Intel Core 2 Quad Extreme QX9650

Empresa:

Intel Corp

Modelo:

-Yorkfield- QX9650

Autor:

Alemax

Provisto por:

Intel Argentina

Fecha:

09-12-2007

Introducción:

Mucho se ha comentado acerca de la microarquitectura Penryn, especialmente sobre sus beneficios. En el Intel Editors Day hemos visto mediante exposiciones los principales beneficios que esta nueva familia puede traer. Con el proceso de fabricación de 45nm Intel ha revolucionado la industria de procesadores ya que constantemente este último tiempo ha incentivado el mejoramiento de las tecnologías. Con la llegada de los Core 2 Duo se produjo un cambio en la industria de computación ya que dicha arquitectura mejoró considerablemente el rendimiento en lo que respecta a procesadores de doble núcleo. Después salió el procesador de 4 núcleos que si bien no presentaba cambios drásticos en cuanto a tecnología si aumentaba el desempeño en determinadas aplicaciones, sobretodo para entusiastas. Esta vez Intel ha decidido dar un paso más allá con su familia Penryn siendo el Core 2 Quad Extreme QX9650, cuyo nombre código es "Yorkfield", el primer procesador destinado al sector "Desktop". ¿Pero cuales son las características que difieren este producto con sus antecesores? Veamos este cuadro comparativo realizado desde la página oficicial de Intel...

El cambio de arquitectura de 65nm a 45nm es un salto bastante notorio ya que permite obtener mejores características que su predecesor. Si observamos las diferencias entre uno y otro notamos una grande en el tamaño del caché. El QX6700 cuenta con 8MB mientras que el "Yorkfield" con 12MB, diferencia que indudablemente me deja sorprendido.

El proceso de 45nm permite, además de mejorar el rendimiento a nivel general, reducir el consumo de energía ya que el procesador QX9650 se encuentra conformado por cientos de millones de transistores utilizando el método de "compuerta métalica" y High-K (Hi-k) a base de Hafnio.

Aquí tenemos un ejemplo de un transistor básico. Antes de comentar un poco más en detalle sobre el mismo primero hay que entender en que consiste un transistor. El mismo cumple la función de ser un interruptor de encendido/apagado que procesa los unos y los ceros pertenecientes a los datos eléctricos. Se compone de 4 segmentos como se puede apreciar en el gráfico, Puerta de Electrodo (Gate Electrode), Puerta dieléctrica (Gate Dielectric), Drenaje (Drain) y la Fuente (Source) donde la comunicación eléctrica se realiza entre estos últimos dos. El estado eléctrico de la puerta de electrodo es el que determina si el transistor se encuentra encendido o apagado. Por otro lado, la puerta dieléctrica conformada por dióxido de silicio se encarga de aislar la puerta de electrodo respecto a los otros dos componentes (Drenaje y Fuente) ya que de esta manera se impide que las fugas eléctricas sean mayores. Este proceso no es, digamos, muy eficiente debido a las perdidas de energía que se genera tanto en modo encendido como apagado.

Los procesadores de 4 núcleos de la actualidad contienen más de 500 millones de ellos por lo cual es lógico que se busque su reducción a medida que la tecnología avanza. Pero ¿Cual es el objetivo en realidad? ¿Por qué se busca mejorar esta tecnología? Porque básicamente con transistores que ocupen menos espacio, sean más veloces, baratos y consuman menor cantidad de energía definitivamente abrirá las puertas a procesadores mucho más potentes.

Es por ello que Intel presenta este nuevo proceso denominado High-K + Metal Gate, proceso el cual reemplaza a los materiales exisistentes en el transistor por más de 40 años ¿Con que lo reemplaza? Pues bien, como he mencionado anteriormente, con un elemento llamado Hafnio que según se dice es "estable y benigno" ubicado en el número 72 de la table periódica ¿Por qué Hafnio? En el ambiente de procesadores por ejemplo se trabaja a escalas muy pequeñas donde la electricidad se filtra del circuito de transistores originando pérdidas considerables de energía. El material de dióxido de silicio también pierde energía.
Entonces el Hafnio, que viene a reemplazar dicho material, ayuda a reducir esa pérdida permitiendo a Inetl poder fabricar procesadores más pequeños. Como se indica en el gráfico esto permite un incremento de hasta 20% en el rendimiento, 10 veces reducida la pérdida de energía, un presupuesto dos veces menor y una reducción en el consumo de aproximadamente 30%. Claramente este nuevo proceso de fabricación contiene mejoras sustanciales que el usuario final les resultarán atracticas y bienvenidas.

