eso fue cierto porque la arquitectura Pentium 4 es menos eficiente reloj por reloj que la arquitectura Pentium III anterior.

La velocidad del reloj es inútil para comparar procesadores AMD e Intel. Los procesadores AMD funcionan a velocidades de reloj mucho más bajas que los procesadores Intel, pero hacen aproximadamente un 50% más de trabajo por tic-tac de reloj. En términos generales, un AMD Athlon 64 que se ejecuta a 2.0 GHz tiene aproximadamente el mismo rendimiento general que un Intel Pentium 4 que se ejecuta a 3.0 GHz.

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El velocidad del bus de host , también llamado el velocidad del bus frontal, velocidad FSB , o simplemente FSB , especifica la tasa de transferencia de datos entre el procesador y el chipset. Una velocidad de bus de host más rápida contribuye a un mayor rendimiento del procesador, incluso para procesadores que se ejecutan a la misma velocidad de reloj. AMD e Intel implementan la ruta entre la memoria y la caché de manera diferente, pero esencialmente FSB es un número que refleja la cantidad máxima posible de transferencias de bloques de datos por segundo. Dada una frecuencia de reloj de bus de host real de 100 MHz, si los datos se pueden transferir cuatro veces por ciclo de reloj (por lo tanto, 'bombeo cuádruple'), la velocidad FSB efectiva es de 400 MHz.

Por ejemplo, Intel ha producido procesadores Pentium 4 que utilizan velocidades de bus de host de 400, 533, 800 o 1066 MHz. Un Pentium 4 de 2.8 GHz con una velocidad de bus de host de 800 MHz es marginalmente más rápido que un Pentium 4 / 2.8 con una velocidad de bus de host de 533 MHz, que a su vez es marginalmente más rápido que un Pentium 4 / 2.8 con un host de 400 MHz. velocidad del autobús. Una medida que usa Intel para diferenciar sus procesadores Celeron de menor precio es una velocidad de bus de host reducida en relación con los modelos Pentium 4 actuales. Los modelos Celeron utilizan velocidades de bus de host de 400 MHz y 533 MHz.

Todos los procesadores AMD Socket 754 y Socket 939 utilizan una velocidad de bus de host de 800 MHz. (En realidad, como Intel, AMD ejecuta el bus de host a 200 MHz, pero lo bombea cuádruple a 800 MHz efectivos). Los procesadores Sempron de socket A utilizan un bus de host de 166 MHz, con doble bombeo a una velocidad de bus de host efectiva de 333 MHz .

Los procesadores utilizan dos tipos de memoria caché para mejorar el rendimiento al almacenar en búfer las transferencias entre el procesador y la memoria principal relativamente lenta. La talla de Caché de capa 1 (caché L1 , también llamado Caché de nivel 1 ), es una característica de la arquitectura del procesador que no se puede cambiar sin rediseñar el procesador. Caché de capa 2 (caché de nivel 2 o caché de L2 ), sin embargo, es externo al núcleo del procesador, lo que significa que los fabricantes de procesadores pueden producir el mismo procesador con diferentes tamaños de caché L2. Por ejemplo, varios modelos de procesadores Pentium 4 están disponibles con 512 KB, 1 MB o 2 MB de caché L2, y varios modelos AMD Sempron están disponibles con 128 KB, 256 KB o 512 KB de caché L2.

Para algunas aplicaciones, particularmente aquellas que operan en conjuntos de datos pequeños, una caché L2 más grande aumenta notablemente el rendimiento del procesador, particularmente para los modelos Intel. (Los procesadores AMD tienen un controlador de memoria incorporado, que hasta cierto punto enmascara los beneficios de una caché L2 más grande). Para las aplicaciones que operan en conjuntos de datos grandes, una caché L2 más grande proporciona solo un beneficio marginal.

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Tamaño del proceso , también llamado tamaño fabuloso (ricación) , se especifica en nanómetros (nm) y define el tamaño de los elementos individuales más pequeños en una matriz de procesador. AMD e Intel intentan continuamente reducir el tamaño del proceso (llamado morir encoger ) para obtener más procesadores de cada oblea de silicio, reduciendo así sus costos de producción de cada procesador. Pentium II y los primeros procesadores Athlon usaban un proceso de 350 o 250 nm. Pentium III y algunos procesadores Athlon utilizaron un proceso de 180 nm. Los procesadores AMD e Intel recientes utilizan un proceso de 130 o 90 nm, y los próximos procesadores utilizarán un proceso de 65 nm.

