Bases del funcionamiento
Qué es un procesador

Muchos de nosotros sabemos que el procesador es un aspecto fundamental de la PC, a tal punto que a menudo la caracterizamos sobre la base de sus características. Pero… ¿realmente sabemos qué significa cada una de sus características principales? Aquí veremos un breve repaso de cada una de ellas.El microprocesador de la PC se puede definir, a grandes rasgos, como el elemento en el que se basa la computadora para realizar todas sus operaciones. Si bien es cierto que (como veremos más adelante) hoy en día el microprocesador no es el único punto de la PC en el cual se realiza procesamiento de información, también es verdad que no hay nada que la PC haga sin intervención del microprocesador, al menos, en una mínima proporción.

Funciones principales

La función básica del procesador es recibir instrucciones, tomar los datos necesarios, ejecutar las operaciones correspondientes a las instrucciones recibidas y, finalmente, devolver los resultados. En la PC, tanto los datos como las instrucciones son recibidos mediante el bus de datos del procesador; a su vez, los resultados también son enviados a través de él. El medio físico del cual el procesador toma y guarda la información procesada es la memoria RAM. Si bien es cierto que el sistema operativo y los programas están almacenados en el disco duro, siempre la información debe ser cargada en memoria RAM para que el procesador la reciba por su bus de datos. Dicho en otras palabras, la RAM sería el intermediario entre el procesador y el disco duro.

Ahora bien, ¿qué clase de instrucciones ejecuta el procesador? ¿Qué diferencia hay entre una instrucción y un dato? Para comprenderlo podemos poner un ejemplo muy sencillo: supongamos que debemos realizar una suma. Entonces, le enviamos al procesador la instrucción suma seguida de la ubicación en memoria de los sumandos. El procesador procederá a buscar en memoria el contenido de ambas ubicaciones, para lo cual enviará la orden de lectura correspondiente hacia el controlador de memoria (un dispositivo que físicamente hace de intermediario entre el procesador y los módulos de memoria RAM). Luego de recibir los sumandos (que son los datos), el procesador los almacena en registros internos y procede a realizar la suma, guardando el resultado en otro de sus registros internos (a veces, uno de los utilizados para guardar los sumandos). Finalmente, el procesador coloca la información en su bus de datos y le ordena al controlador de memoria que guarde la información en una determinada ubicación de la memoria RAM.

Tras ejecutar una operación, el procesador no se queda sin hacer nada, sino que busca la siguiente instrucción por ejecutar (digamos que tiene internamente una “lista de tareas” que le indica las cosas que debe hacer y de dónde tomarlas) y repite el procedimiento anteriormente comentado. Así, por ejemplo, la instrucción que sigue le indica que debe pedirle al controlador del disco duro que guarde el resultado de la suma en algún archivo, o bien puede decirle a la tarjeta de video que represente el resultado en pantalla. Aprovechando el ejemplo, podemos decir que es función del microprocesador controlar (a veces, indirectamente) los diversos dispositivos en los que consiste la PC. Es difícil hacer una analogía con las personas, ya que sería una especie de jefe que, además de controlar y delegar, trabaja por sí solo (¡y sabe lo que hace!).

Componentes de un procesador moderno

Lo que hemos descrito en los párrafos anteriores es el funcionamiento de un microprocesador elemental. Hoy en día, sin embargo, los procesadores disponen de muchos más componentes integrados en su encapsulado. A continuación veremos una lista de los más importantes:Unidades de ejecuciónEl centro del procesador elemental está basado en lo que se llama “unidad aritmético-lógica” (ALU) o “unidad de ejecución”. Allí es donde se realiza la suma anteriormente mencionada. Desde hace muchos años, los procesadores no tienen sólo una ALU, sino varias que operan en forma paralela. Además, cuentan con unidades de ejecución específicas para determinadas operaciones; ése es el caso de las unidades de punto flotante (FPU) y de las unidades de procesamiento SIMD (tema del cual nos ocuparemos en las próximas páginas).

De la cantidad y la velocidad de procesamiento de unidades de ejecución depende fuertemente el poder de un microprocesador, en especial, en aquellas aplicaciones en las cuales el cálculo matemático es intenso (como es el caso de software científico o de modelación 3D).Memoria cachéHemos comentado que el procesador trabaja fundamentalmente con la memoria RAM. El problema es que, cuando un procesador actual es capaz de operar a frecuencias del orden de los 3 GHz y con varias unidades de ejecución trabajando en paralelo, los módulos de memoria de las computadoras convencionales no superan los 667 MHz. Además, la lejanía que hay entre los chips de memoria y el núcleo del procesador hace que se introduzca un tiempo de espera (latencia) entre que se solicita la información y se la recibe. Por tanto, si el procesador dependiera exclusivamente de la memoria RAM de 667 MHz, prácticamente su rendimiento se vería muy limitado por ella.

Y este problema no es algo actual: ya desde la época de los procesadores 386 se introdujo un nivel intermedio de RAM, mucho más rápido pero de reducido tamaño, llamado caché. La ventaja de este sistema con memoria caché es que, usado convenientemente, permite que el procesador disponga de la información con la que va a operar de una manera mucho más rápida.

