Arquitectura de Computadoras

Informática. Hardware. Procesadores y microprocesadores. Benchmarks. Velocidad de procesamiento

  • Enviado por: Bruce_rmz
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  • País: Argentina Argentina
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Instituto Tecnológico

de Chihuahua II

Arquitectura de Computadoras II

Tema de Exposición:

AMD VS. INTEL

Arquitectura de Computadoras

.

Indice

Breve Historia de AMD

Un año después que se creara la Intel Corp., AMD (Advanced Micro Devices) sale a la luz a manos de Jerry Sanders. Esta nueva empresa pretendía abrirse camino en el creciente mundo del hardware, mediante la reinvención de productos que ya estaban en el mercado.

Jerry unió en su equipo a siete competentes graduados, formando así un grupo heterogéneo e innovador con ideas brillantes y ganas de comerse el mundo.

Poco después ya consiguieron la financiación adecuada para comenzar a manufacturar productos, o más bien, rediseñar los ya existentes para ganar en velocidad y eficiencia; aun no disponían de los fondos necesarios para lanzar productos propios.

"Superioridad paramétrica" fueron las palabras insignia de la empresa en sus comienzos, cuando introdujeron en el mercado una garantía de calidad sin precedente en la industria. Todos los productos eran testados y fabricados bajo un estándar de la época (similar a las actuales ISO's), sin ningún costo añadido a los consumidores.

En el quinto año de la empresa, ya se contaba con 1,500 empleados fabricando más de 200 diferentes productos.

AMD se convirtió en la primera compañía mundial en cuanto a inversiones en investigaciones, recursos y desarrollo. A finales de 1981 ya se había logrado doblar el número de ventas del año anterior, con lo que se preveía un crecimiento casi exponencial.

En los comienzos de la empresa, tuvo que realizar varios acuerdos de adhesión a su competidor Intel, con los cuales colaboraban conjuntamente, utilizaban tecnología común e intercambiaban conocimientos del sector.

Malos momentos

En 1986 se ven venir momentos de cambio en el mundo de las memorias y los mercados de hardware. Los fabricantes japoneses en particular y asiáticos en general impusieron sus bajos precios en el mercado creciente. Por tanto se produjo un estancamiento brutal en las ventas. Al paralizarse las ventas, se demoraban las salidas de productos de las fábricas, se llenaban los almacenes, y la empresa comenzaba a perder sus beneficios. Entonces se piensa en reestructuración.

Este cambio envolvería toda la empresa para competir en nuevos mercados. Esta transformación incluía microprocesadores compatibles con ordenadores IBM, chips para trabajo en red y comunicaciones, dispositivos lógicos programables, memorias de alto rendimiento, etc... Además, ahora se dependía de "Submicron" (Parte de la empresa dedicada a la nanotecnología).

Cuando Intel explotaba sus 386 y 486, a los pocos meses de cada salida al mercado de estos procesadores, AMD producía sus propias versiones de dichos microprocesadores. Al principio tuvo trabas legales, pero fueron superados con decisiones judiciales favorables. Debido a la introducción en el mercado de los AM386 y AM486, AMD logró romper el monopolio que Intel había mantenido por décadas. AMD se afianzaba.

Se recogen los frutos de una carrera

Pero sin duda lo que más éxito y reconocimiento le ha dado a AMD a lo largo de sus tres décadas de historia es la última gama de procesadores, bautizada como K7 o Athlon. Por primera vez en la historia Intel se ve superada por un procesador de la competencia, tanto en precio como en prestaciones. Una nueva tecnología, un bus de transferencia más rápido y un mejor rendimiento ha servido al Athlon para afianzarse entre los consumidores.

Por supuesto, la crítica se ha deshecho en elogios ante este producto, otorgándole más de 150 premios internacionales en diseño, ventas, tecnología, etc...

Esta batalla ganada tras muchos años de esfuerzo ha a un público fiel y conocedor del hardware que gusta de los productos AMD.

