clase:asir:fhw:1eval:tema04
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|---|---|---|---|
| Línea 1: | Línea 1: | ||
| + | ====== 04. Procesadores Comerciales ====== | ||
| + | Cuando hablamos de procesadores comerciales nos vamos a centrar en los procesadores con las siguientes ISAs: | ||
| + | * [[https:// | ||
| + | * [[https:// | ||
| + | * [[https:// | ||
| + | |||
| + | |||
| + | ===== Intel ===== | ||
| + | Veamos ahora los distintos procesadores de Intel en base a su numeración | ||
| + | |||
| + | ==== i3 i5 i7 i9 ==== | ||
| + | En los procesadores Intel se habla de i3 i5 i7 e i9. Realmente son solo marcas comerciales para indicar: | ||
| + | * i3 : Gama baja de procesadores | ||
| + | * i5 : Gama media de procesadores | ||
| + | * i7 : Gama alta de procesadores | ||
| + | * i9 : Gama muy alta de procesadores | ||
| + | |||
| + | Son los mismo tipos de procesadores pero con mayor o menos número de núcleos | ||
| + | |||
| + | |||
| + | ==== Numeración ==== | ||
| + | La numeración e los procesadores es la siguiente. | ||
| + | |||
| + | * Marca: Será Intel Core. | ||
| + | * Modificador de la marca: Si es i3, i5 , etc. | ||
| + | * Primer ńumero: Es la microarquitectura o generación. Puede ser desde un 1 y actualmente hasta un 10. | ||
| + | * Stock-keeping unit (SKU): Es como el modelo exacto. Es lo que indica la velocidad, núcleos, etc. | ||
| + | * Sufijo: Indica alguna característica especial. | ||
| + | * " | ||
| + | * " | ||
| + | * " | ||
| + | * " | ||
| + | |||
| + | {{: | ||
| + | |||
| + | * Marca: Intel Core. | ||
| + | * Modificador de la marca: i7 | ||
| + | * Primer ńumero: 10º Generación | ||
| + | * Stock-keeping unit (SKU): 65. Tiene 4 núcleos , 8 hilos y 8 MB de cache. | ||
| + | * Sufijo: G7. La gráfica está integrada en chip. | ||
| + | |||
| + | |||
| + | Toda la información del procesador en [[https:// | ||
| + | |||
| + | {{: | ||
| + | |||
| + | |||
| + | * Marca: Intel Core. | ||
| + | * Modificador de la marca: i9 | ||
| + | * Primer ńumero: 9º Generación | ||
| + | * Stock-keeping unit (SKU): 900 | ||
| + | * Sufijo: K. Se puede hacer overclocking | ||
| + | |||
| + | Una guía mas extensa sobre lo modelos la podemos ver en: | ||
| + | * [[https:// | ||
| + | * [[https:// | ||
| + | |||
| + | ===== AMD ===== | ||
| + | Vamos a ver ahora los procesadores de AMD. Dentro de AMD nos vamos a centrar en los procesadores Ryzen, ya que son los últimos del mercado. | ||
| + | |||
| + | La numeración de los procesadores Ryzen se puede ver en los siguientes artículos: | ||
| + | * [[https:// | ||
| + | * [[https:// | ||
| + | * [[https:// | ||
| + | |||
| + | De forma resumida la numeración es la siguiente | ||
| + | |||
| + | * **Marca**: Son AMD Ryzen | ||
| + | * **Primer número**: Indica el número de núcleos. | ||
| + | * 3: Nº bajo de núcleos | ||
| + | * 5: Nº medio de núcleos | ||
| + | * 7: Nº alto de núcleos | ||
| + | * 9: Nº muy alto de núcleos | ||
| + | * Threadripper: | ||
| + | * **Segundo número**: Se refiere a la microarquitectura o generación. | ||
| + | * 1 : Zen | ||
| + | * 2 : Zen+ | ||
| + | * 3 : Zen 2 (Escritorio) | ||
