Guía para comprar un procesador (CPU), no son sólo Mhz lo que cuenta


Procesadores (CPU)

Actualmente existen en el mercado doméstico varios fabricantes de procesadores de arquitectura x86 de 32 Bits (Información de Wikipedia), actualmente arquitectura x86-64 de 64 Bits (Información de Wikipedia), aunque los sistemas operativos actuales (ej: Windows XP, Windows Vista y algunas distribuciones Linux son de 32 Bits):

Actualmente ambos fabricantes (Intel y AMD) ofrecen productos de buena calidad (Via actualmente esta más centrada en procesadores para portátiles y equipos de tamaño ultra reducido de bajo consumo), sin embargo para evaluar el rendimiento de un procesador (CPU: Central Processing Unit, Unidad Central de Proceso/Procesamiento) hay que tener en cuenta:

  • La frecuencia de funcionamiento (Megahercios (MHz), aunque actualmente los procesadores funcionan a varios Gigahercios (GHz)): A igualdad de marca/modelo (Y Arquitectura) uno con más MHz será algo más rápido que otro, por ejemplo un Core 2 Duo E8600 (3,33 GHz x2, FSB1333 y 3.072 KB x2, ronda los 250 €)  tendrá un rendimiento algo mejor que un E8400 (3 GHz x2, FSB1333 y 3.072 KB x2, ronda los 160 €), pero hay que tener en cuenta que los MHz no son la única variable a tener en cuenta (Otra cosa es que compense la diferencia de precio que es otro factor a tener en cuenta) ya que cuando se comparan arquitecturas diferentes (ej: Pentium 4 vs. Core 2 Duo/Quad vs. Athlon64 vs. Phenom/Phenom II) los MHz no son sólo el único indicador de rendimiento, ya que interevienen otros factores como por ejemplo:
    • FSB (Front Side Bus, Bus de la Parte Frontal):  Conecta el procesador (CPU) con el chipset (Northbridge y Southbridge) de placa base (Motherboard o Mainboard), a mayor FSB mayor rendimiento. Actualmente el FSB se está sustituyendo por otros buses más eficientes como:
      • El Hyper Transport (HTT) de AMD, lo comenzaron a implementar los primeros Athlon 64 basados en los Athlon K8.
      • El QuickPath Interconnect (QPI) de los Intel Core i7 y futuros procesadores derivados de ellos (Los Core 2 Duo/Quad utilizan el FSB como medio de comunicación entre el procesador y el Chipset de placa base).
    • Memoria cache: Sirve para almacenar datos, es una memoria de alta velocidad de las más caras que existen el mercado informático y que no puede ampliarse salvo que se cambie el procesador por uno mejor, la memoria cache se divide en varios niveles:
      • L1: Su capacidad suele ser “escasa” entre 64 y 256 KB, esta dividida en dos zonas, una para intrucciones y otra para datos.
      • L2: Tiene mayor tamaño que la L1, no esta dividida se usa para programas, a mayor capacidad mayor rendimiento en principio, aunque también depende de la arquitectura del procesador (Por ejemplo los Pentium 4 podían tener hasta 2 MB L2 por core, mientras que los Athlon64 solían tener entre 512 y 1 MB L2 por core, en el caso de los Athlon x2 (Dual Core) estos tenían mejor rendimiento que los Pentium 4 Dual Core).
      • L3:  Es poco frecuente en procesadores domésticos, aunque los Core i7 y algunos Phenom la implementan, por lo que es de suponer que en futuros procesadores domésticos sea implementada. A mayor capacidad mayor rendimiento en principio, aunque también depende de la arquitectura como he comentado antes con la L2.
      • L4: Se utiliza en procesadores de entornos profesionales (ej: Intel Itanium).
    • Número de núcleos o cores: Actualmente existen en el mercado varios tipos de procesadores que según su número de núcleos físicos pueden clasificarse como:
      • Monocore: Son procesadores de un sólo núcleo, actualmente estan en extinción ya que los Dual Core y Quad Core estan abaratando su coste de fabricación y tienen mejor relacion precio/prestaciones para el usuario medio.
      • Dual Core: Son procesadores con dos núcleos, son una buena opción para multitarea ya que permite ejecutar dos tareas (Procesos o Programas) de forma simultánea, o en el caso de que la aplicación que utilicemos sea capaz de usar ambos núcleos de forma simultánea para aumentar el rendimiento, reduciendo así el tiempo de proceso/ejecución de la aplicación.
      • Tricore: Son procesadores con tres núcleos (Actualmente solo dispone de estos modelos AMD con los Phenom x3), en multitarea pesada o en aplicaciones que usen varios cores de forma simultanea es donde se sacar el mayor partido.
      • Quad Core: Son procesadores con 4 núcleos, sólo son “útiles” si se hace uso de una multitarea intensiva o bien se utilizan aplicaciones que aprovechen todos los núcleos de forma simultánea.
  • Intrucciones: Los procesadores actuales implementan una serie e intrucciones que mejoran su rendimiento en ciertos ámbitos, como por ejemplo:
    • Multimedia:
      • Intel: MMX, SSE,  SSE2, SSE3, SSE4a, SSE 4.1, SSE 4.2.
      • AMD: Enhanced 3DNow!
    • Virtualización de sistemas operativos por hardware (Información de Wikipedia):
      • Intel: Intel V (Intel VT).
      • AMD: AMD-V (AMD Virtualization, también denominada Pacífica).
    • Seguridad en ejecución de datos (Bit NX y Trusted Platform Module (Información de Wikipedia en inglés):
      • Intel:😄 Bit (Bit NX), TXT (Trusted Execution Technology) un módulo TPM para DRM (Digital Rights Management) de Gestión de Derechos Digitales (Información de Wikipedia).
      • AMD: NX-Bit (Bit NX), Presidio (Módulo TPM para DRM)
    • Ahorro energético:
    • Otras:
      • Intel:
        • Intel 64 (antes Intel EMT64): Instrucciones de 64 Bits.
        • Smart Cache (Implementado en los Core i7, información de Intel):
        • Turbo Boost (Implementado en los Core i7): Permite aumentar de forma dínamica la frecuencia del procesador en función del número de procesadores activos.
        • HD Boost (Implementado en los Core i7): Optimiza aplicaciones multimedia.
        • HyperThreading (HT): Implementado en los Core i7 (Y en los últimos Pentium 4 monocore o de un sólo núcleo) permite simular un segundo core lógico por cada core físico, es decir que en un Core i7 que es Quad Core habría 4 cores/núcleos físicos pero 8 cores lógicos (4 cores físicos más 4 cores lógicos), hay que tener en cuenta que la tecnología HT puede mejorar el rendimiento en aplicaciones que aprovechen todos los cores, sin embargo en otras aplicaciones puede que la mejora de rendimiento sea escasa o nula.
      • AMD:
        • AMD64: Instrucciones de 64 Bits.

