Phenom II: Marco Teórico

Phenom II: Marco Teórico

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Hoy es el lanzamiento oficial de la nueva generación de procesadores de escritorio de AMD y CHW ha preparado un análisis a consciencia para ilustrar los cambios que vienen con esta camada. A modo de aperitivo, y para que el análisis no los pille con vacíos teóricos, les dejamos este artículo.

Antes de comenzar a hablar sobre las diferencias arquitectónicas del Phenom II, es necesario resaltar que AMD está cumpliendo con lo que les habíamos anticipado anteriormente: el enfoque de la empresa no es en el CPU sino en la plataforma. Con ello, nos referimos a que el verdadero poder del Phenom II no se debe analizar de forma individual, sino que en conjunto con un chipset y una tarjeta gráfica, obviamente ambas de AMD. Esto lo refleja la empresa claramente en la siguiente imagen:

Como pueden ver, la empresa de Sunnyvale considera que los consumidores de PCs de escritorio requieren hacer más cosas, usar PCs para entretención y están más concientizados de lo que compran. Bajo estas tres premisas es que AMD habla de su plataforma Dragon, sucesora de Spider y que está compuesta por un Phenom II de cuatro núcleos, una tarjeta de video ATI Radeon HD 4800 y un chipset de la serie 7 de la empresa. La unión de estos tres componentes es lo que hace que la propuesta de AMD sea atractiva para los consumidores.

Bajo el punto de vista anterior la plataforma Dragon, y no Phenom II por si solo hace mucho más sentido pues la solución que se entrega es mucho mas balanceada y no sufre debido a la debilidad de uno de alguno de sus componentes.

Pero como lo que hoy se lanza es uno solo de los componentes de la plataforma, sobre dicho componente es el que nos debemos referir, desde luego hablamos del núcleo Deneb en donde sus primeros representantes son el Phenom II X4 modelos 920 y 940 (2.8 GHz y 3.0GHz respectivamente).

Si ustedes están al tanto de de las noticias del sector tecnológico, sabrán que la característica principal de Deneb es que el CPU ahora se produce en 45nm en vez de 65nm. Hacer dicho cambio implica necesariamente revisar la arquitectura del chip pues un cambio de proceso de manufactura no es simplemente llegar y miniaturizar. En este proceso de revisión, AMD realizó un conjunto de mejoras a su diseño para aumentar el rendimiento, reducir el consumo eléctrico y tener mayor margen de maniobra sobre las frecuencias a las cuales se pueden introducir sus productos.

Aumento de rendimiento

Según la documentación de AMD, el Phenom II 940 es aproximadamente un 20% más rápido que el Phenom X4 9950. Este aumento de rendimiento suena interesante, pero este a su vez se menos atractivo cuando se descuenta el factor frecuencia (3.0 GHz vs. 2.6 GHz) de la ecuación, pues al hacerlo, Phenom II es apenas un 8% más rápido que su antecesor.
Traduciendo lo que muestra el documento de AMD se muestra que el aumento de rendimiento viene explicado por:

• Mayor numero de instrucciones por reloj (IPC en ingles) que se traducen en un aumento de rendimiento de un 3%
• Aumento de frecuencia a 3.0 GHz, el cual aporta el mencionado aumento de 12%
• 4MB de cache L3 adicionales para un total de 6MB, con lo que el rendimiento sube en un 5%

Las razones para el aumento de las IPC y las frecuencias no fueron detalladas por AMD más allá de mencionar que estas se debieron a “optimizaciones de las vías de información (speed paths) y el mejoramiento de la tolerancia de las señales”. Obviamente dicha cita es muy criptica como para decir algo más al respecto, pero se puede deducir que el trabajo necesario para estas mejoras se basó en una ubicación más eficiente de las unidades que componen al CPU y una “limpieza” de los caminos de comunicación los cuales reducen las fugas de electricidad (“leakage” en ingles).