Por ejemplo, volviendo al caso de la suma, si una futura instrucción necesitara el resultado de la suma, podría ejecutarse mucho más rápidamente, ya que el procesador podría tomar el dato directamente desde la caché.Por supuesto, el tamaño de la caché es limitado, de modo que la información contenida en ella es totalmente modificada en cuestión de microsegundos. Los sistemas actuales cuentan con hasta tres niveles de caché, ordenados por su cercanía con el procesador: L1, L2 y L3.

Los niveles centrales son de muy pequeño tamaño (de 128 KB o menos) pero mucho más rápidos (y, por consiguiente, más caros de fabricar) que los exteriores. Las caché L2 y L3, por su parte, suelen ser de entre 1 MB y 12 MB en el mejor de los casos.En sistemas modernos, todos los niveles de caché están integrados en el encapsulado del procesador.

Interconexión con el sistema

De alguna manera, el procesador debe comunicarse con el resto del equipo. Muchos de los cientos de pines (“patitas”) que tienen los procesadores actuales están dedicados a lo que se llama bus frontal o Front Side Bus (FSB), enlace que emplea el microprocesador para acceder a los datos en la memoria RAM y el resto de los dispositivos del motherboard. En verdad, existen dos esquemas distintos de interconexión: el clásico, en el cual el procesador se comunica mediante el FSB hacia un chip denominado Northbridge, que contiene el controlador de memoria y las conexiones hacia diversos dispositivos (como la tarjeta de video, discos duros, etc.); y el esquema partido, introducido por AMD en sus primeros Athlon 64 y ahora adoptado por Intel en sus nuevos Core i7. En este otro esquema, el procesador tiene, por un lado, el bus de memoria (que sería lo que más se asemeja al FSB del esquema clásico) y un enlace serie hacia el Northbridge. La razón de tener estas conexiones separadas es que el procesador integra el controlador de memoria en su propio encapsulado. Luego discutiremos las ventajas y las desventajas de incluir un controlador de memoria en el mismo procesador.

Características principales

Por último, vamos a mencionar brevemente cuáles son las características por las que se suelen clasificar los procesadores, basándonos en la teoría de funcionamiento explicada con anterioridad.
* Frecuencia de trabajo: es la característica más clásica de los microprocesadores. Medida en hertz (Hz), indica la cantidad de ciclos que se realizan en un segundo. En otras palabras, es la velocidad con la que trabajan las diversas etapas de ejecución dentro del procesador.

* Cantidad de caché y niveles: una característica que diferencia varios modelos de un mismo fabricante es la memoria caché. Normalmente, todos los procesadores de una misma especie tienen la misma cantidad de caché de primer nivel (L1), y se diferencian por la cantidad de L2 y/o L3. Además, los procesadores económicos, como el Celeron o el Sempron, se caracterizan por tener menos caché que sus contrapartes de rango medio o alto.

* Frecuencia de FSB: naturalmente, un procesador que tiene un bus frontal más rápido que otro puede acceder a la memoria más rápidamente, de modo que su rendimiento se incrementará más o menos según el sistema de caché utilizado. En el caso de procesadores que usan la interconexión partida, también son caracterizados por la frecuencia y el ancho de banda (cantidad de transferencias que se envían en un segundo) de su enlace con el Northbridge.

* Multiplicador: hemos dicho que el procesador opera a una frecuencia mayor que la memoria RAM y el FSB. Pero esta frecuencia no es totalmente independiente: siempre hay algún factor de multiplicación que permite la sincronización entre todos los dispositivos de la PC. En el caso del procesador, su frecuencia es generada por el producto entre una frecuencia base (normalmente, de 200 a 333 MHz) y un multiplicador. No es un dato muy importante para los usuarios normales, aunque aquellos que gustan de “tocar” su PC suelen preocuparse por este parámetro.

* Cantidad de núcleos: los procesadores actuales pueden tener uno o más núcleos dentro de su encapsulado. Cada núcleo es, básicamente, un procesador como el que describimos anteriormente. En un procesador de múltiples núcleos (multi-core), todos los núcleos suelen compartir algunas características; por ejemplo, la interfaz con el sistema, el controlador de memoria y la memoria caché L3.

 


La actualidad en procesadores
Tecnologías modernas

Ya habiendo realizado una introducción sobre las características fundamentales de los microprocesadores, pasaremos a comentar generalidades del mundo actual, es decir, aquellas tecnologías que incorporan los procesadores modernos y un panorama de lo que nos ofrece el mercado.

Hasta hace unos años, el método más utilizado por los fabricantes de procesadores para avanzar en cuanto a rendimiento fue el incremento de la frecuencia de operación. Así, por ejemplo, Intel llegó en 2004 a rozar los 4 GHz con sus últimos Pentium 4, que habían comenzado cuatro años antes a 1,4 GHz. Sin embargo, se dieron cuenta de que los semiconductores utilizados para fabricar microprocesadores tenían un límite de frecuencia al que podían ser sometidos, por lo que debieron acudir a otras técnicas para evolucionar sus procesadores.

En estas líneas veremos diversas tecnologías que son moneda corriente en los procesadores de los últimos tiempos, todas ellas empleadas fundamentalmente para mejorar el rendimiento sin ser limitados por los elementos físicos que los componen.