Superados los problemas del pasado en cuanto a aritmética de punto flotante y de números enteros, ahora AMD está a la cabeza en cuanto a casi todas las comparativas. Pero curiosamente esto no pasa en número de ventas.

Los contratos millonarios de Intel, su excelente mercadotecnia y un público poco experto hacen que se monten micros Pentium en la mayoría de los ordenadores. Quizá su mercadotecnia es algo que tenga que mejorar AMD para el futuro, debido a que nunca ha destacado en lo que tiene que ver con publicidad ni campañas de márketing, algo muy valorado por el público, como se puede comprobar por este caso con Intel.

Breve Historia de Intel

Corría el año 1968, hacía menos de una década que el primer chip había visto la luz. Eran chips de 32 o 64 transistores (en contra de los actuales, que tienen unos 30 millones integrados). Se veía venir un avance extraordinario en este aspecto tecnológico, y Robert Noyce y su amigo Gordon Moore decidieron fundar la empresa Intel. En sus comienzos tenía 12 trabajadores (todos ellos científicos) estudiando las posibilidades del silicio como material a emplear en electrónica.

Pronto su apuesta aparentemente arriesgada por el silicio surtió sus frutos. La japonesa Busicom les hizo un encargo de sus nuevos procesadores experimentales hechos con silicio. Esa remesa iría dirigida solamente a calculadoras programables, pero los ingenieros de Intel dieron un paso más. Idearon un chip que podía ser utilizado en varios dispositivos sin tener que ser rediseñado. Había nacido el primer microprocesador.

Era 1971, y poco a poco Intel comercializó miles de sus chips que irían montados en máquinas para aeropuertos, restaurantes, salones recreativos, hospitales, fábricas y un amplio etcétera.

Nada podía frenar el avance de la tecnología. Y lo que tenía que venir, llegó por fin en 1982, cuando de mano de IBM y montado sobre arquitectura Intel, apareció el primer PC, el 286. Aquel revolucionario equipo estaba equipado con casi 150.000 transistores, y ofrecía compatibilidad con todo tipo de software de la época.

Por este ordenador, ambas compañías recibieron más de 2.000 premios por todo el mundo, de diseño, innovación, etc.

Cuatro años (1986) más tarde llega su sucesor, el 386, que con 280.000 transistores fue pretendido por varias casas montadoras de hardware. Facilitó la introducción de gran número de ordenadores con este microprocesador por todo el mundo.

Pasaron otros cuatro años más, y el avance tecnológico siguió su curso, con la aparición del procesador Intel 486 con más de un millón de transistores. Con este micro, el ordenador entró definitivamente en los hogares de millones de personas a través de todo el planeta, llenando universidades, despachos, oficinas, y haciendo casi obligatorio para una mediana o grande empresa disponer de un PC.

La gama Pentium

A partir de 1993 se cambia de planteamiento dentro de Intel. Renovarse o morir, era el lema, y se optó por un cambio. Se comienza a desarrollar la línea Pentium, llena de nuevos estándares, y con una capacidad cuatro veces mayor que la del 486.

Esto fue gracias principalmente a una gran inversión en investigación y desarrollo por parte de Intel, y apostando por una innovación tecnológica sin igual en sus competidores, hasta el momento. Dicha tecnología les llevó a progresar en número y calidad de instrucciones, sobre todo con la gama Pentium Pro de tecnología MMX (MultiMedia eXtensions).

A partir de ahí, grandes inversiones en publicidad y marketing les llevaron a éxitos económicos sin precedentes. Prueba de ello es que Intel, con su eslógan "Intel Inside" está según los estudios, en la lista de las 10 marcas más conocidas del mundo.

Intel comienza a dejar su hegemonía

Puede que abandonar la búsqueda de nuevos avances tecnológicos y centrarse en explotar lo que ya tenían, simplemente con publicidad, les haya llevado a estancarse un poco. La compañía ha mejorado su tecnología Pentium, pero no ha innovado mucho en los últimos diez años.