Según la generación del procesador y la marca/modelo pueden llevar unas instrucciones u otras, por ejemplo las instrucciones de AMD como 3DNow! y variantes sólo las utilizan los AMD (Intel no las implementa), lógicamente los procesadores más actuales implementan mayor número de instrucciones mejorando algo el rendimiento en ciertas aplicaciones.

En función de las caracteristicas del procesador (Principalmente FSB y Memoria Cache) este recibe un nombre comercial, por ejemplo actualmente en:

  • Intel:
    • Los Celeron son la gama baja, utilizan Socket 775.
    • Los Pentium Dual Core (Derivados de los Core 2 Duo) son la gama media-baja (Los Intel Pentium 4 estan en “extinción” ya que tienen peor rendimiento que los Core 2 Duo), utilizan Socket 775.
    • Los Core 2 Duo/Quad son la gama media-alta, utilizan Socket 775.
    • Los Core i3 (Saldrán a la venta próximamente ocupando la gama media y baja, utilizaran el Socket 1156 que es incompatible con el antiguo Socket 775 y con el nuevo Socket 1366 de los Core i7 actuales.
    • Los Core i5 (Saldrán a la venta próximamente y sustituiran de forma progresiva a los Core 2 Duo/Quad actuales) serán la gama media-alta, utilizaran el Socket 1156 que es incompatible con el antiguo Socket 775 y con el nuevo Socket 1366 de los Core i7 actuales.
    • Los Core i7 son la gama alta actual, utilizan Socket 1366 que es diferente al antiguo Socket 775.
    • Los Core i9  (Saldrán a la venta próximamente y sustituiran de forma progresiva a los Core i7 actuales, serán la futura gama media-alta, utilizaran el Socket 1366 que es incompatible con el antiguo Socket 775 y con el futuro Socket 1156 de los próximos Core i3 e i5).
  • AMD (Actualmente tiene varios Socket en el mercado, AM2 (Soporta sólo DDR2) está en extinción, AM2+ (Soporta DDR2 ó DDR3) susitituye al anterior socket, y Socket AM3 (Soporta DDR3) que es más actual):
    • Los Sempron son la gama baja.
    • Los Athlon x2 y Phenom x2 (Los actuales son derivados de los Phenom) son la gama media.
    • Los Phenom x3 (Tricore) y x4 (Quad Core) son la gama media y alta actual.

