Atom se lanza en 10 días y la mayor parte de la gente no sabe de él más que lo básico: es pequeño, es para el mercado portátil y es de Intel. No desesperen, porque Tbon les ha preparado un artículo profundo pero comprensible para que sean la envidia de sus amigos… si es que el tema del Atom sale en una reunión, claro.
El Atom, ese ilustre desconocido
Mucho se ha hablado y mucho hemos escuchado sobre la próxima arquitectura de Intel enfocada al mercado ultra portátil. Sin embargo, ha sido tanta la expectativa generada en torno a este producto que ésta prácticamente supera al producto mismo, y ya nadie sabe qué esperar de él, cuáles son sus ventajas, cuáles sus desventajas si es que las tiene, hacia dónde quiere enfocarlo su fabricante y qué desafíos le esperan, sobretodo en cuanto a los rivales que le tocará vencer para conquistar un mercado en donde los procesadores X86 tienen muy poca presencia.
Para poder hablar del Atom hay que empezar desde el principio. No desde la página 1 del Génesis pero sí desde la decada de los 90, más concretamente desde la primera aparición del Intel Pentium. Fue en ese momento en que empezó una guerra santa que continúa hasta el día de hoy. Algunos la han oído nombrar, pero la mayoría la desconoce porque, bueno, es sumamente Geek, mucho más Geek que las guerras por una marca de tarjetas de video o procesador.
Cual es la mejor arquitectura: CISC vs RISC
CISC (x86) vs RISC ha sido un tema para debatir y sacar largas conclusiones, es probable que sea uno de los «temas candentes» más antiguos de la historia informática reciente. Es decir, hay otros temas mucho más antiguos pero su relevancia yace en la memoria milenaria de los computines setenteros (tenemos un par en el foro) mientras que CISC vs RISC sigue teniendo una importancia gravitante a la hora de hablar de la arquitectura de procesadores. No de procesadores de hace 15 años, sino procesadores que saldrán en 10 días, en pleno año 2008.
A lo largo de los ultimos 10 años el tono o la vigencia de la guerra santa CISC vs RISC había venido decreciendo, por lo que no estamos ante un tema que haya mantenido su importancia, sino ante uno que durante mucho tiempo la había perdido y hoy la recupera. ¿Por qué había perdido importancia? Bueno, fue en gran parte debido a la masificación y penetración de los procesadores CISC (x86) en el mercado y su mutacion en cuanto a arquitectura -ya no tan fiel a la filosofia CISC de un principio- esto, a su vez, se debe más que nada a la progresiva y explosiva mejora en rendimiento de los procesadores X86, un fenómeno que desde el 2000 se disparó gracias a la competencia entre dos actores x86: Intel y AMD. Si bien es cierto que Intel es mucho mayor que AMD -siempre lo ha sido- y que antes del 2000 había otros fabricantes de procesadores, recién a partir del 2000 el rol antagónico de AMD provocó una competencia real en el mundo X86 que, como suele ocurrir con las competencias a cualquier nivel, obligó a ambas partes a avanzar a pasos agigantados y el mercado como un todo se vio arrastrado por un avance meteórico y vertiginoso que los fue alejando del modelo CISC originario, aunque siempre manteniendo parte de ella.
Como la historia es cíclica, después que la explosiva mejora de los procesadores X86 en los últimos años relegó la discusión CISC vs RISC a un segundo plano en el mercado de la computación de alto rendimiento hoy, en pleno siglo 21, con el anuncio de Intel de ir directamente al mercado móvil con un procesador x86 simplificado de bajo consumo, hemos vuelto a la discusion primigenia CISC vs RISC, pero con un matiz diferente ya que el gran dilema no está encauzado en el mercado del alto rendimiento, sino que en el mercado móvil, donde los que dominan son procesadores RISC y donde no se compite por el mejor rendimiento, sino por el mejor cuociende de rendimiento vs consumo, lo que los angloparlantes llaman Performance per Watt.
Finalmente lo primero que deben saber antes de continuar, es que ATOM es el nombre que se le da a la plataforma completa que incluye procesador, chipset y adaptador gráfico integrado. En algunas secciones del artículo hablaremos de ATOM aludiendo a la plataforma. En otras, aludiendo específicamente a su procesador, el Silverthorne. Esperamos qu el lector tenga a bien interpretar la sinécdoque (aludir al todo para referirse a una parte) en forma oportuna.
