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Por qué las CPU no se vuelven más rápidas
La Unidad Central de Procesamiento (CPU), el componente que ha definido el rendimiento de su computadora durante muchos años, ha chocado contra una pared.
De hecho, la próxima generación de CPU, incluida la próxima generación de Intel Sandy Bridge procesador, tengo que lidiar con múltiples paredes –Un cuello de botella en la memoria (el ancho de banda del canal entre la CPU y la memoria de una computadora); la pared de paralelismo de nivel de instrucción (ILP) (la disponibilidad de suficientes instrucciones paralelas discretas para un chip de múltiples núcleos) y la pared de energía (la temperatura general del chip y el consumo de energía).
De los tres, la pared de energía es ahora posiblemente el límite definitorio de la potencia de la CPU moderna. A medida que las CPU se han vuelto más capaces, su consumo de energía y producción de calor ha aumentado rápidamente. Es un problema tan tenaz que los fabricantes de chips se han visto obligados a crear sistemas en un chip: conurbaciones de procesadores especializados más pequeños. Estos sistemas son tan extensos y diversos que han hecho que los observadores de la industria desde hace mucho tiempo, como Linley Gwennap de Microprocessor Report, cuestionen si la definición original de CPU se aplica a los chips actuales .
Al lanzar Sandy Bridge, observa Gwennap, Intel tiene poco que promocionar en términos de rendimiento mejorado de la CPU:
Claro, encontraron algunos lugares para cortar y meter, obteniendo un pequeño porcentaje en el rendimiento aquí y allá, pero es difícil mejorar una CPU de cuatro problemas que ya tiene la mejor predicción de sucursales del mundo.
En cambio, Intel está promocionando los nuevos chips capacidades gráficas integradas y manejo de video mejorado , los cuales se logran con partes del chip dedicadas a estas tareas, no la CPU en el interior, que se vería obligada a manejarlas en el software y en el proceso quemaría un porcentaje mucho mayor de la energía y el consumo de calor del chip.
¿Y qué hay de las tareas informáticas de propósito general? Gennap explica que aquí, paradójicamente, la clave para conquistar el muro de poder no es más poder, es menos. Menos vatios por instrucción significa más instrucciones por segundo en un chip que ya está funcionando tan caliente como sea posible:
Los cambios que hizo Intel se referían más a menudo a la potencia que al rendimiento. La razón es que los procesadores de Intel (como la mayoría de los demás) están contra la pared de energía. En los viejos tiempos, el objetivo era sacar más megahercios de la tubería.
Las CPU de hoy tienen megahercios para quemar, pero se ven limitadas por la cantidad de calor que puede extraer el sistema. Reduzca la potencia de la CPU en un 10% y puede aumentar la velocidad del reloj para compensar, convirtiendo la potencia en ganancias de rendimiento. La mayoría de los equipos de diseño de CPU están ahora más centrados en el presupuesto de energía que en el presupuesto de tiempo.
Esto significa que, al menos con esta generación de chips, Intel está innovando en cualquier lugar menos en la propia CPU.
A medida que los procesadores de tareas específicas se vuelven cada vez más comunes, uno no puede evitar notar paralelismos con la computadora más poderosa del mundo: el cerebro humano.
El cerebro está lleno de núcleos de procesamiento altamente especializados, así como capacidades computacionales generales. Si el silicio continúa siguiendo la tendencia establecida por la evolución, podemos esperar CPU futuras en las que la unidad central de procesamiento sea cada vez menos importante, y los procesadores específicos de tareas proliferen hasta que Systems on a Chip llegue a parecerse a la metrópolis enmarañada y en expansión que aparece. haber conquistado la paralelización masiva de una manera que los científicos de la computación ahora solo pueden soñar.
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