| + | * 4 : Zen 2 (Portátiles) | ||
| + | * 5 : Zen 3 | ||
| + | * **Resto de números**: Indican la velocidad del procesador. | ||
| + | * **Letra X**: Indican mayores frecuencias del procesador. | ||
| + | |||
| + | Ejemplo: | ||
| + | |||
| + | AMD Ryzen 5 2500 : Es un procesador Ryzen de AMD de rendimiento media (al ser un 5) , con microarquitectura Zen+ (al ser un 2) y el modelo 500. | ||
| + | |||
| + | |||
| + | ==== Zen ==== | ||
| + | Zen es como se llama a la microarquitectura que usa AMD en sus procesadores Ryzen. Hay varias generaciones de su arquitectura Zen: | ||
| + | * Zen | ||
| + | * Zen+ | ||
| + | * Zen 2 | ||
| + | * Zen 3 | ||
| + | |||
| + | |||
| + | En Zen, los nucleos y la cache L3 se organiza de una forma jerarquica. | ||
| + | |||
| + | * **CCX** : Está compuesto por varios núcleos que comparten una misma cache L3. Significa | ||
| + | * **CCD** : Está compuesto por 2 CCX.Significa "Core Chiplet Die" | ||
| + | * **I/O Die o cIOD**: Es el encargado de comunicar el procesador con el exterior hacia la memoria y el bus PCI. | ||
| + | * **Infinity Fabric** : Es el bus que internamente interconecta los CCX entre ellos, los CCD entre ellos y con el I/O Die. En el esquema se dibuja con el símbolo **∞**. Realmente forma parte del cIOD. Mas información [[https:// | ||
| + | * **Procesador**: | ||
| + | |||
| + | |||
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| + | {{: | ||
| + | |||
| + | \\ | ||
| + | {{: | ||
| + | |||
| + | \\ | ||
| + | |||
| + | {{: | ||
| + | |||
| + | * En Zen 2 | ||
| + | * **CCX** Está compuesto por **hasta ** 4 núcleos y una cache L3 con 16 MB. | ||
| + | * **CCD** Es la unión de 2 CCX. Por lo tanto está compuesto por 8 núcleos y 2 caches L3. | ||
| + | |||
| + | {{: | ||
| + | |||
| + | |||
| + | * En Zen 3 | ||
| + | * **CCX** Está compuesto por **hasta** 8 núcleos y una cache L3 de 32 MB. | ||
| + | * **CCD** Es la unión de 2 CCX. Por lo tanto está compuesto por 16 núcleos y 2 caches L3. | ||
| + | |||
| + | {{: | ||
| + | |||
| + | |||
| + | {{: | ||
| + | \\ | ||
| + | |||
| + | |||
| + | |||
| + | * Latencias : La comunicación entre los distintos núcleos es mas lenta a medida que están mas " | ||
| + | * La comunicación entre cores dentro de un mismo CCX es la mas rápida. Está sobre 50 ns | ||
| + | * La comunicación con cores de otro CCX pero dentro del mismo CCD es mas lenta. Está sobre 150 ns | ||
| + | * La comunicación con cores de otro CCD es lo mas lento. Está sobre 200 ns | ||
| + | |||
| + | {{: | ||
| + | | ||
| + | Un último apunte sobre las latencias , el bus Infinity Fabric funciona a la misma velocidad que la RAM por lo que con para mejorar la velocidad del procesador se recomienda usar memorias muy rápidas. | ||
| + | |||
| + | Mas información: | ||
| + | * [[https:// | ||
| + | * [[https:// | ||
| + | * [[https:// | ||
| + | |||
| + | ==== Herramientas ==== | ||
| + | * [[https:// | ||
| + | |||
| + | {{: | ||
| + | |||
| + | * [[https:// | ||
| + | |||
| + | {{: | ||
| + | |||
| + | |||
| + | |||
| + | ===== ARM ===== | ||