En 1997 sale Pentium II con nueva imagen y cambio de posición dentro de la placa. Tras él, llegó el Xeon, fabricado para uso en sistemas multiprocesador, y el Pentium III. Este último es el que copa las listas de los más vendidos hasta el momento, en velocidades superiores a 800 Mhz.

Comienza a mediados del año pasado una lucha bien diferente entre AMD e Intel, volviendo Intel al camino de la innovación. Ahora la lucha es por llegar a alcanzar velocidades de reloj jamás antes imaginadas. Por eso Intel presenta en su 32 aniversario su Pentium 4, apostando por velocidades en la escala de los Gigahertz. Y en las últimas comparaciones, parece que Intel vuelve a repuntar sobre su competidor.

En la actualidad... técnicamente hablando...

Aunque en la actualidad, ambas compañías se han dedicado a innovar en lo que se refiere a velocidad de procesamiento, extensiones multimedia y las operaciones de punto flotante, estas son las últimas innovaciones que están implementando en sus procesadores más nuevos ambas compañías:

Iniciativas de Tecnología AMD

AMD está implementando en sus procesadores las tecnologías siguientes, además de que promueve ciertas iniciativas tecnológicas mediante los mismos. En su Athlon (disponible) y Athlon XP (disponible)

  • Tecnología AMD x86-64!: Tecnología que permite que procesadores de 64-bit trabajen perfectamente con aplicaciones y sistemas operativos de 32-bit.

  • DDR (Double Data Rate) SDRAM: Es una tecnología de RAM dinámica de gran ancho de banda y de costo razonable para todos los mercados de PC, además de que brinda una migración natural desde la PC133 SDRAM

  • Advanced Communications Riser: Es un estándar abierto de conectividad periféricos de comunicaciones y audio. Con controladores construidos en los chipsets, ACR habilita buen audio multi-canal y conectividad de red de alta velocidad en un solo chipset.

  • Multiprocessor Technology: Arquitectura especial preparada para multiprocesadores

  • HyperTransport! Technology: Es un nuevo enlace punto a punto de alta velocidad y alto desempeño para la interconexión de circuitos integrados sobre una mainboard, y puede ser significativamente más rápida que PCI con el mismo número de pins.

  • AMD PowerNow!! Technology: Tecnología para los sistemas portátiles basados en AMD que incrementa la vida de la batería, proporcionando desempeño en demanda. Opera automáticamente en segundo plano y permite que l procesador disipe menos calor bajo condiciones normales.

  • 3DNow!! Technology: Es la primer innovación a la arquitectura x86 que significativamente mejora los gráficos 3D de punto flotante intensivo y el desempeño multimedia para las PC's compatibles con MS Windows

  • AMD EasyNow!! Technology: Es un diseño de plataforma integrando tecnologías estándar de la industria, productos e infraestructura. EasyNow! Simplifica conectores y remueve hardware extraño, lo que hace a la PC ser fácil de configurar y más simple de usar.

  • QuantiSpeed! Architecture: Permite a los procesadores Athlon XP realizar más trabajo por ciclo de reloj comparado con otros procesadores y alcanzar relativamente mayores frecuencias de operación

Arquitectura de Computadoras

AMD integra estas tecnologías mediante convenios con los líderes de la industria para obtener mayores beneficios

Innovaciones de Intel

Su más nuevo procesador Pentium IV (disponible en 2.53 GHz, 2.40B GHz, 2.26 GHz para un bus de sistema de 533 MHz; y 2.40 GHz, 2.20 GHz, 2A GHz, 2 GHz, 1.90 GHz, 1.80 GHz, 1.70 GHz, 1.60 GHz para un bus de sistema de 400 MHz) se basa en su famosa Intel® NetBurst! Microarchitecture la cual cuenta tiene las siguientes características innovadoras:

