Especial: Quad-core frente a dual-core, las claves

Parece mentira que en apenas un año hayamos pasado de la primera y casi ineficiente versión de los Intel Core Duo a los micros con núcleo Kentsfield que acaban de ser presentados y que multiplican en varios enteros el rendimiento de esas soluciones iniciales en el segmento de los micros dual-core.

Esta situación le ha complicado las cosas a los usuarios, que se encuentran con un sinfín de posibilidades a la hora de adquirir un microprocesador. El precio ya no es un factor tan determinante como lo era antes, y es que la contínua renovación de los modelos hace pensar a más de uno en esperar, y no comprar tan rápido.

Creemos que es especialmente útil una clarificación de lo que ya tenemos en nuestras manos, y de lo que llegará en los próximos meses para apreciar con más detalle en qué estado se encuentran tanto Intel como AMD, y para ello repasaremos los distintos modelos de procesadores disponibles, destacando especialmente los más novedosos.

Micros mononúcleo, siguiendo la tradición

Es evidente que la era monocore aún estará con nosotros algún tiempo, ya que AMD e Intel siguen vendiendo estos micros a gran escala gracias al tremendo abaratamiento que han sufrido. También se centran en ellos (sobre todo AMD) para los procesadores portátiles, pero también es evidente que el paso a dual-core ya se ha realizado y que la existencia de procesadores con un solo núcleo para PCs y portátiles pronto será cosa del pasado, al menos en la informática de consumo generalista.

El 12 de abril de 2005 Intel presentó por primera vez procesadores x86 dual-core, mientras que AMD haría lo propio con sus Athlon 64 X2 a las pocas semanas, el 31 de mayo. Estos microprocesadores sentaron las primeras bases de la era multicore, pero tenían (y tienen) una desventaja clara: sólo cambiaban los microprocesadores, y no la microarquitectura.

Dos mejor que uno

Intel trataría de solucionarlo con la aparición de los procesadores Intel Core en enero de 2006, pero el verdadero cambio llegó con el ya citado cambio de microarquitectura a Intel Core 2 a finales de julio de 2006. Este cambio supuso la aparición de los procesadores Conroe (sobremesa, con una versión Extreme llamada Conroe XE) y Merom (portátiles), a los que pronto acompañarán los Allendale (versiones recortadas de Conroe).

Esos procesadores han marcado un punto de inflexión en la batalla entre Intel y AMD. Hasta entonces la reputación de AMD era clara: la mejora calidad precio/prestaciones había sido para ella. Sin embargo, los Intel Core 2 Duo han cambiado las cosas, y ahora, a no ser que la diferencia de precios sea muy abultada, la recomendación es clara hacia estos micros de Intel.

AMD dio el salto a dual-core también en 2005, pero a diferencia de Intel no ha realizado grandes cambios en su microarquitectura. No lo necesitaba, ya que su concepción inicial era la que Intel ha logrado con Intel Core: en el mismo chip existían dos núcleos, lo que convertía a este procesador en un dual-core “puro”. Los primeros Intel con dos núcleos eran en realidad dos chips encapsulados en el mismo packaging. Lo mismo que ha ocurrido con Kentsfield, del que hablamos más adelante.

Esa ventaja arquitectural ha sido, junto a otras ventajas internas (como la integración de la controladora de memoria en el procesador, o la eficiencia del bus HyperTransport) la causa de que AMD haya podido tener margen suficiente para seguir liderando esa relación precio/prestaciones durante un año, justo hasta el lanzamiento de los citados Conroe. Desde entonces, y pese a los esfuerzos de AMD por lanzar micros más potentes, la superioridad de la microarquitectura Intel Core 2 frente a la x86-64 de AMD ha sido evidente en todas los análisis técnicos realizados.

Para contrarrestar esa ventaja AMD confirmó en julio de este año la aparición de la arquitectura K8L, que se producirá a mediados de 2007. Aunque originalmente los planes son los de utilizarla para micros Opteron quad-core puros (Barcelona es el nombre en código de los primeros, que aparecerán en verano de 2007), parece que los nuevos microprocesadores no solo contarán con cuatro núcleos orientados a máquinas servidoras (Barcelona/Budapest/Shanghai), sino que también habrá configuraciones para workstations y ordenadores de sobremesa de gama alta (Altair), e incluso dual-core (Arcturus/Brisbane) y mono-core (Sparta).

Llega quad-core

Para asestar un golpe más a AMD, Intel se apresuró recientemente a presentar oficialmente sus procesadores quad-core, denominados Kentsfield. La aproximación es, como ya hemos comentado anteriormente, la misma que siguió Intel con sus primeros procesadores de doble núcleo. Presler no era más que la unión de dos núcleos/dies Cedar Mill (la última revisión en 65 nanos de los P4) en un mismo packaging, mientras que los Kentsfield son la unión de dos núcleos/dies Conroe.

Muchos califican a esta solución como algo “chapucera”, pero lo cierto es que permite llegar al mercado rápidamente sin enfrascarse en unas complejidades de diseño que se pueden dejar para más tarde. A Intel le ha funcionado muy bien esa filosofía con sus micros Intel Core 2 Duo, y parece que ocurrirá lo mismo con estos microprocesadores de cuatro núcleos, verdaderos monstruos de la computación.