| + | Es necesario dedicar un apartado únicamente para los procesadores ARM. Como ya hemos comentado, se usan principalmente en los móviles, tanto Android como iPhone. | ||
| + | |||
| + | ARM por un lado ha creado sus propias ISA (ARMv7 , ARMv8). Pero además de las ISA también ha creado sus microarquitecturas. Actualmente son los llamados núcleos [[https:// | ||
| + | * Cortex-A55 | ||
| + | * Cortex-A53 | ||
| + | * Cortex-A75 | ||
| + | * Cortex-A76 | ||
| + | * Cortex-A77 | ||
| + | * Cortex-A78 | ||
| + | |||
| + | Lo que no hace ARM es fabricar. Por ejemplo , Samsung compra la licencia del Cortex-A55 y fabrica un procesador (chip) con 4 núcleos que lleven esa microarquitectura en cada uno de sus núcleos. Por otro lado, también una empresa se puede diseñar sus propias microarquitecturas desde cero en vez de usar Cortex-A, por ejemplo Apple antiguamente usaba Cortex-A pero actualmente ya diseña su propia microarquitectura llamada [[https:// | ||
| + | |||
| + | <note tip> | ||
| + | Existen otra gama de procesador ARM llamada " | ||
| + | que se basa en las microarquitecturas que acabamos de ver pero enfocadas a servidores. | ||
| + | Y en 2021, Fugaku con ARM fue el superordenador más potente del mundo.[[https:// | ||
| + | |||
| + | Mas información: | ||
| + | * [[https:// | ||
| + | * [[https:// | ||
| + | * [[https:// | ||
| + | |||
| + | </ | ||
| + | |||
| + | Veamos ahora unos ejemplo de procesadores ARM. | ||
| + | |||
| + | Procesador Exynos 990 de Samsung, consta de 8 núcleos, que son los siguientes: | ||
| + | |||
| + | |||
| + | ^ Rendimiento ^ Frecuencia ^ Modelo Núcleo ^ Nº Núcleos ^ | ||
| + | | Alto | 2.73 GHz | Exynos M5 (Diseño propio de Samsung) | ||
| + | | Medio | 2.5 GHz | Cortex-A76 | 2 | | ||
| + | | Bajo | 2.0 GHz | Cortex-A55 | 4 | | ||
| + | |||
| + | \\ | ||
| + | \\ | ||
| + | |||
| + | Procesador Snapdragon 865 de Qualcomm, consta de 8 núcleos, que son los siguientes: | ||
| + | |||
| + | ^ Rendimiento ^ Frecuencia ^ Modelo Núcleo ^ Nº Núcleos ^ | ||
| + | | Alto | 2.84 GHz | Cortex-A77 | 1 | | ||
| + | | Medio | 2.42 GHz | Cortex-A77 | 3 | | ||
| + | | Bajo | 1.8 GHz | Cortex-A55 | 4 | | ||
| + | |||
| + | Mas información: | ||
| + | * [[https:// | ||
| + | ===== Procesadores híbridos ===== | ||
| + | Veamos ahora una tecnología que consiste en poner núcleos de distinto rendimiento en el mismo procesador. | ||
| + | |||
| + | ==== ARM big.LITTLE ==== | ||
| + | Una cosa muy interesante en los chips con ARM es que cada núcleo puede ser distinto al otro (Es lo que ARM llama tecnología big.LITTLE). Se hace que sean núcleos de distinta potencia ya que así se puede ahorrar batería. Cuando no estamos usando el móvil se usarán los núcleos de menor potencia y cuando estamos jugando al movil se usan los núcleos mas potentes. | ||
| + | |||
| + | El consumo nos puede parecer importante a nivel de móviles, pero en los grandes centros de procesamiento de datos y super ordenadores, | ||
| + | |||
| + | Por otro lado, en los portátiles , también es importante la duración de la batería, por ello Apple ha decidido dar el salto de procesadores Intel a procesadores ARM es sus portátiles. | ||
| + | * [[https:// | ||
| + | * [[https:// | ||