Soporte a 64 bits

En 2003, AMD sorprendió a Intel con la presentación del Athlon 64, el primer procesador para PCs de escritorio compatible con la arquitectura x86 y con soporte a instrucciones, direccionamiento de memoria y manejo de números enteros de 64 bits. En su momento fue una gran hazaña, dado que, por entonces, Intel apostaba a una arquitectura “pura” de 64 bits (totalmente distinta de la clásica x86 que soportó 8, 16 y 32 bits) y, finalmente, el gigante azul debió resignarse a adoptar la tecnología de AMD en sus posteriores procesadores. Hoy en día, todos los procesadores soportan 64 bits, bajo el nombre AMD64 o EM64T, según el fabricante.Las escasas excepciones son ciertas notebooks que aún incluyen el procesador Core Duo de Intel (no confundir con Core 2 Duo ni con Pentium Dual Core), el cual es sumamente rápido pero, por alguna razón, no cuenta con esta característica. De todas maneras, no es algo que deba preocupar demasiado, ya que, por cómo está avanzando el mundo del software, parece que aún falta un buen tiempo hasta que el soporte a 64 bits sea requerido (al menos, en lo que respecta a aplicaciones convencionales).

Múltiples núcleos de operación

El boom multi-core es, tal vez, el hecho más significativo en el mundo de los procesadores de PC en la última década. Como ya hemos mencionado, la idea de esta tecnología consiste en integrar más de un procesador en un mismo encapsulado, para, de esa forma, lograr multiplicar la potencia bruta de procesamiento (al menos, en teoría).

Entre sí, los núcleos de un procesador multi-core son casi independientes, dado que comparten ciertos recursos (como la interfaz con el sistema y la memoria RAM). Pero la independencia entre ellos asegura que puedan ejecutar diversas tareas al mismo tiempo y, así, garantizar una multitarea real (en procesadores de un solo núcleo, la multitarea se logra normalmente dividiendo el tiempo del procesador en n tareas y ejecutando un poquito de cada una en unos pocos microsegundos). En los tiempos que corren, la multitarea es muy importante, ya que casi ningún usuario utiliza solamente una aplicación sin nada corriendo de fondo (a excepción del autor de este artículo, quien debe ahorrar energía en su notebook ya que se olvidó su cargador y debe entregar el informe antes de que finalice la carga).

Algo interesante de la tecnología multi-core es que no requiere un motherboard especial (como es el caso de las configuraciones de PC con dos procesadores “reales”). Por ende, cualquier usuario con un humilde motherboard y un procesador de gama baja puede actualizar su equipo a uno de dos, tres o cuatro núcleos de una manera muy sencilla. La desventaja radica en que los recursos compartidos entre los núcleos hacen que un sistema con un procesador de n núcleos no sea tan rápido como un sistema de n procesadores con un solo núcleo.Los primeros procesadores multi-core ingresaron en el mercado en el año 2005 con precios no tan exorbitantes como pensábamos, pero sí mucho más elevados que sus pares de núcleo simple. En la actualidad, se consiguen procesadores de dos núcleos por menos de U$S 100, de modo que en cuestión de meses ya desaparecerán los de núcleo simple. La extensa disponibilidad de procesadores multi-core asegura que el software futuro sea optimizado para aprovechar esta tecnología, algo muy importante para lograr grandes incrementos de performance, aun en aplicaciones simples (como los juegos, que incluso al día de hoy no suelen usar más de dos núcleos con eficiencia).

Controlador de memoria integrado

En las páginas anteriores habíamos comentado que el esquema clásico de interconexión del procesador era mediante un único FSB que conectaba con el Northbridge. La razón por la que este esquema ha mutado a uno dividido es la limitación que representa el acceso a memoria en la performance de los procesadores actuales. Entonces, integrar el controlador de memoria en el procesador permite que los tiempos de espera se reduzcan y, además, que el ancho de banda hacia la memoria dependa exclusivamente del procesador y no se vea influenciado por accesos de otros dispositivos.El controlador de memoria es el componente más complejo del Northbridge (chipset) del motherboard, por lo que al quitárselo, este chip puede ser más pequeño y hasta puede unirse con el Southbridge, chip que se encarga de controlar las unidades de disco, puertos USB y demás periféricos y adaptadores.

A su vez, hace que el procesador sea más complejo de lo que ya era, y llegue a tener cerca de mil pines de conexión.

Se podría decir que una desventaja de este esquema es que el tipo y la velocidad de memoria soportada dependen del procesador, por lo que si nuestro procesador tiene un controlador DDR2, no será posible ponerle DDR3 ni tampoco adquirir un motherboard que soporte ambas tecnologías (para luego actualizar en el futuro).

En la actualidad, tanto AMD como Intel usan este sistema. El primero lo adopta desde la salida del Athlon 64 (utilizando, en su momento, memorias DDR 400), en tanto que el segundo lo comenzó a adoptar en su reciente línea Core i7, donde usa un sistema de memoria de tres canales (192 bits) DDR3, a diferencia del sistema de dos canales convencional (Dual Channel, de 128 bits). La principal razón por la que Intel tardó en adoptar el sistema es que su estrategia se basaba en usar una mayor cantidad de memoria caché en sus chips, lo cual hace que el impacto por los tiempos de espera sea menor.Procesos de manufactura más avanzadosLos avances en los procesos de manufactura de los procesadores son muy importantes, dado que permiten no sólo su miniaturización y menor consumo de energía, sino también una reducción importante en los costos, ya que la cantidad de materia prima será menor y se podrán producir más procesadores en el mismo tiempo.