  • Hyper-pipelined Technology: Dobla la profundidad los “pipelines” del Pentium III, lo cual incrementa el desempeño, la frecuencia y la escalabilidad del procesador

  • Bus de sistema de 533MHz o 400 MHz: El bus de 533 MHz lleva hasta 4.2 GB de datos por segundo desde y hacia el procesador mediante un esquema de señalización cuádruple sobre un bus con reloj de 133 MHz. El bus de 400 MHz lleva hasta 3.2 GB de datos por segundo desde y hacia el procesador mediante un esquema de señalización cuádruple sobre un bus con reloj de 100 MHz.

  • L1 Execution Trace Cache: Además del caché de 8 KB de datos, P4 incluye un caché para rastreo de ejecución que puede almacenar mas de 12.000 micro-operaciones decodificadas en el orden de ejecución de programa. Incrementa el desempeño, removiendo el decodificador del lazo principal de ejecución y hace más eficiente el uso de espacio de caché.

  • Rapid Execution Engine: Las dos ALU (Unidad Aritmética Lógica) en el P4, trabajan a velocidades de reloj dobles que el resto del procesador. Esto permite que las operaciones básicas (suma, resta, AND, OR, etc.) puedan ejecutarse en un medio ciclo de reloj. (Ej. La REE un P4 de 2.53 GHz corre a 5.1 GHz)

  • L2 Advanced Transfer Cache (512 o 256 KB): Permite llevar muchos más datos a tráves del canal entre el caché L2 y el procesador. Consiste en una interfase de 256-bit que transfiere datos en cada pulso de reloj.

  • Advanced Dinamic Execution: Es un motor que mantiene a las unidades de ejecución ejecutando instrucciones. El P4 puede “ver” 126 instrucciones “al vuelo”, manejar más de 48 cargas y 24 almacenamientos en el “pipeline”. También incluye un algoritmo mejorado de predicción de “ramificaciones”.

  • Enhanced Floating-Point and Multimedia Unit: El P4 expande los registros de punto flotante a 128-bit y agrega un registro adicional para movimiento de dato, el cual incrementa el desempeño en aplicaciones de punto flotante y multimedia.

  • SSE2 (Streaming SIMD Extensions 2): La microarquitectura NetBurst mejora las capacidades de la tecnología MMX y la tecnología SSE agregando 144 instrucciones. Estas reducen el número total de instrucciones requeridas para ejecutar una tarea en particular, lo que aumenta el desempeño total. Aceleran muchos tipos de aplicaciones, incluyendo aplicaciones para procesamiento de video, audio, imágenes y fotos, financieras, de ingeniería y científicas.

  • Data Prefetch Logic: Es una funcionalidad que anticipa los datos requeridos por una aplicación y la precarga en la caché de transferencia avanzada (L2 ATC)

Estas son algunas de las mejoras que Intel incluye en su más nuevo procesador, en comparación con sus procesadores anteriores.

Comparaciones?... sobran.

Existen todo tipo de comparaciones siempre entre los productos, sobre todo procesadores, de AMD e Intel. Los más comunes son los “benchmarks“, que permiten comparar un sistema de computo contra los sistemas más nuevo de la competencia. Sirven para mostrar a los clientes la “superioridad” de los productos.

Pero el problema con las comparaciones que se pueden encontrar de los sistemas, es que nunca dependen únicamente de los procesadores y cabe mencionar que las comparaciones pueden ser alterables con fines comerciales. Así que nos se puede uno guiar únicamente por los benchmarks.