Volviendo a las raices
Cuando hablamos del Silverthorne, estamos hablando de un procesador diseñado desde cero para un mercado ultraportátil pero, al mismo tiempo y aunque ustedes no lo crean, también estamos hablando de un procesador cuyo diseño es un retorno a la arquitectura base del primer Pentium que pisó la tierra del silicio – un modelo CISC por excelencia), y esto lo decimos porque el Silverthorne elimina de su arquitectura grandes avances que se implementaron en la arquitectura X86 en los ultimos 10 años y sin embargo, es al mismo tiempo mucho más avanzado que su tatarabuelo Pentium.
Me explico, esta nueva arquitectura elimina de sus líneas sistemas como la ejecución fuera de orden, sistema implementado por primera vez por el Pentium Pro en procesadores X86 y que permite ejecutar instrucciones en orden diferente al que entrega el software. Esto significa en palabras simples que si hay que esperar un par de instrucciones para poder completar una tarea y eso me toma 2 ciclos, puedo entonces ejecutar otras mientras tanto y no perder tiempo ocioso.
Este sistema es la base de un gran avance de los procesadores que se proyecta hasta hoy. Cuando hablamos de Core 2 Duo, o de Nehalem, en buenas cuentas estamos hablando de procesadores que no solamente ofrecen más fuerza bruta sino más eficiencia, la capacidad de «saber» qué viene después en un proceso secuencial, gracias a los «predictores de rama» y por tanto adelantar trabajo y mejorar así el rendimiento.
Pues bueno, este y otros detalles son eliminados del Silverthorne, lo cual permite funcionar con un consumo eléctrico muchísimo mas bajo y un tamaño de pastilla muchísimo menor que cualquier otro procesador X86 actual. Ahora bien, el problema que hay de por medio es que también el rendimiento se ve muy mermado, ya que el codigo x86 que manejan este tipo de procesadores se beneficia en extremo de la ejecución fuera de orden. Sin ir más lejos, veamos el rendimiento en SuperPi 1M que obtuvieron nuestros colegas de ComputerBase con un engineering sample del Silverthorne.
Apostando a la optimización
Intel sabe bien que la pérdida en rendimiento puede ser fatal y si no se maneja o mitiga bien puede costarles el fracaso de producto, por lo que claramente han implementado la suficiente potencia en el Silverthorne como para hacerlo interesante. Optaron -para compensar la pérdida en rendimiento- por segmentar lo suficiente la arquitectura para alcanzar mayores frecuencias, lo que puede ser un arma de doble filo ya que en un procesador muy segmentado un error en el proceso significa más tiempo de latencia
para remover la instruccion «erronea» y comenzar de nuevo.
Su naturaleza tan segmentada, en combinación con la carencia de ejecución fuera de orden, obligó a Intel a mitigar el problema retomando un viejo sistema de proceso en paralelo SMT (simetric multi-threading) que para muchos será más conocido con su nombre comercial, Hyperthreading. Esto debido a que, al ser un procesador que ejecuta en orden, es posible lograr mayor cantidad de instrucciones ejecutadas al meter otro hilo en paralelo en el procesador, cosa que un hilo erróneo en espera no impida que el procesador haga algo útil mientras se limpia el primero. Esto es una manera de «balancear carga» y aminorar el tiempo en que el procesador está completamente inactivo, pero en tiempos del Pentium 4 sus beneficios fueron como mínimo discutibles. Ya veremos si esta nueva implementación del algoritmo les rinde mejores frutos.
Redondeando, Intel apunta a mejorar el rendimiento metiendo mas información en paralelo al procesador, algo que de por sí es una jugada inteligente pero tal vez insuficiente. Queda la impresión que Intel aspira tan sólo a ofrecer el rendimiento justo y necesario como para justificar el bajo consumo eléctrico.
Los rivales a vencer
El desafío que espera a Intel en su propósito por dominar el mercado ultraportátil con un procesador X86 no tiene nada de fácil. Ciertamente son los reyes en los mercados de escritorio y los notebooks convencionales, y a nadie se le pasaría por la mente que otra arquitectura distinta a la X86 pudiera dominar en ellos a corto o mediano plazo. Sin embargo, en el mercado en donde quieren meterse tienen muy poca experiencia, no han tenido éxito en el pasado y, finalmente, ya hay un rey esperándolos y su nombre es ARM.
ARM es la empresa de procesadores RISC más importante de nuestra era, y tanto es así que más del 80% de los dispositivos electrónicos de automoviles, armamento, sistemas de networking, celulares y consolas portátiles traen dentro un procesador de esta marca.