| + | * [[https:// | ||
| + | * [[https:// | ||
| + | * [[https:// | ||
| + | |||
| + | |||
| + | ==== Intel Lakefield ==== | ||
| + | Een los PC nunca se ha utilizado la tecnología de tener nucleos de distinta potencia (big.LITTLE) tal y como se explica en [[https:// | ||
| + | |||
| + | * i5-L16G7 | ||
| + | * i3-L13G4 | ||
| + | |||
| + | Estos procesadores tienen integrada la gráfica y la memoria RAM. Han sido fabricados con un sistema en 3D en capas tal y como se puede ver en el siguiente vídeo hecho con Lego: [[https:// | ||
| + | |||
| + | En la siguiente imagen, se puede ver que constan de un núcleo de alto rendimiento y 4 núcleos de bajo rendimiento. | ||
| + | |||
| + | {{: | ||
| + | |||
| + | |||
| + | Por otro lado AMD no piensa por ahora diseñar porcesadores hibridos. Tal y como se explica en el siguiente artículo [[https:// | ||
| + | |||
| + | |||
| + | Para acabar , en Julio de 2021, Intel ha anunciado que cesa la producción de Lakefield. Mas información en [[https:// | ||
| + | |||
| + | | ||
| + | |||
| + | |||
| + | |||
| + | |||
| + | |||
| + | |||
| + | ===== Ejercicios ===== | ||
| + | |||
| + | ==== Ejercicio 1 ==== | ||
| + | Descarga el programa [[http:// | ||
| + | * ISA | ||
| + | * Microarquitectura | ||
| + | * Velocidad (Frecuencia) | ||
| + | * Nº de Núcleos | ||
| + | * Nº de Hilos que se ejecutan por núcleo | ||
| + | * Nº de Hilos que se ejecutan en total | ||
| + | * Si soporta " | ||
| + | * Modelo del Socket | ||
| + | * Tamaño de la caché | ||
| + | * L3 | ||
| + | * L2 | ||
| + | * L1 | ||
| + | * Datos | ||
| + | * Instrucciones | ||
| + | |||
| + | |||
| + | ==== Ejercicio 2 ==== | ||
| + | Lee el siguiente artículo [[https:// | ||
| + | |||
| + | |||
| + | |||
| + | ==== Ejercicio 3 ==== | ||
| + | Haz una gráfica, en la que para varios procesadores de Intel con la misma microarquitectura, | ||
| + | * Eje X:El Nº de núcleos | ||
| + | * Eje Y:El tamaño de la cache L3 | ||
| + | |||
| + | Proporcionalmente al Nº de núcleos, ¿cual tiene mas cache? | ||
| + | |||
| + | |||
| + | ==== Ejercicio 4 ==== | ||
| + | La FPU es una de las partes mas importantes de un procesador ya que determina mucho su velocidad, por ello las CPUs actuales suelen llevar varias FPUs y además de que en cada microarquitectura se mejora su velocidad. | ||
| + | |||
| + | Lee los siguientes artículos: | ||
| + | * [[https:// | ||
| + | * [[https:// | ||
| + | |||
| + | Usando los conceptos que hemos visto en este tema explica: | ||
| + | * Lo que es " | ||
| + | * Si crees que es útil | ||
| + | * Si te gastarías mas dinero para tener una CPU con AVX-512 | ||
| + | |||
| + | |||
| + | ==== Ejercicio 5 ==== | ||
| + | Lee el siguiente artículo de Linus Torvalds (el creador de Linux): | ||
| + | *[[https:// | ||
| + | |||
| + | Y ahora vuelve a explicar: | ||
| + | * Lo que es " | ||
| + | * Si crees que es útil | ||
| + | * Si te gastarías mas dinero para tener una CPU con AVX-512 | ||
| + | |||
| + | ==== Ejercicio 6 ==== | ||
| + | Indica para los siguientes modelos de Raspberry Pi, el modelo del procesador , su fabricante y la ISA del procesador | ||
| + | |||