Por su parte, AMD ha tenido que cambiar sensiblemente sus planes originales en el mercado de los microprocesadores de cuatro núcleos. Aunque su apuesta inicial estaba orientada únicamente al lanzamiento de procesadores quad-core puros con la futura arquitectura K8L, la presentación de Kentsfield ha modificado ese roadmap, y AMD se ha apresurado a hablar de su solución competitiva: la plataforma 4×4, también denominada QuadFather. Esta plataforma es en esencia la alternativa de AMD a Kentsfield, aunque su puesta en escena es distinta.

Así, mientras que el Kentsfield de Intel usa un mismo socket (de hecho, esos micros son compatibles con las placas actuales para Intel Core 2 Duo) en AMD hacen uso de dos Sockets independientes, que eso sí, harán buen uso de la potencia del bus HyperTransport para comunicarse. Esto permitirá no sólo emplear micros dual-core para contar con una plataforma quad-core muy potente, sino que también dará opción a utilizar dos micros quad-core nativos en un futuro, dando como resultado una máquina con ocho núcleos, algo que casi podríamos calificar de supercomputador… o al menos así sería hace pocos años.

Pero como comentábamos, la verdadera apuesta de AMD llegará con su arquitectura Quad-Core, nombre definitivo para diferenciarla de lo que ellos llaman Dual-Die (Kentsfield). En realidad, esta plataforma está muy enfocada a servidores, y sus procesadores Opteron con nombre clave Deerhound tratarán de barrer del mercado a la alternativa de Intel, Clovertown, que es como el hermano mayor de Kentsfield, ya que en lugar de dos Conroe integra dos Woodcrest.

Las características de estos microprocesadores son muy prometedoras: con un consumo de 95W (habrá que verlo) los futuros procesadores fabricados en 65 y 45 nanómetros usarán el nuevo Socket F (1207 pines) e integrarán 64 KB de cache L1 por núcleo, 512 KB de cache L2 por núcleo y otros 2 MB de caché L3 compartidos entre los cuatro núcleos.

De lo que aún no tenemos noticia es de una arquitectura quad-core nativa por parte de Intel, que por el momento parece estar más que contenta con el desarrollo de sus soluciones basadas en la arquitectura Intel Core 2.

Rendimiento y consumo, factores críticos

Como reza el anuncio, la potencia sin control no sirve de nada. Y lo cierto es que los procesadores Kentsfield son, por el momento, poco útiles, como también lo serán los inminentes micros FX-70, FX-72 y FX-74 que AMD presentará como abanderados de su nuva plataforma 4×4.

El motivo de esta afirmación es claro: existen muy pocas aplicaciones capaces de proporcionar las ventajas que aprovechen la gran cantidad de hilos de ejecución que pueden manejar estos sistemas. Ni siquiera es apreciable una mejora notable en el rendmiento multitarea. En las pruebas realizadas por varios portales técnicos, las conclusiones de los técnicos eran siempre las mismas: actualmente tanto los Athlon 64 x2 como los Intel Core 2 Duo son más que capaces de manejar una gran carga de trabajo sin despeinarse.

Las únicas aplicaciones que sí ganan en prestaciones son las dedicadas a tareas muy exigentes en las que los programadores llevan tiempo aplicando los principios de la programación concurrente y multihilo. La edición de vídeo y, sobre todo, las aplicaciones de diseño y renderizado en 3D son las mejores aliadas de unos sistemas que aquí sí muestran sus virtudes, con un rendimiento excepcional.

El otro gran apartado en el que hay que fijarse a la hora de considerar la compra de estos sistemas es el consumo energético, y más concretamente, la eficiencia energética: la concepción actual de Kentsfield impide tratar el consumo de los procesadores y de sus núcleos de forma independiente, de forma que si alguno de ellos está desocupado, sigue gastando la misma energía que si estuviese funcionando a toda potencia. Lo ideal sería controlar de forma independiente tanto la frecuencia de reloj de cada núcleo como el voltaje utilizado en cada uno de ellos, una opción aún más interesante. Parece que la plataforma 4×4 tampoco soportará este tipo de mejoras, pero al menos Barcelona dará opción para la personalización de la frecuencia de reloj de los núcleos.

Es evidente que en esa eficiencia influye notablemente el software, y aquí tenemos que hacer culpables de la “baja eficiencia” de estos procesadores a los desarrolladores software. Las aplicaciones actuales (incluidos los juegos, teóricos objetivos de los usuarios de estas bestias) no son capaces de ofrecer mucho más rendimiento en plataformas quad-core frente a las dual-core, por lo que es probable que hasta finales de 2007 no empecemos a apreciar realmente de lo que son capaces estos súperprocesadores.

Hasta entonces, nuestra recomendación es esperar. Los micros dual-core ofrecen excelentes prestaciones, y está claro que la relación calidad-precio es muy superior a la que podrán ofrecer a corto plazo los sistemas configurados con los Kentsfield de Intel o los FX-70/72/74 de AMD.