Generalmente, los fabricantes actualizan su proceso de manufactura una vez que una línea de procesadores ha llegado a cierto nivel de madurez, y a la vez, en el momento en que el proceso de manufactura está lo suficientemente maduro, lanza una nueva arquitectura de procesadores. Esto tiene que ver con que, al principio, la tasa de fallas de la producción es bastante elevada.Actualmente, AMD emplea un proceso de 65 nm, mientras que Intel ya ofrece procesadores con tecnología de 45 nm. Esto quiere decir que los componentes más pequeños de los procesadores son 15.000 a 20.000 veces menores a un milímetro. Por supuesto, cuanto menor sea el número de nanómetros (nm), más avanzado será el proceso de manufactura.

Mejores sistemas de ahorro de energía

Otro punto en el que los procesadores han mejorado bastante en los últimos tiempos es en los sistemas dinámicos de ahorro de energía, Enhanced SpeedStep en el caso de Intel y Cool’n’Quiet para el caso de AMD. Los dos sistemas son similares y consisten en tener sensores de carga de trabajo para adaptar, sobre esa base, parámetros del procesador como la frecuencia, la tensión de alimentación y la cantidad de núcleos encendidos. Estos parámetros son ajustados actualmente en una veintena de subniveles distintos, de modo que la precisión es bastante elevada y no debería significar un problema para el rendimiento final del procesador.Gracias a esta clase de mejoras es que, hoy en día, los procesadores para notebooks son prácticamente los mismos que los que se usan en computadoras de escritorio. Esto no sólo nos facilita la tarea de elegir procesadores para notebooks, sino que también hace que las portátiles puedan ser casi tan poderosas como las PCs de escritorio.


Potencia: un tema cada vez más importante

Como todo dispositivo, el procesador consume una cierta cantidad de energía para funcionar, lo cual se traduce no sólo en un determinado nivel de exigencia hacia el motherboard y la fuente de alimentación, sino también un requerimiento especial de cooler para refrigerarlo.

En inglés, la característica de potencia es denominada Thermal Design Power (TDP) y se mide en watts. Desde hace bastante tiempo, el TDP de los procesadores de PC oscila entre 65 W y 130 W (y hay modelos de bajo consumo de 35 y 45 W), lo cual no representa problema alguno para motherboards y fuentes de alto nivel, pero puede generar inconvenientes en ciertos componentes de gama baja. Normalmente, aquellos procesadores de TDP de hasta 90 W no presentan conflictos, pero hay que tener especial cuidado a la hora de adquirir un motherboard si pretendemos instalar un poderoso procesador de 125 o 130 W.

Qué es el stepping

A menudo se suele hablar del stepping de un procesador, que no es más que la “versión” del procesador. ¿Cómo es esto? Sencillo: con el paso de los meses, los fabricantes van optimizando ciertos aspectos del diseño de un mismo procesador, de modo que, por ejemplo, reduzca el calor generado, la energía consumida o agregue alguna función extra (no tan importante como para justificar un cambio de nombre). Incluso puede ser que solucione algún bug, como fue el caso reciente de los Phenom de AMD (que pasaron de la revisión B2 a B3).


 
¡A cazar mentiras!
Mitos y verdades

Muchas cosas se han dicho (y se siguen diciendo) en cuanto a procesadores, y han quedado como verdaderos mitos urbanos que pocos han podido develar. Aquí nos dedicaremos a comentar algunos de ellos y su respuesta.

En el mundo del hardware, es muy común que los fanatismos y diversas subjetividades nos nublen la vista, a tal punto de no ser capaces de ver la realidad. Por otro lado, también es normal que nos suela confundir la innumerable cantidad de trucos y triquiñuelas del marketing moderno. Para esclarecer el panorama, mencionaremos las principales afirmaciones (algunas falsas, otras no) y nuestro veredicto al respecto.

Un procesador de 3 GHz es más veloz que uno de 2,2 GHz
No necesariamente. Sólo es posible aseverarlo entre procesadores de la misma especie y con todas las demás características exactamente iguales.

Desde hace mucho tiempo, la frecuencia ha dejado de ser el parámetro absoluto para medir la performance de los procesadores, ya que parámetros como la cantidad de unidades de ejecución (y su capacidad de trabajo por cada ciclo de reloj), cantidad de núcleos y de memoria caché son sumamente importantes. Por lo tanto, debemos tomar la frecuencia como simplemente un parámetro más a la hora de evaluar la compra de un procesador.

Un procesador de doble núcleo es el doble de rápido que uno de núcleo simple
En muy pocas ocasiones (casi ninguna) se logra un incremento del 100% al usar un procesador de dos núcleos, o uno de cuatro en lugar de uno de dos. Esto tiene que ver con dos razones fundamentales: la primera es que no todo el software es “paralelizable” (es decir, no siempre es posible dividir equitativamente las tareas entre dos o más procesadores); la segunda es que los núcleos comparten recursos importantes como la interconexión con el sistema, la memoria RAM y (a veces) la memoria caché, por lo que nunca tendrán el poder “bruto” de dos procesadores independientes.