| + | ^ Modelo ^ Fabricante\\ del procesador ^ Modelo\\ del procesador ^ ISA\\ del procesador ^ | ||
| + | | Raspberry Pi | | | | | ||
| + | | Raspberry Pi 2 | | | | | ||
| + | | Raspberry Pi 3 | | | | | ||
| + | | Raspberry Pi 4 | | | | | ||
| + | |||
| + | |||
| + | |||
| + | ==== Ejercicio 7 ==== | ||
| + | Dado los siguientes modelos de procesadores de Intel, ordenarlos de mejor a peor (pero únicamente debes fijarte en propio modelo sin ver comparativas por internet) | ||
| + | |||
| + | * Intel Core i5-10600K | ||
| + | * Intel Core i7-9700K | ||
| + | * Intel Core i5-9600T | ||
| + | * Intel Core i5-7640U | ||
| + | * Intel Core i7-6800H | ||
| + | * Intel Core i9-10900K | ||
| + | * Intel Core i3-8350K | ||
| + | |||
| + | |||
| + | ==== Ejercicio 8 ==== | ||
| + | Dado los siguientes modelos de procesadores de AMD, ordenarlos de mejor a peor (pero únicamente debes fijarte en propio modelo sin ver comparativas por internet) | ||
| + | |||
| + | * AMD Ryzen 5 2600 | ||
| + | * AMD Ryzen 3 1300X | ||
| + | * AMD Ryzen 7 2700X | ||
| + | * AMD Ryzen 5 3500X | ||
| + | * AMD Ryzen 9 3900X | ||
| + | * AMD Ryzen Threadripper 3990X | ||
| + | |||
| + | |||
| + | |||
| + | |||
| + | ==== Ejercicio 9 ==== | ||
| + | Lee el siguiente artículo que compra el Ryzen 3 3100 con el Ryzen 3 3300X y valora si el artículo tiene razón. | ||
| + | |||
| + | [[https:// | ||
| + | |||
| + | ==== Ejercicio 10 ==== | ||
| + | Lee el siguiente artículo que compra el Ryzen 3 3100 con el Ryzen 3 3300X y valora si el artículo tiene razón. | ||
| + | |||
| + | [[https:// | ||
| + | |||
| + | En base a ello, ¿crees que es tanta mejora la nueva microarquitectura Zen 3 de 8 núcleos por CCX? | ||
| + | |||
| + | |||
| + | ==== Ejercicio 11 ==== | ||
| + | En la siguiente imagen se muestra información de AMD sobre su nueva microarquitectura Zen 2. | ||
| + | |||
| + | {{: | ||
| + | |||
| + | Indica con los conceptos explicados en clase , con tus propias palabras y de forma clara y sencilla , las mejoras que hay en la microarquitectura Zen 2 | ||
| + | |||
| + | <note tip> | ||
| + | |||
| + | |||
| + | |||
| + | |||
| + | ==== Ejercicio 12 ==== | ||
| + | Indica las características de el procesador Exynos 990: | ||
| + | * Para cada núcleo: | ||
| + | * Microarquitectura/ | ||
| + | * Rendimiento del núcleo (Alto o Bajo). | ||
| + | * Tamaño cache L1 Datos | ||
| + | * Tamaño cache L1 Instrucciones | ||
| + | * Tamaño Cache L2 | ||
| + | * Frecuencia de funcionamiento | ||
| + | * Tamaño cache L3 | ||
| + | |||
| + | ==== Ejercicio 13 ==== | ||
| + | Indica las características de el procesador Snapdragon 865: | ||
| + | * Para cada núcleo: | ||
| + | * Microarquitectura/ | ||
| + | * Rendimiento del núcleo (Alto o Bajo). | ||
| + | * Tamaño cache L1 Datos | ||
| + | * Tamaño cache L1 Instrucciones | ||
| + | * Tamaño Cache L2 | ||
| + | * Frecuencia de funcionamiento | ||
| + | * Tamaño cache L3 | ||
| + | |||
| + | ==== Ejercicio 14 ==== | ||
| + | Lee los siguientes artículos sobre el Samsung Galaxy S20: | ||
| + | * [[https:// | ||
| + | * [[https:// | ||
| + | |||
| + | |||
| + | Responde a las siguientes preguntas: | ||