Otros parametros de los procesadores que no son tan conocidos pero si pueden ser importantes para tenerlos en cuenta son:

  • El Socket o Zócalo del Procesador (Información de Wikipedia): Se puede decir que es el tipo de enganche que tiene el procesador con la placa base, de tal forma que Socket físicamente diferentes no son compatibles entre sí por ejemplo un procesador Intel con Socket 775 no se puede instalar en una placa base de AMD con Socket 939, aunque a veces han existido adaptadores para instalar procesadores del mismo fabricante en Socket diferentes como fue el caso de los adaptadores de Slot1 a Socket370 de los Pentium III. Por lo tanto el Socket determina la posibilidades de ampliación/actualización del equipo, por ejemplo si tenemos un procesador actual como los Pentium 4 en Socket 775 es posible que podamos actualizar el procesador a un Core 2 Duo al menos con FSB800 (Los últimos funcionan con FSB1066 y FSB1333), aunque esto depende en gran parte del soporte (Revisiones de BIOS) que el fabricante haya dado a nuestra placa base.
  • Stepping: Se puede decir que es la revisión del procesador, es decir que un procesador llamandose “igual” puede tener revisiones diferentes, por ejemplo los Core 2 Quad Q6600 G0 generalmente eran mejores que los Q6600 B3, estos últimos eran procesadores anteriores, aunque ambos modelos (Q6600 G0 y B3) tenían las mismas prestaciones (Mhz, FSB, Cache,…)
  • Proceso de fabricación: Actualmente se miden en nanómetros (nm), a menor tamaño en principio mayores prestaciones (Menor consumo, Menor calentamiento, Mayor memoria cache,…), por ejemplo actualmente los procesadores son de 65 ó 45 nm según la marca/modelo, y el próximo “salto” serían los 32 nm.
  • TPD (Thermal Design Power o Thermal Design Point): Especifíca la máxima cantidad de calor que debe disipar el sistema de refrigeración del procesador (Información de Wikipedia), por ejemplo:
    • Intel Pentium 4 de 3 GHz FSB800 con 1 MB L2 core “Prescott” de 90 nm, tiene un TPD de unos 101,4 watios utilizando el Socket 478 (Los modelos con Socket 775 tenían un TPD similar), lo cual es bastante e implica la utilización de sistemas de refrigeración adecuados.
    • Intel Core 2 Duo E7500 (2,93 GHz x2, FSB1066 y 1,5 MB L2 x2) core “Wolfdale” de 45 nm, tiene un TDP medio de 65w en Socket 775, según se comenta este TDP no es el máximo del procesador sino el “medio” aun asi el TDP de la arquitectura Core 2 Duo/Quad es menor que el de los Pentium 4 “Prescott”.
    • Intel Core 2 Quad Q9550 (2,83 Ghz x4, FSB1333 y 6 MB x2) core “Yorkfield” de 45 nm, tiene un TPD de 95w en Socket 775.
    • Intel Core i7 920 (2,66 Ghz x4, 4.800 MT/seg y 256 KB L2 x4 + 8 MB L3) core “Bloomfield” de 45 nm, tiene un TPD de 130w en Socket 1366. Se puede decir que el procesador estrella actual de Intel tiene un TPD muy elevado lo que implica tener que invertir en un sistema de refrigeración adecuado.
    • AMD Athlon x2 5050e (2,6 Ghz x2, 2.000 Mhz HTT, 512 KB L2 x2) core “Brisbane EE” de 65 nm, tiene un TPD de 45w, en Socket AM2. Su bajo TPD lo hace ideal para equipos de bajo consumo aunque ya tiene su tiempo en el mercado.
    • AMD Athlon II x2 250 (3 Ghz x2, 4.000 Mhz HTT, 1.024 KB L2 x2) core “Regor” de 45 nm, tiene un TPD de 65w, en Socket AM3. Aunque su TPD es algo superior al 5050e puede ser una buena opción para equipos de bajo consumo.