Pero ya que vamos a hablar de ARM, y por tanto hablaremos de la arquitectura RISC, tendremos que abordar un tema que habíamos esquivado para no marear al lector. ¿De qué hablamos cuando hablamos de RISC? Bueno, en palabras simples, se trata de procesadores de gran capacidad de ejecución que basan casi todo su poder de cómputo en la facilidad de procesar instrucciones ya digeridas de largo fijo desde el compilador (software), esto significa que no es necesario hacer un complejo proceso de traducción y simplificación de las instrucciones antes de procesarlas internamente como en los x86, los cuales deben traducir instrucciones de largo variable a las mismas de largo fijo mas simples lo cual toma tiempo, recursos y consumo. La filosofia RISC simplemente se basa en recibir la instruccion y ejecutarla de forma rápida y limpia. Como el lector habrá adivinado, en este mundo la mayor parte del esfuerzo corre por parte del desarrollador del software, no del procesador, y de él depende también el éxito o fracaso de una aplicación en particular.
Cuando la simbiosis software-procesador funciona como debe -lo que afortunadamente, es el caso estándar- vemos procesadores de ARM realmente muy potentes con una fracción de la frecuencia de procesadores de escritorio, donde con sólo 700Mhz encima son capaces de manejar fácilmente cotenido de video codificado en H.264 de forma fluida y lo mas importante, con consumos tan bajos como un TDP de tan sólo 0,3W, un tercio de lo que el Silverthorne consume en condiciones ideales -entre 1w y 2w-.
Gracias a su arquitectura los procesadores RISC de ARM consumen muy poco, ocupan poco espacio y por estas dos circunstancias también pueden aglomerarse en configuraciones multiprocesador sin elevar mucho su consumo. Sin ir más lejos, tenemos el ARM Cortex A-9, que debiera aparecer el próximo año, un CPU que promete mutlithreading real en configuraciones de hasta 4 procesadores de 1Ghz llegando a un TDP de no más de 0.5W, algo que el producto de Intel no puede ofrecer ahora y que será difícil conseguir en una segunda iteración.
La real ventaja
Entonces, si Intel tiene a punto de salir un procesador que disipa más, es de mayor tamaño, es mas caro de producir, es menos potente y no tiene ninguna figuración en el mercado ultra móvil, ¿Es que acaso están locos o saben algo que nosotros no? ¿Cual es la carta triunfo que se está guardando Intel con Silverthorne? ¿Cómo supone Intel que puede posicionar su producto en un mercado tan bien cubierto por ARM?.
Pues bueno, la gran carta que se juega intel para meter sus procesadores al mercado, no es el procesador en sí, sino la compatibilidad x86 de la plataforma completa.
Como ya comentamos antes, para que un procesador ARM se luzca, hay un enorme esfuerzo de los desarrolladores en optimizar, pulir y bueno, desarrollar el software, lo cual significa tiempo y costos. En una plataforma x86 la base para el desarrollo de aplicaciones es mucho menor porque la base primordial ya esta muy extendida en los computadores tradicionales y en base a eso se pueden lanzar programas tal como salen para PC directo en tus dispositivos moviles sin tener que hacer ninguna conversión o desarrollo especial.
Al convencer a los desarrolladores que en realidad es mucho más barato hacer el traspaso a aplicaciones móviles directo desde el mundo del PC, estos verán una posibilidad mucho más atractiva de migrar gran parte de sus aplicaciones simplemente cambiando un poco el formato para que quepan y sean funcionales en smartphones y PDA’s. El sueño del pibe, acceder a un mercado incluso más grande que el actual sin trabajar extra.
Si esta propuesta tiene éxito entre los desarrolladores, y Atom como plataforma es capaz de ofrecer un rendimiento aceptable para aplicaciones actuales, eso significará el gran repunte de procesadores x86 en el mercado móvil. De cumplirse eso nos tocará a nosotros tomar palco y ver fenómenos relacionados.
Verán, Intel ha pasado por épocas en que sus productos han sido buenos y épocas en que han sido mediocres, pero si hay algo en lo que siempre ha sido excelentes es en el márketing. Intel es capaz de venderte piedras si se lo propone, porque sus campañas son una verdadera avalancha y en esta avalancha, señores, habrá otros que intentarán esquiar grátis. De seguro VIA con su Isaiah, pero tal vez también AMD con algún invento presente o futuro. Por angas o por mangas el éxito de Intel abrirá camino para los otros dos y estamos bastante seguros de que ellos ya son conscientes de eso.