El tamaño del proceso es importante porque, en igualdad de condiciones, un procesador que usa un tamaño de proceso más pequeño puede funcionar más rápido, usar un voltaje más bajo, consumir menos energía y producir menos calor. Los procesadores disponibles en un momento dado suelen utilizar diferentes tamaños de fábrica. Por ejemplo, en un momento Intel vendió procesadores Pentium 4 que usaban los tamaños de proceso de 180, 130 y 90 nm, y AMD ha vendido simultáneamente procesadores Athlon que usaban los tamaños fab de 250, 180 y 130 nm. Cuando elija un procesador de actualización, dé preferencia a un procesador con un tamaño de fábrica más pequeño.

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Los diferentes modelos de procesador admiten diferentes conjuntos de funciones, algunas de las cuales pueden ser importantes para usted y otras que no le preocupan. Aquí hay cinco características potencialmente importantes que están disponibles con algunos procesadores actuales, pero no con todos. Todas estas funciones son compatibles con versiones recientes de Windows y Linux:

SSE3 (Extensiones de transmisión de datos múltiples de instrucción única (SIMD) 3) , desarrollado por Intel y ahora disponible en la mayoría de los procesadores Intel y algunos procesadores AMD, es un conjunto de instrucciones extendido diseñado para acelerar el procesamiento de ciertos tipos de datos que se encuentran comúnmente en el procesamiento de video y otras aplicaciones multimedia. Una aplicación compatible con SSE3 puede ejecutarse entre un 10% o un 15% y un 100% más rápido en un procesador que también admite SSE3 que en uno que no lo admite.

Hasta hace poco, todos los procesadores de PC funcionaban con rutas de datos internas de 32 bits. En 2004, AMD introdujo Soporte de 64 bits con sus procesadores Athlon 64. Oficialmente, AMD llama a esta función x86-64 , pero la mayoría de la gente lo llama AMD64 . Fundamentalmente, los procesadores AMD64 son compatibles con versiones anteriores del software de 32 bits y ejecutan ese software de manera tan eficiente como lo hacen con el software de 64 bits. Intel, que había estado defendiendo su propia arquitectura de 64 bits, que solo tenía una compatibilidad limitada de 32 bits, se vio obligado a presentar su propia versión de x86-64, a la que llama EM64T (tecnología de memoria extendida de 64 bits) . Por ahora, la compatibilidad con 64 bits no es importante para la mayoría de las personas. Microsoft ofrece una versión de 64 bits de Windows XP, y la mayoría de las distribuciones de Linux admiten procesadores de 64 bits, pero hasta que las aplicaciones de 64 bits se vuelvan más comunes, la ejecución de un procesador de 64 bits en una computadora de escritorio tiene pocos beneficios en el mundo real. Eso puede cambiar cuando Microsoft (finalmente) lance Windows Vista, que aprovechará el soporte de 64 bits y es probable que genere muchas aplicaciones de 64 bits.

Con el Athlon 64, AMD presentó el NX (sin eXecute) tecnología, e Intel pronto siguió con su XDB (bit de desactivación eXecute) tecnología. NX y XDB tienen el mismo propósito, permitiendo que el procesador determine qué rangos de direcciones de memoria son ejecutables y cuáles no. Si el código, como un exploit por sobreejecución del búfer, intenta ejecutarse en un espacio de memoria no ejecutable, el procesador devuelve un error al sistema operativo. NX y XDB tienen un gran potencial para reducir el daño causado por virus, gusanos, troyanos y exploits similares, pero requieren un sistema operativo que admita la ejecución protegida, como Windows XP con Service Pack 2.

AMD e Intel ofrecen tecnología de reducción de energía en algunos de sus modelos de procesadores. En ambos casos, la tecnología utilizada en los procesadores móviles se ha migrado a los procesadores de escritorio, cuyo consumo de energía y producción de calor se ha vuelto problemático. Esencialmente, estas tecnologías funcionan reduciendo la velocidad del procesador (y por lo tanto el consumo de energía y la producción de calor) cuando el procesador está inactivo o con poca carga. Intel se refiere a su tecnología de reducción de energía como EIST (tecnología Intel Speedstep mejorada) . La versión de AMD se llama Cool'n'Quiet . Cualquiera puede hacer reducciones menores pero útiles en el consumo de energía, la producción de calor y el nivel de ruido del sistema.

