Microprocesadores

Antes…

Un solo procesador no podía llevar a cabo varias tareas simultáneamente, solo simulaba llevarlas. La forma de conseguir esta simulación era relativamente sencilla, el procesador en lugar de dedicar toda la atención a un solo proceso lo que hacia era dividir su tiempo en varios de estos. Realizaba parte de uno y pasaba al siguiente rápidamente, volvía a realizar parte del proceso y volvía a pasar a otro, y así daba la impresión de que se trataba de un sistema Multi-Tareas cuando en realidad no lo era.

Para acercarse más al concepto de multitarea se dio el siguiente paso, dividir el procesador en diferentes partes. Así por ejemplo, para entender mejor qué se pretendía, la primera división consistió en dos partes, una de las partes tomaba las instrucciones de la memoria RAM y la otra iba procesándolas. Como es lógico, en lugar de necesitar cuatro ciclos de reloj para dos instrucciones (1º Toma la instrucción A, 2º Procesa la instrucción A, 3º Toma la instrucción B, 4º Procesa la instrucción B) tan solo necesita tres ciclos de reloj (1º Toma la instrucción A, 2º Procesa la instrucción A y toma la B, 3º Procesa la instrucción B).

Esquema simulando multi-tareas

Pentium 4

1º Front-end (Lee la memoria y decodifica las instrucciones) 2º Sección de ejecución u Out-of-order core compuesta de cuatro partes 2-1º Dos ALU, Unidades Lógicas Aritméticas (Operaciones con números enteros y operaciones lógicas) 2-2º Dos unidades de punto flotante (Movimiento de datos y operaciones SIMD) 2-3º Unidad de ejecución para operaciones shift y rotate 2-4º Dos unidades para operaciones con memoria

(Leer y guardar)

Cuando las instrucciones llegan al thread (Parte del procesador encargada de descomponer dichas instrucciones en micro-operaciones) las sitúa en el Execution Trace Caché (Una caché del microprocesador destinada a almacenar dichas micro-operaciones hasta ser requeridas por el procesador), desde donde son enviadas de tres en tres a la parte correspondiente del procesador, pues como vimos cada una tenía una función distinta. Por lo tanto, tendríamos aprovechado al máximo todo nuestro procesador, o eso creeríamos, pero no es así.

Si ninguna de las micro-operaciones son, por ejemplo, del primer tipo, con números enteros u operaciones lógicas, tendríamos dos ALU inactivas. Y esto ocurre con relativa frecuencia. Por lo tanto no obtenemos el mayor rendimiento de nuestro microprocesador.

Hyper-Threading

Es una de las últimas tecnologías que ha incorporado Intel en sus procesadores para conseguir, no una mayor velocidad, sino un mayor rendimiento. Los procesadores con hyper-threading mantienen la misma velocidad que los que no lo tienen, pero notaremos un gran cambio en la velocidad de

ejecución de los programas.

La tecnología Simultaneous Multi-Threading (SMT) consiste en combinar en el Execution Trace Caché las micro-operaciones de dos threads, ejecutando, ahora sí, simultáneamente en un único procesador dos hilos de trabajo diferentes al igual que ocurriría en un sistema multiprocesador, con la intención de poder asignar a cada parte de nuestro procesador una micro-operación y así obtener realmente el mayor rendimiento. La tecnología SMT aplicada a los Xeon y Pentium 4 se llama Hyper-Threading.

Procesador multitarea

Posibles funcionamientos multitarea

ÚLTIMAS TECNOLOGÍAS

INTEL

AMD

IBM

Procesador de doble núcleo de Intel, dos núcleos de procesamiento completos y el rendimiento necesario para ejecutar varias aplicaciones exigentes al mismo tiempo; o bien permite el acceso simultáneo a los recursos multimedia del PC a varias personas

Está optimizado para las aplicaciones de subprocesos múltiples y para la multitarea. Puede ejecutar varias aplicaciones exigentes simultáneamente.

Hasta 4 instrucciones simultáneasReserva caché para reducir la energía: menos tráfico de inf.

Soporta Procesamiento de 64 bits

Ejecución dinámica ampliada Intel®, que permite

proporcionar una mayor cantidad de instrucciones por ciclo de reloj a fin de mejorar el tiempo de ejecución y la eficiencia en el consumo de energía

 Función Intel® para gestión inteligente de la energía, que, por sus características de diseño, incrementa la eficiencia en el consumo de energía y la duración de la batería de su equipo portátil

 Acceso Intel® a memoria inteligente, que mejora el desempeño del sistema mediante la optimización del uso del ancho de banda de datos disponible

Caché Intel® inteligente avanzada, que proporciona un subsistema de caché con un desempeño más elevado y una mayor eficiencia. Viene optimizada para procesadores multi-core y dual-core

 Intel® Advanced Digital Media Boost, que acelera una amplia gama de aplicaciones, tales como video, voz e imagen, procesamiento de fotografías, cifrado, aplicaciones financieras, técnicas y científicas

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