Un procesador de 64 bits es el doble de rápido que uno de 32 bits
Como nos podemos imaginar, la respuesta es negativa. La razón tiene que ver también con el software: no siempre se puede sacar provecho de la aritmética con números de 64 bits (de hecho, la mayoría de las aplicaciones de oficina están completamente cubiertas con registros de 32 bits). Además, una de las aplicaciones que más pueden sacar partido de los 64 bits es la matemática de alta precisión (usada fundamentalmente en aplicaciones científicas), pero en tal caso resulta más conveniente emplear las unidades de punto flotante (80 bits) y de instrucciones SIMD (64 a 128 bits), presentes en todos los procesadores de 32 bits. Los famosos “64 bits” son únicamente para números enteros y movimiento de datos (que también puede hacerse con instrucciones SIMD).

Si actualizamos un procesador de 2 GHz a uno igual pero de 2,2 GHz, obtenemos un 10% de mejora en rendimiento
Es la afirmación más sensata de todas las mencionadas, pero aun así es incorrecta. Sólo obtendremos un 10% de mejora en rendimiento si la aplicación que estamos utilizando es puramente dependiente del procesador (y si nuestro procesador no es superpoderoso).
En la mayoría de los casos, sin embargo, elementos como el disco duro, la memoria RAM y la tarjeta de video suelen ser los que limitan, en mayor o menor medida, el rendimiento final de la PC. Por lo tanto, es de esperar que haya una mejora general de un 5%, o incluso menos.

Los procesadores de una determinada marca no son 100% compatibles con todo el software
Este viejo mito, que parecía estar totalmente extinguido, resurgió últimamente con un bug encontrado en los primeros Phenom de AMD (solucionado en el stepping B3, que es el que está en la calle desde hace tiempo), que de todos modos nada tiene que ver con la compatibilidad con el software.
La verdad es que tanto los procesadores de Intel como los de AMD (y los de VIA) soportan completamente el juego de instrucciones x86 y han sido extensamente probados para soportar de manera transparente todo el software diseñado para PC. Por supuesto, si el software en cuestión usa instrucciones específicas, como las SSE4 o SSE5, no funcionará con procesadores (de ambas compañías) que no las soporten.

 
Qué se encuentra en la calle

Los modelos del mercado

Mucho ha cambiado en los últimos tiempos en lo que respecta al mercado de los procesadores de PC, a tal punto que se han creado nuevas gamas de productos. Lo bueno es que todos estos cambios no han hecho más que beneficiar a los usuarios. Aquí veremos comentarios sobre todas las líneas que nos ofrece el mercado.

Con el advenimiento de los procesadores multi-core, se esperaba que para fines del año 2008 todo el mundo tuviera procesadores de dos núcleos en sus computadoras, mientras que los más pudientes tendrían a su alcance procesadores de ocho núcleos. En su momento, muchos pensamos que era una predicción muy optimista, pero la verdad es que, si bien no se ha cumplido al 100%, podemos decir que el mercado está copado por esta tecnología casi en su totalidad.

En este momento podemos diferenciar los microprocesadores de PC de escritorio en gama “ultra-baja” (de menos de U$S 60), gama baja (entre U$S 60 y U$S 100), gama media (de U$S 100 a U$S 200) y gama alta (más de U$S 200). Si bien es cierto que existen muchas variantes en la gama alta, dada la situación de nuestro mercado no vale la pena hacer clasificaciones muy avanzadas, ya que la gran mayoría de los usuarios estará más que conforme con productos de líneas menos poderosas.Vamos, entonces, a hacer un recorrido por los procesadores que se pueden conseguir en la actualidad, pero aún no los ordenaremos por precio, sino que los analizaremos según fabricante y línea.

Core 2 Duo y Quad: los caballitos de batalla de Intel

Sin lugar a dudas, Core 2 Duo representó una auténtica revolución hace unos años: su aparición mucho nos recordó a la salida del mítico Pentium, en especial, por la contundencia que mostraba técnicamente, sin tener por ello un precio inalcanzable. Al día de hoy, la serie Core 2 es la más importante de la compañía, con precios que arrancan un poco por encima de U$S 100 y llegan a U$S 300. Todos ellos cuentan con una interfaz LGA 775 (la misma que usaban los últimos Pentium 4) con un FSB “clásico” de 800 a 1333 MHz.

El modelo clásico es el Core 2 Duo, de dos núcleos de procesamiento fabricados en 65 nm. Inicialmente, tenía un FSB de 1066 MHz y 2 MB de caché L2, la cual era compartida por sus dos núcleos. En la actualidad se pueden ver procesadores de 45 nm: la serie económica Core 2 Duo E7000, que posee 3 MB de caché L2 y frecuencias de 2,53 GHz a 2,8 GHz; y la serie Core 2 Duo E8000, con FSB de 1333 MHz, 6 MB de caché y frecuencias que van de 2,67 GHz a 3,33 GHz. Vale decir que estos modelos reemplazan a las series E4000 y E6000, respectivamente. En general, conviene evitar los procesadores de estas series antiguas, ya que no suelen conseguirse a precios inferiores.