En 2005, AMD e Intel estaban alcanzando los límites prácticos de lo que era posible con un solo núcleo de procesador. La solución obvia fue poner dos núcleos de procesador en un paquete de procesador. Una vez más, AMD abrió el camino con su elegante Athlon 64 X2 procesadores de la serie, que cuentan con dos núcleos Athlon 64 estrechamente integrados en un chip. Una vez más, obligado a ponerse al día, Intel apretó los dientes y ensambló un procesador de doble núcleo al que llama Pentium D . La solución diseñada por AMD tiene varios beneficios, incluido un alto rendimiento y compatibilidad con casi cualquier placa base Socket 939 más antigua. La descuidada solución de Intel, que básicamente consistía en pegar dos núcleos Pentium 4 en un chip sin integrarlos, resultó en dos compromisos. Primero, los procesadores Intel de doble núcleo no son compatibles con las placas base anteriores, por lo que requieren un nuevo chipset y una nueva serie de placas base. En segundo lugar, debido a que Intel más o menos simplemente pegó dos de sus núcleos existentes en un paquete de procesador, el consumo de energía y la producción de calor son extremadamente altos, lo que significa que Intel tuvo que reducir la velocidad de reloj de los procesadores Pentium D en relación con el Pentium de un solo núcleo más rápido. 4 modelos.

Dicho todo esto, el Athlon 64 X2 no es de ninguna manera un ganador indiscutible, porque Intel fue lo suficientemente inteligente como para ponerle un precio atractivo al Pentium D. Los procesadores Athlon X2 menos costosos se venden por más del doble que los procesadores Pentium D menos costosos. Aunque indudablemente los precios caerán, no esperamos que el diferencial de precios cambie mucho. Intel tiene capacidad de producción de sobra, mientras que AMD tiene una capacidad bastante limitada para fabricar procesadores, por lo que es probable que los procesadores AMD de doble núcleo tengan un precio superior en el futuro previsible. Desafortunadamente, eso significa que los procesadores de doble núcleo no son una opción de actualización razonable para la mayoría de las personas. Los procesadores Intel de doble núcleo tienen un precio razonable pero requieren un reemplazo de la placa base. Los procesadores AMD de doble núcleo pueden utilizar una placa base Socket 939 existente, pero los propios procesadores son demasiado caros para ser candidatos viables para la mayoría de los mejoradores.

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El núcleo del procesador define la arquitectura básica del procesador. Un procesador vendido con un nombre en particular puede utilizar cualquiera de varios núcleos. Por ejemplo, los primeros procesadores Intel Pentium 4 utilizaron el Núcleo de Willamette . Las variantes posteriores de Pentium 4 han utilizado el Núcleo Northwood, núcleo Prescott, núcleo Gallatin, núcleo Prestonia , y Núcleo Prescott 2M . Del mismo modo, se han producido varios modelos Athlon 64 utilizando el Núcleo Clawhammer, Núcleo Sledgehammer, Núcleo Newcastle, Núcleo Winchester, Núcleo Venecia, Núcleo San Diego, Núcleo Manchester , y Núcleo de Toledo .

El uso de un nombre de núcleo es una forma abreviada conveniente de especificar brevemente numerosas características del procesador. Por ejemplo, el núcleo Clawhammer utiliza el proceso de 130 nm, una caché L2 de 1.024 KB y admite las funciones NX y X86-64, pero no SSE3 ni la operación de doble núcleo. Por el contrario, el núcleo de Manchester utiliza el proceso de 90 nm, una caché L2 de 512 KB y admite las funciones SSE3, X86-64, NX y de doble núcleo.

Puede pensar que el nombre del núcleo del procesador es similar a un número de versión principal de un programa de software. Así como las empresas de software lanzan con frecuencia actualizaciones menores sin cambiar el número de versión principal, AMD e Intel frecuentemente realizan actualizaciones menores en sus núcleos sin cambiar el nombre del núcleo. Estos cambios menores se llaman pasos de núcleo . Es importante comprender los conceptos básicos de los nombres de los núcleos, porque el núcleo que utiliza un procesador puede determinar su compatibilidad con versiones anteriores de la placa base. Los pasos suelen ser menos importantes, aunque también vale la pena prestarles atención. Por ejemplo, un núcleo particular puede estar disponible en versiones B2 y C0. El paso posterior de C0 puede tener correcciones de errores, funcionar más fresco o proporcionar otros beneficios en relación con el paso anterior. El paso del núcleo también es fundamental si instala un segundo procesador en una placa base de doble procesador. (Es decir, una placa base con dos zócalos de procesador, a diferencia de un procesador de doble núcleo en una placa base de un solo zócalo). Nunca, nunca mezcle núcleos o pasos en una placa base de doble procesador de esa manera es una locura (o tal vez simplemente un desastre).

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