    • AMD Phenom II X2 550 (3,1 Ghz x2, 4.000 Mhz HTT, 512 KB L2 x2 y 6 MB L3), core “Callisto” de 45 nm, tiene un TPD de 80w, en Socket AM3.
    • AMD Phenom II X3 705e (2,5 Ghz x3, 4.000 Mhz HTT, 512 KB L2 x3 y 6 MB L3), core “Heka” de 45 nm, tiene un TPD de 65w, en Socket AM3. Podría ser una opción para equipos que busquen un equilibrio entre prestaciones y consumo siempre y cuando se aprovechen los tres cores.
    • AMD Phenom II X3 720 (2,8 Ghz x3, 4.000 Mhz HTT, 512 KB L2 x3 y 6 MB L3), core “Heka” de 45 nm, tiene un TPD de 95w, en Socket AM3.
    • AMD Phenom II X4 905e (2,5 Ghz x4, 4.000 Mhz HTT, 512 KB L2 x4 y 6 MB L2), core “Deneb” de 45 nm, tiene un TPD de 65w, en Socket AM3. Podría ser una opción para equipos que busquen un equilibrio entre prestaciones y consumo siempre y cuando se aprovechen los cuatro cores.
    • AMD Phenom II X4 955 (3,2 Ghz x4, 4.000 Mhz HTT, 512 KB L2 x4 y 6 MB L3), core “Deneb” de 45 nm, tiene un TPD de 125w, en Socket AM3. Teniendo en cuenta que su TPD es similar al de los Core i7 (Rondan los 130w) habría que tener en cuenta el sistema de refrigeración.
  • Voltaje del procesador (vCore): Es el voltaje que recibe el procesador para funcionar, en principio a igualdad de modelo cuanto menor es menor TPD debería tener, a mayor voltaje mayor TPD.
  • Arquitectura interna: Define en gran medida el rendimiento final del procesador (CPU), por ejemplo:
    • La arquitectura de los Intel Pentium 4 (Arquitectura Netburts) supuso un cambio en la concepción de los procesadores de Intel, dando importancia a los “Mhz”, posteriormente con los Core 2 Duo/Quad (Arquitectura Conroe) Intel “olvido” los Mhz para centrarse en el rendimiento, de hecho se puede decir que los Core 2 Duo/Quad son una evolución de los últimos Pentium III core “Tualatin” y Procesadores Centrino (Pentium M).
    • La arquitectura de los AMD Athlon K8 (Y actuales K10) han sido una evolución de los antiguos Athlon K7, por lo que la mejora de rendimiento aunque es grande, no es tan significativa como en el caso de Intel y los Core 2 Duo/Quad.
  • Núcleo (También denominado Core): Hace referencia al nombre en clave del procesador por ejemplo los últimos Core 2 Duo/Quad de 45 nm son “Wolfdale/Yorkfield”, mientras que los últimos AMD Phenom II x4 son “Deneb” (Los X3 son “Heka” y los X2 son “Regor” o “Callisto” segun el modelo).
  • IPC (Instructions Per Clock/Cycle, Intrucciones Por Ciclo): Determina en gran parte el rendimiento del procesador, la arquitecturas actuales (Intel Core 2 Duo/Quad y AMD Athlon/Phenom) se basan en un alto IPC con pocos Mhz, es decir que pueden procesar muchas intrucciones por ciclo, mientras que otras arquitecturas anteriores (ej: Intel Pentium 4) tenía muchos Mhz pero pocas intrucciones por ciclo, en este enlace de Agalisa (Comparan un Pentium 4 con un Athlon K7) se puede encontrar algo de información más detallada, así mismo en Wikipedia (en inglés) hay algo más de información sobre el IPC.

Se puede encontrar más información sobre las características de los procesadores (CPU) en:

2 comentarios

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  2. Excelente.

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