AMD muestra en su página web la siguiente comparativa :

Feature

AMD Athlon! XP

Pentium® 4

QuantiSpeed! Architecture

Yes

No

Operations per clock cycle

9

6

Integer pipelines

3

4

Floating point pipelines

3

2

Full x86 decoders

3

1

L1 cache size

128K

12k µop (Trace Cache) + 8KB (Data Cache)

L2 cache size

256KB
(on-chip)

256KB
(on-chip)

Total on-chip full-speed cache

384KB

64KB + 12k µop

Total effective on-chip full-speed cache

384KB
(exclusive)

256KB - 12k µop
(inclusive)

System bus speed

266MHz

400MHz

3D Enhancement instructions

3DNow!! Professional

SSE2

Cache/prefetch controls

Yes

Yes

Streaming controls

Yes

Yes

DSP/comm extensions

Yes

Yes

En los precios estamos así (Mayo 6 del 2002):

Processor

Price per 1000

Intel Pentium 4/2533A

US$ 637

Intel Pentium 4/2400A

US$ 562

Intel Pentium 4/2200A

US$ 379

Intel Pentium 4/2000A

US$ 289

AMD Athlon XP 2100+

US$ 269

AMD Athlon XP 2000+

US$ 222

AMD Athlon XP 1900+

US$ 159

AMD Athlon XP 1800+

US$ 124

Las gráficas anteriores son algunas de las comparaciones (benchmarks), la primera, la muestra AMD en su sitio web. Las otras tres de la página www.tomshardware.com la cual es bastante confiable. Estas últimas, muestran una nueva ventaja de Intel sobre AMD.

Para el futuro...

AMD

Actualmente las ventas de procesadores para PC están estancándose, ya que el mercado apunta mayoritariamente a la informática portátil y de nueva generación. Pero aún así, pese a que no se aumentará el mercado de forma tan excepcional como hasta el momento, un 5 o 6% de incremento vendrá sin duda, lo que puede ser aprovechado por la empresa.

En cambio, en grupos como Memoria, Comunicaciones y Semiconductores de la empresa se obtendrán ganancias superiores a las del año 2000, ya que se prevé un aumento de las ganancias del orden de 50 o 60 por ciento.

Se necesita tiempo para que AMD tome las riendas del mercado, pero parece que según van las cosas por el momento, que en breve AMD será la empresa líder del mercado en cuanto a microprocesadores se refiere.

Los motivos son muchos: precio, calidad, tecnología... Así que el público, cada vez más inteligente y conocedor de los productos a la venta, optará por decidirse y elegirá lo mejor. Y lo mejor hoy por hoy es AMD. Solo falta por ver si esta trayectoria sigue y por cuánto tiempo podremos disfrutar de una compañía grande con ideas innovadoras propias de una empresa pequeña.

Intel

Debido al empuje creciente de su competidor, AMD, Intel se verá obligada a reforzar su presencia en los mercados, y renovar su prestigio de cara a los consumidores. Otra cuenta pendiente tiene que ver con sus trabajadores (más de 70.000 en más de 40 países por todo el mundo). Sus sueldos son inferiores a los de AMD, por lo que ingenieros han "emigrado" a la competencia.

Sólo si Intel sabe jugar bien sus bases seguirá siendo la empresa líder en el mercado de microprocesadores. Prueba de que las está jugando bien son los contratos que ha firmado para más de una década con grandes multinacionales, entre las que se encuentra la todopoderosa Microsoft. Gracias a este acuerdo, la nueva consola de videojuegos XBox de Microsoft tendrá como procesador un Pentium III a 800 MHz o superior.

Firmas como ésta demuestran lo bien que se manejan los negociadores de Intel en el mercado. Fama, experiencia y una marca conocida son lo que puede salvar a Intel de un cambio en el panorama empresarial. Todo esto, a lo que hemos de añadir una diversificación de productos, inversiones en investigación y amplio conocimiento del mercado actual.

Conclusión

Nuevos procesadores, nuevas tecnologías, velocidades de proceso inimaginables aparecerán en el mercado por parte de ambas marcas. Lo anterior es innegable. Cada nuevo producto y cada comparativa entre ambas compañías equivaldrán a una victoria de alguno los contendientes; la victoria en una batalla de una guerra interminable en la que los únicos ganadores son los consumidores.

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