Las características que presenta la familia Penryn son verdaderamente para considerar. Implementa un nuevo set de instrucciones (SSE4) en el cual se menciona la técnica "Fast Radix -16 Divider", es decir un divisor (tanto para punto flotante como para enteros) el cual funciona el doble de rápido que sus antecesores permitiendo realizar operaciones de división de forma más eficiente y rápida siendo un factor fundamental para programas científicos, transformaciones en 3D, funciones matemáticas intensivas. Tampoco hay que dejar afuera a los juegos ya que utilizan este tipo de operación en su programación, por ende la respuesta será mucho más fluida y la experiencia en el juego también. También Intel indica que la tecnología de virtualización (máquina virtual) presenta una reducción considerable (entre el 24% y 75%) en cuanto al tiempo de transición entre las operaciones (entrada y salida).

Allá por el año 1999 Intel introdujo su set de instrucciones SSE (Streaming SIMD Extensions) en donde luego aparecieron versiones posteriores como SSE2 (Pentium 4), SSE3 (Pentium 4 Prescott) y Supplemental SSE3 (Core 2 Duo y Xeon). Básicamente lo que permiten las instrucciones SSE es aumentar la performance y la eficiencia de energía de un rango de aplicaciones (que las soporte por supuesto) procesando la información en la menor cantidad de pasos posibles.

Intel SSE4 consiste en un nuevo grupo de 54 instrucciones que incluyen varias mejoras fundamentales para la compilación de vectores, cadenas, procesamiento de texto, y contenidos multimedia. Este conjunto de mejoras sacará provecho de aplicaciones de audio, video e imagen, video encoders, 3D, juegos, compiladores y virus scanners por ejemplo. La familia Penryn soporta hasta 47 de estas instrucciones donde el resto estará disponible en la proxima generación de procesadores (Nehalem). Si el software lo soporta, dicho set será detectado automáticamente.

Para ver un ejemplo en concreto del poder del SSE4 sólo hay que observar el siguiente ejemplo:

Antes necesitabamos de esta cantidad de instrucciones para procesar la información pero cuantas se requiere si utilizamos SSE4, la respuesta aquí abajo...

Como dice Intel, todo se resume en un sola, dejando claro que este nuevo paquete optimiza de una manera impresionante.

El SSE4 también implementa un elemento clave, el Super Shuffle Engine quien administra de que manera es almacenada la información en el SSE engine entregando rendimientos con un ancho de 128-bit por segundo en un sólo ciclo. Por consiguiente obtenemos incrementos de performance en las instrucciones SSE2, SSE3 y SSE4.

Otro de los puntos que destaco es la tecnología "Deep Power Down" ya que administra mejor el consumo de energía ¿Cómo? Pues veamos...

Uno de los inconvenientes que muchos usuarios (especialmente de móviles) tienen en cuenta es la manera en que consume un producto. Anteriormente cuando el procesador se encontraba en modo Idle exístia una filtración de energía en los transistores no siendo un problema con esta nueva microarquitectura debido a que en el último estado posible que puede alcanzar el procesador denominado "C-State" (Deep Power Down) el core inutilizado se apaga totalmente sin consumir nada de volts. También apaga la memoria caché (L1 y L2) en su totalidad. Esto sin dudas reduce drásticamente tanto el voltaje como el consumo de energía del procesador.

Hemos visto hasta aquí las características principales que creo vale la pena mencionar de la familia Penryn siendo el modelo "YorkField" destinado al sector desktop o mejor dicho para entusiastas. Veamos entocnes que tiene pensado Intel hacer con sus respectivos modelos para el año que viene.

Al parecer hay una agenda bastante completa y no es para menos, AMD también tiene pensado presentar sus nuevos productos e Intel no quiere perder notoriedad presentando una gran variedad de productos para competir, como se describe en el gráfico. Aquí se puede observar los niveles de jerarquía de cada procesador en el que se encuentra (en uno de ellos) el procesador en cuestión que analizaremos a continuación.

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