| + | * ¿Cual procesador crees que es mejor? | ||
| + | * ¿Crees que hay mucha diferencia entre ellos? | ||
| + | * ¿Porque crees que añaden núcleos de distinto rendimiento? | ||
| + | |||
| + | |||
| + | |||
| + | |||
| + | |||
| + | ==== Ejercicio 15 ==== | ||
| + | Hemos visto que el [[https:// | ||
| + | |||
| + | * ISA | ||
| + | * Microarquitectura | ||
| + | * Velocidad (Frecuencia) | ||
| + | * Nº de Núcleos | ||
| + | * Rendimiento de cada núcleo (Alto o Bajo). | ||
| + | * Nº de Hilos que se ejecutan por núcleo | ||
| + | * Nº de Hilos que se ejecutan en total | ||
| + | * Si soporta " | ||
| + | * Tamaño de la caché | ||
| + | * L3 | ||
| + | * Frecuencia | ||
| + | * ¿Incorpora las instrucciones vectoriales AVX-512? | ||
| + | |||
| + | ==== Ejercicio 16 ==== | ||
| + | Hemos visto que el [[https:// | ||
| + | |||
| + | * ISA | ||
| + | * Microarquitectura | ||
| + | * Velocidad (Frecuencia) | ||
| + | * Nº de Núcleos | ||
| + | * Rendimiento de cada núcleo (Alto o Bajo). | ||
| + | * Nº de Hilos que se ejecutan por núcleo | ||
| + | * Nº de Hilos que se ejecutan en total | ||
| + | * Si soporta " | ||
| + | * Tamaño de la caché | ||
| + | * L3 | ||
| + | * Frecuencia | ||
| + | * ¿Porque no puede incorporar las instrucciones vectoriales AVX-512? | ||
| + | |||
| + | |||
| + | |||
| + | ==== Ejercicio 17 ==== | ||
| + | Busca en internet comparativas de benchmark de rendimiento de los procesadores que tiene el [[https:// | ||
| + | * Intel Core i5-L16G7 | ||
| + | * Qualcomm Snapdragon 8cx | ||
| + | |||
| + | ¿Que procesador crees que es mejor? ¿Cual te comprarías? | ||
| + | |||
| + | |||
| + | |||
| + | |||
| + | |||
| + | |||
| + | ==== Ejercicio 18 ==== | ||
| + | Lee el artículo [[https:// | ||
| + | |||
| + | ==== Ejercicio 19 ==== | ||
| + | En el siguiente artículo se habla de los nuevos procesadores ARM de Apple con 12 cores para sus portátiles.[[https:// | ||
| + | |||
| + | En dicho artículo se dice: | ||
| + | |||
| + | //Es cierto que su nueva CPU tendrá 12 núcleos e intentarán llevar la frecuencia un paso más allá para paliar las deficiencias de ARM frente a X86, pero esto puede servir para el usuario común, así como funciona para sus smartphones. El problema aquí es que sus usuarios están acostumbrados a poder trabajar de forma profesional con equipos de «bajo coste», lo cual implica usar en algunos casos instrucciones AVX-256 o incluso las nuevas AVX-512.// | ||
| + | |||
| + | Ahora que Intel ha sacado su procesador | ||
| + | |||
| + | ¿Crees que Apple va a poder sacar un portátil competir con Intel? ¿Que ventajas crees que va a tener? Justifica tu respuesta. | ||
| + | |||
| + | ==== Ejercicio 20 ==== | ||
| + | Mira los siguiente vídeos sobre AMD. Explica si hay conceptos que se llaman distintos en los videos que en clase: | ||
| + | * [[https:// | ||
| + | * [[https:// | ||
| + | |||
| + | |||
| + | ==== Ejercicio 21 ==== | ||
| + | Mira los siguiente vídeos sobre Overclocking. Explica si le harás overcloking después de ésto a tu procesador. | ||
| + | * [[https:// | ||
| + | * [[https:// | ||
| + | |||
| + | |||
| + | |||
| + | |||
| + | |||