También existen modelos de cuatro núcleos, Core 2 Quad, que en la actualidad también son de 45 nm y tienen FSB de 1333 MHz, con frecuencias que van desde 2,33 GHz a 3 GHz. Es importante mencionar que existen modelos con 4, 6 y 8 MB de caché L2 (Q8000 y Q9000), que en realidad no están compartidos por todos los núcleos, sino que están divididos por pares, ya que los Core 2 Quad son físicamente dos Core 2 Duo “pegados”. Por ello también es que el consumo de un procesador Core 2 Quad es muy superior al de un Core 2 Duo (promedio de 95 W contra 65 W). La serie más poderosa de esta familia es Core 2 Extreme, cuyos modelos más potentes (QX9650, QX9770 y QX9775) poseen cuatro núcleos, están fabricados en 45 nm, tienen 12 MB de caché L2, frecuencias de 3 a 3,2 GHz y FSB de hasta 1600 MHz. Son auténticos pesos pesados, no sólo en performance, sino también en precio y en potencia disipada (entre 130 W y 150 W).

Pentium y Celeron Dual Core, doble núcleo para el pueblo

Resultaba extraño que Intel hubiera abandonado su marca Pentium de repente. Por eso no tardó en lanzar Pentium Dual Core, la primera serie reducida de los Core 2 con precios que hoy en día oscilan los U$S 100 y se presentan como una interesante opción en la gama baja. El recorte consiste principalmente en que la cantidad de memoria caché L2 ha sido reducida a 1 MB, lo cual impacta bastante en el desempeño del procesador. Estos procesadores, de nomenclatura E2000, tienen la misma interfaz que sus hermanos mayores y un FSB de 800 MHz. Se presentan en frecuencias de entre 1,6 GHz y 2,4 GHz.

Sin embargo, en breve estos procesadores serán reemplazados por los Pentium Dual Core E5200 y E5300, que no sólo están basados en la nueva tecnología de 45 nm, sino que, además, poseen 2 MB de caché L2 y se ofrecen al mismo precio (al menos, en teoría). Con frecuencias de 2,5 y 2,6 GHz, es una gran opción, ya que superan con creces a la competencia (Athlon 64 X2) al mismo precio.En cuanto a los Celeron Dual Core, no se han visto mucho en los comercios, pero consisten en la misma idea, sólo que la caché L2 es de apenas 512 KB. Seguramente, en los próximos meses Intel actualice esta línea con la tecnología de 45 nm y más caché L2. El Celeron que sí se ve en los comercios es el más pequeño de los procesadores basados en Core, la serie Celeron 400. Se trata de procesadores de un solo núcleo, con FSB de 800 MHz, caché L2 de 512 KB y frecuencias de 1,6 a 2,2 GHz. Lo más significativo es su reducido precio, inferior a U$S 60. Son buenas opciones para presupuestos sumamente reducidos.

Core i7, la nueva promesa

Hace muy poco tiempo, Intel presentó su nueva figura, que ya se puede conseguir en algunos comercios. Se trata de un procesador basado en la misma tecnología Core que usaban sus predecesores, pero con importantes cambios que lo hacen más poderoso e incompatible con ellos.

Los Core i7 son procesadores de cuatro núcleos, ahora sí, en un diseño monolítico, que soportan dos threads de ejecución por núcleo en una suerte de Hyper-Threading (tecnología empleada en los Pentium 4), de modo que el sistema operativo detecta ocho procesadores lógicos. Esto, por supuesto, no quiere decir que vaya a ofrecer el rendimiento de un procesador de ocho núcleos, pero si la tecnología es convenientemente soportada por el software, posiblemente se encuentren beneficios interesantes.Por otro lado, estos procesadores usan un nuevo zócalo, el Socket B (LGA 1366).

La razón de este cambio, que requiere un motherboard especial, es que a partir de este procesador Intel ha integrado el controlador de memoria en el procesador. El controlador integrado tiene la particularidad de admitir únicamente memorias DDR3 (a diferencia del que incluye AMD en todos sus procesadores, que es DDR2); además, cuenta con tres canales de memoria independientes, de modo que si se emplean tres módulos de memoria, se puede triplicar el ancho de banda hacia la memoria. La interconexión con el Northbridge es ahora una conexión serie llamada QuickPath.

Los Core i7 cuentan con 256 KB de caché L2 por núcleo y 8 MB de caché L3 compartida (ahora sí) entre todos sus núcleos, y vienen actualmente en versiones de 2,66 GHz, 2,93 GHz y 3,20 GHz (modelos 920, 940 y 965 Extreme Edition). Para darnos una idea de su performance, podemos decir que es alrededor de un 20% más rápido que un Core 2 Quad configurado a la misma frecuencia de operación. Sin embargo, hay que decir que por el momento los precios son prohibitivos: el Core i7 920 cuesta alrededor de U$S 500, y el mismo precio tiene un motherboard que lo soporte, sin mencionar que las memorias DDR3 duplican el precio de las DDR2.

Phenom, la estrella de AMD

En su primer año de vida, la familia Phenom de AMD ha adquirido una enorme cantidad de integrantes. Los Phenom originales (9500 y 9600) fueron presentados como los primeros procesadores de cuatro núcleos de AMD, y aclamados como los primeros procesadores “reales” de cuatro núcleos, ya que, a diferencia de los Core 2 Quad, no se trataba de dos Athlon 64 X2 “pegados”, sino realmente de un diseño monolítico.Phenom es un procesador similar al ya conocido Athlon 64 X2, aunque con una serie de optimizaciones que lo hacen entre un 15% y un 20% más rápido corriendo a la misma frecuencia. Una de ellas es que posee un tercer nivel de caché L3 compartido por todos los núcleos.Como ya hemos mencionado, los primeros Phenom poseían un bug que provocaba cuelgues en raras circunstancias. Este error se pudo solucionar con una actualización del BIOS de los motherboards, aunque la solución llevaba aparejada alrededor de un 10% de disminución de rendimiento. No obstante, en marzo de 2008 AMD lanzó la revisión “B3” (modelos finalizados en 50), que ya tenía este bug arreglado y sin penalidad en rendimiento.

