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Nueva estrategia de Intel: eficiencia energética
En medio de la creciente competencia de Advanced Micro Devices (AMD), Intel está cambiando su filosofía de fabricación de chips: está prestando más atención a los requisitos de energía de sus microprocesadores.
En julio de 2006, el gigante de la fabricación de chips lanzará un nuevo microprocesador, llamado Core 2 Duo, diseñado para computadoras portátiles y de escritorio. El nuevo chip se basa en la arquitectura de chip actual de Intel, que reemplazó el procesamiento tradicional de un solo núcleo con dos centros de procesamiento en un solo chip. La compañía dice que el Core 2 Duo funcionará mejor que su chip de doble núcleo actual y será más eficiente en energía, lo que podría hacer que las baterías de las computadoras portátiles duren más y las torres de escritorio funcionen más frías.
Prestar atención al consumo de energía en los microprocesadores es un concepto relativamente nuevo para la empresa, dice Steve Pawlowski, miembro senior de Intel, y agrega que la medida puede ayudar a Intel a recuperar la participación de mercado de su rival AMD. Históricamente, la métrica más importante de la industria ha sido el rendimiento del procesador: la velocidad a la que un procesador puede completar una tarea, como calcular una hoja de cálculo. Siempre nos hemos centrado en el rendimiento a expensas del [uso] de la energía, dice Pawlowski.
Pero se han producido cambios básicos en el mercado de las PC, que primero llevaron a AMD, y ahora a Intel, a repensar los diseños de microprocesadores. En primer lugar, los dispositivos móviles se han convertido en la PC principal para muchos consumidores, que no quieren un dispositivo que agote rápidamente la batería o se caliente demasiado. Además, a medida que se reduce el tamaño de los transistores, es más probable que desperdicien electricidad a través de un proceso físico llamado fuga, dice Kevin McGrath, miembro de AMD, y cuantos más transistores hay en un chip, más electricidad se desperdicia.
AMD ha estado trabajando en microprocesadores más eficientes durante varios años, y ahora Intel está tratando de nivelar el campo de juego. Tanto Intel como AMD han abordado parte del problema convirtiendo sus líneas de chips en procesadores de doble núcleo (ver Multicore Mania, diciembre de 2005), lo que resulta ser una forma de aumentar la eficiencia. Curiosamente, ir a varios núcleos puede ser una forma de cálculo muy eficiente desde el punto de vista energético, dice Milo Martín , profesor del departamento de informática y ciencias de la información de la Universidad de Pensilvania.
Tres aspectos de los chips multinúcleo los hacen más eficientes. Primero, cuando un chip tiene más de un núcleo, la velocidad a la que calcula cada núcleo se puede ralentizar sin impedir la velocidad de todo el chip. Al reducir la velocidad del reloj, explica Martin, los ingenieros pueden reducir la tasa de cálculo de un solo núcleo en un factor de cinco, de un gigahercio a 200 megahercios, y el núcleo consume solo una trigésima parte de la energía. Luego, dice, incluso si cinco de esos núcleos se ensamblan en un solo chip, solo se consume una sexta parte de la energía, sin embargo, se mantiene la tasa de cálculo total de un gigahercio.
En segundo lugar, los tamaños de procesador más pequeños reducen el consumo de energía. La cantidad de transistores que tiene cada núcleo y la cantidad de espacio de silicio que ocupan determina la cantidad de energía que usa el núcleo: los procesadores más pequeños tienen menos transistores y, por lo tanto, usan menos energía que los procesadores más grandes. En un chip de doble núcleo, la cantidad total de transistores es mayor que en un chip de un solo núcleo, pero cada núcleo tiene menos transistores, lo que lo hace más eficiente en términos de energía.
En tercer lugar, algunas de las funciones del procesador, como el control de la memoria, se pueden compartir entre núcleos, de modo que cada núcleo consume menos energía al no realizar una tarea redundante.
Por lo tanto, la transición a una arquitectura multinúcleo es una forma obvia de ahorrar energía, y tanto Intel como AMD lo han hecho. Pero están buscando otras formas de generar eficiencia. Como explica Pawlowski, la gestión de procesadores a nivel de circuito y de transistor individual también puede ahorrar energía. Por ejemplo, los circuitos específicos de un transistor están diseñados para controlar la manipulación de una foto o para reproducir un DVD. Cuando es necesario utilizar ese circuito, los transistores que componen el circuito se encienden con un cierto voltaje. En un chip perfectamente eficiente, esos transistores se encenderían y apagarían solo cuando fueran necesarios. Sin embargo, incluso cuando un circuito está inactivo, sus transistores utilizan un pequeño voltaje que se escapa lentamente del transistor, dice Pawlowski. Esta fuga produce calor y desperdicia electricidad.
Si bien hay mucha superposición en las formas en que AMD e Intel abordan este problema de desperdicio y fugas a nivel de circuito, sus soluciones son diferentes. Intel está trabajando para resolver el problema mediante la designación de transistores de suspensión en un chip para microgestionar los circuitos en cada núcleo. Estos transistores apagan completamente el voltaje a los transistores en circuitos que están inactivos.
AMD también pone a dormir partes del procesador, explica McGrath; pero lo hace con un algoritmo que le indica al procesador que entre en varios niveles de suspensión, apagando su velocidad de reloj para que los cálculos en espera no se lleven a cabo tan rápidamente. El algoritmo puede pedirle a una pieza que entre en su estado de energía más bajo, dice, hay cinco o seis de estos estados de energía que se utilizan dependiendo de la carga del procesador.
Intel ha anunciado los precios de sus nuevos chips energéticamente eficientes: son menos costosos que las ofertas actuales de AMD, lo que ejercerá presión sobre su rival. Sin embargo, para Intel, la prueba de si sus chips de ahorro de energía pueden competir bien con las ofertas de AMD no llegará hasta que sus nuevos procesadores lleguen al mercado.