Un último elemento no mencionado de la diapositiva es que el controlador de memoria DDR3 aporta aproximadamente un 3% más de rendimiento cuando se emplean dichas memorias a velocidad de 1333MHz. Debido a que los Phenom II que se introducen hoy no tienen habilitado dicho controlador, pues para ello requieren el nuevo zócalo AM3, AMD no los incluyó en el cálculo de aumento de rendimiento.

Sin embargo, es muy interesante que la empresa haya desarrollado un CPU con ambos controladores con lo cual el Phenom II causará menos dolores de cabeza a la hora de actualizar nuestros equipos, ojalá Intel aprendiera algún día esta excelente practica a la cual nos tiene acostumbrados AMD desde hace algún tiempo.

Consumo Eléctrico

Para reducir el consumo eléctrico, AMD realizó bastantes optimizaciones dentro de su nuevo CPU para que este funcione de forma eficiente. Dicho conjunto de tecnologías fue lo suficientemente relevante para la empresa como para que se convirtiese en la tercera revisión de su famosa Cool n’ Quiet.

Cool n’ Quiet 3.0 trae a la mesa una reducción de entre 30% a 40% de consumo cuando el chip está siendo cargado de forma importante. También, la empresa redujo el consumo eléctrico en un 50% en cargas livianas y entre un 40% y 50% cuando el procesador esta sin uso.

De lo poco que sabemos sobre Cool n’ Quiet 3.0 es que son un conjunto de tecnologías que permiten reducir el consumo en los números antes mencionados sin efectos adversos en el rendimiento del Phenom II. Dichas mejoras se basan en el uso de un proceso de 45nm eficiente,
acondicionamiento eléctrico del chip y una mayor cantidad de estados de rendimiento posibles (dichos estados varían el voltaje y frecuencias del chip dependiendo de la carga a la cual es sometido).

Con todo lo interesante que suenan estas mejoras, tanto el modelo 920 como el 940 no bajaron su consumo eléctrico a comparación del Phenom X4 9950, será interesante saber cuánto más se puede refinar la arquitectura antes de que dicho parámetro se salga de control. Por eso, aun cuando hay mejoras interesantes en este apartado, AMD no tenía mucho margen de maniobra con respecto a las frecuencias a comparación del 9950 antes de llegar a una cifra de consumo elevada.

¿Y los 6GHz que hemos escuchado?

Sin duda una de las cosas que más se ha escuchado acerca de Phenom II es que este efectivamente ha llegado a operar a frecuencias de 6,3 GHz con nitrógeno líquido. Esto AMD lo ha confirmado y lo promociona con mucho orgullo, pues según la empresa, esto muestra todo el potencial que hay para seguir aumentando la velocidad hacia el futuro.

Sin embargo, con lo mencionado en el último párrafo de la sección anterior, esto no se ve de forma tan clara, pues ya el consumo eléctrico es bastante alto y por ende, lograr aumentos de velocidad comparables no es tan fácil de creer. El mejor ejemplo de lo anterior es el muy controversial Pentium 4 el cual alcanzó velocidades similares a las que plantea AMD, pero en el camino solo le alcanzó para llegar oficialmente hasta los 3.8 GHz. Pero como la competencia es lo que hace a esta industria entretenida y atractiva económicamente para nosotros, esperemos que todo este entusiasmo mostrado por parte de la empresa se traduzca en productos reales.

Palabras finales

Como se puede ver, las mejoras introducidas en el Phenom II son congruentes con las que se suelen experimentar cuando se llega a un proceso de manufactura de menor tamaño. Por eso, es que claramente AMD plantea que lo importante no es Phenom II por si mismo sino la plataforma como un todo. En este sentido, AMD tiene una carta ganadora con respecto a Intel pues el costo de armar e incluso actualizar una plataforma es considerablemente menos costoso si uno opta por una solución de la firma verde. En estas épocas de crisis, este factor es muy relevante y si el rendimiento es lo suficientemente cercano al de Intel, AMD puede contar con otro gran éxito tal como lo ha sido la serie 4800 de GPUs de la empresa.

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