Actualmente, existen dos líneas de Phenom: Phenom X4, de cuatro núcleos, y Phenom X3, de tres. Esta variante es interesante debido a que se ofrece por un precio bastante bajo (menos de U$S 200) y puede tener un muy buen rendimiento en aquellas aplicaciones que aprovechen la tecnología multi-core. Es, principalmente, competencia de los Core 2 Duo E7000, que superan en rendimiento a los Athlon 64 X2.
Actualmente, los Phenom de AMD poseen frecuencias de 1,8 a 2,6 GHz. Como vemos, son valores más bajos que los de Intel, por lo que el azul tiene actualmente camino libre en la gama alta. AMD se enfoca principalmente en la gran porción del mercado que está por debajo de los U$S 300. De hecho, los Phenom X4 más populares (9550 y 9650, de 2,2 y 2,3 GHz, respectivamente) tienen precios del orden de los Core 2 Duo E8000, y bastante más bajos que los Core 2 Quad.

Otro punto interesante es la serie de bajo consumo de sufijo e (tanto en X4 como en X3), que posee un TDP de tan sólo 65 W. Estos procesadores son ideales para los que necesitan un procesador poderoso pero de bajo consumo, por ejemplo, aquellos que tienen una PC Media Center.

Athlon 64 X2, un clásico que aún da pelea

El Athlon 64 X2 es el procesador más maduro de todos los que están en la calle, dado que su tecnología está ampliamente basada en la del Athlon 64 original, presentado hace ya seis años. Eso, por supuesto, no hace que su tecnología haya quedado obsoleta ni mucho menos, ya que, si bien ha sido superado por la arquitectura Core de Intel y evolucionado hacia el moderno Phenom, aún es uno de los procesadores más convenientes para la mayoría de los usuarios, gracias a su buen rendimiento y su bajo costo.

Como su nombre lo indica, el Athlon 64 X2 es un procesador de dos núcleos, que usa el famoso Socket AM2 (compatible con los Phenom, que en realidad soportan una interfaz mejorada llamada Socket AM2+) con un controlador de memoria integrado de doble canal con soporte a memorias DDR2.Se pueden encontrar en una infinidad de versiones distintas, pero las que hay en el mercado actualmente son las basadas en el núcleo Brisbane, de 65 nm, con un TDP de 65 W y frecuencias que van de 1,9 a 3,1 GHz. Existen también versiones de bajo consumo denominadas Athlon X2, con TDP de 45 W y frecuencias de 1,9 a 2,6 GHz. Se las puede identificar con el sufijo e en su nomenclatura (por ejemplo, 4850e). Es de esperar que estas versiones desplacen a las anteriores, ya que su precio es similar. Lo mejor de estos procesadores es el precio, que está en el orden de U$S 100.

Por último, cabe mencionar que existen algunos modelos Athlon X2 que están basados en la tecnología de Phenom: se trata de los Athlon X2 7000. Son procesadores de dos núcleos como los demás, pero cuentan con 2 MB de caché L3, lo cual los hace más potentes que los demás Athlon 64 X2 de la misma frecuencia. Al momento de escribir este artículo se habían presentado los sabores de 2,4 a 2,7 GHz, pero no se sabía nada sobre el precio.

El viejo y querido Sempron

Así como Intel aún ofrece su Celeron de superbajo presupuesto, AMD también sigue con su línea para computadoras económicas. Los Sempron de momento se encuentran únicamente en versiones basadas en Athlon 64, con Socket AM2, de uno y dos núcleos. El primer caso (más común) consta de los modelos Sempron LE-1000, con TDP de 45 W, frecuencias de 1,9 GHz a 2,3 GHz y precios inferiores a U$S 50. Nada mal para un procesador que se desempeña perfectamente para la mayoría de los usuarios hogareños y de oficina.

El Sempron de dos núcleos es denominado Sempron X2, y es básicamente igual a un Athlon 64 X2, sólo que posee una caché L2 reducida de 512 KB a 256 KB, lo cual no debería representar una disminución drástica en el rendimiento. Lo más curioso es que tiene precios también muy bajos, por lo cual es una opción impecable para la gama baja.

Mano a mano: familias de procesadores competidoras

Intel    AMD    Rango de precios (U$S)
Celeron    Sempron    40 - 60
Celeron Dual Core    Sempron X2    50 - 75
Pentium Dual Core    Athlon 64 X2    75 - 150
Core 2 Duo E4000/E7000    Phenom X3    120 - 180
Core 2 Duo E6000/E8000    Phenom X4 (9100e a 9650) 170 - 250
Core 2 Quad/Extreme    Phenom X4 (9750 a 9950)    200 - 350
Core i7    -    500 - 1000

¿Y los procesadores para notebooks?

En la actualidad, la historia de los procesadores de notebooks es bastante similar a la de los de computadoras de escritorio, dado que los modelos de portátiles están basados en las mismas arquitecturas.Los modelos más populares en notebooks son los Celeron y Mobile Sempron (para las computadoras más económicas), Athlon 64 X2 (antes llamado Turion 64 X2) y Pentium Dual Core (para las computadoras de gama media), y en solitario, el Core 2 Duo para las más poderosas. Lo único que varía con respecto a los modelos de escritorio es la nomenclatura de los submodelos, pero las características técnicas y las comparaciones entre marcas son las mismas.

Seleccionando el criterio adecuado
Cómo elegir

Llegamos al final de este informe, donde hemos visto un montón de conceptos y nos hemos mareado con la infinidad de modelos que nos ofrece el mercado. Para refrescar un poco el panorama, hablaremos un poco acerca de cómo elegir un procesador de acuerdo con nuestras necesidades.


Si bien es común que nos atosiguemos con términos técnicos y con recomendaciones muy rebuscadas, la verdad es que al día de hoy la elección de un microprocesador para PC no es algo tan complicado como puede ser, por ejemplo, la compra de una tarjeta de video. Por el contrario, sólo tenemos dos fabricantes, y (salvo algunas excepciones) todos los modelos del mercado están basados en un par de tecnologías y son claramente identificables por su precio. Digamos que lo más sensato es adquirir un procesador basándonos en nuestro presupuesto, pero primero debemos contestarnos una pregunta casi filosófica.

¿Es necesario un procesador poderoso?
En la sección de mitos hemos comentado que el procesador ya no es el elemento más determinante en el rendimiento de la PC, sino que hay muchos otros parámetros que también influyen. Por ende, en aplicaciones como los juegos es más conveniente comprar un procesador de medio pelo y una tarjeta gráfica potente en lugar de elegir el criterio contrario.

Por otra parte, aun los más modestos Sempron y Celeron son más que suficientes para trabajar holgadamente en las aplicaciones cotidianas. Por ello, no son muchos los casos de usuarios que realmente pueden verse beneficiados por procesadores de la serie Phenom y Core 2 Quad, al menos, en comparación con lo que un Athlon 64 X2 o un Pentium Dual Core son capaces de dar.Por ello debemos tener en mente que lo más probable es que nos alcance con un procesador de “medio pelo”, y usemos el resto del dinero en otros componentes fundamentales como la memoria RAM y el disco duro, e incluso periféricos que nos hacen la vida más feliz, como el monitor y el teclado.

Procesadores por menos de U$S 60

Si nuestra intención es gastar menos de U$S 60 en un procesador, podemos conseguir opciones realmente muy buenas e idóneas para todas las aplicaciones básicas. De momento, el modelo más recomendable es el Sempron X2 2100+, de dos núcleos a 1,8 GHz y actualmente imbatible en ese rango de precios. Sin embargo, Intel está amenazando duramente con su Celeron Dual Core, así que habrá que estar atentos.Procesadores de U$S 100Éste es el rango de precios que mejor le sienta a la mayor parte de los usuarios, y está copado por los Pentium Dual Core y los Athlon 64 X2 de gama media. Entre ellos, la performance es muy pareja, aunque la balanza se inclina hacia el lado de AMD. Pero atención, que en cuanto lleguen los Pentium Dual Core E5200 y E5300, serán la mejor opción en este segmento (siempre y cuando nuestros queridos comerciantes los ofrezcan a un precio razonable).

Por cierto, otro criterio de elección pueden ser las opciones de actualización y la disponibilidad de motherboards. Los motherboards de AMD suelen ser más económicos y poseen mejores opciones de video integrado; además, permiten actualizar a los Phenom más económicos. Pero los motherboards de Intel cubren toda la línea Core 2, hasta el Extreme más potente. Así que debemos tratar de prever lo que pensamos hacer en un futuro cercano. Si no planeamos actualizar hasta dentro de dos años, ni pensemos en esto y miremos el presente, ya que para entonces todo habrá cambiado.

Entre U$S 100 y U$S 200

Es aquí donde comienzan a aparecer los Phenom X3 (ideales para los que poseen menos de U$S 150) y los Phenom X4 y Core 2 Duo. Aquellos que apuesten a la tecnología multi-core se verán más tentados por el producto de AMD, aunque los fanáticos de la velocidad y de los juegos preferirán el Core 2 Duo, dado que tienen una frecuencia de operación superior, y en los juegos actualmente pesa más eso que el poder de paralelismo. Por otro lado, quienes se animen al overclocking encontrarán en los procesadores Intel una fuente inagotable de alegría.

Más de U$S 200

Si se desea invertir más de U$S 200, no hay muchas opciones en el mercado: será un Core 2 de cuatro núcleos (ya sea Core 2 Quad o Core 2 Extreme) o bien un Core i7, que a nivel económico no es del todo recomendable, al menos, hasta dentro de unos meses, cuando ellos y sus motherboards y memorias compatibles tengan un precio razonable. Si elegimos un Core 2 Quad, no nos olvidemos de que sea de 45 nm (Q8000, Q9000, QX9000), dado que no sólo es un poco más rápido, sino que también consume menos energía.

Ariel Gentile
genaris@latinhardware.com