viernes, 4 de noviembre de 2011

Llegamos a Sandy Bridge-E

La tecnología aplicada a la informática avanza a un ritmo vertiginoso, incluso tratándose éste de un ritmo controlado, ya que el mercado no puede asimilar con tanta frecuencia un producto nuevo, y porque además suministran ese avance en pequeñas dosis para exprimir su rentabilidad. Ni siquiera los que seguimos la informática de cerca y tenemos más conocimientos en la materia, lo tenemos fácil para seguir, ordenar y memorizar todas las novedades técnicas que surgen y su nueva nomenclatura. Sandy Bridge-E es el nombre de la próxima microarquitectura de procesadores desarrollada por Intel para la gama entusiasta, y cuyo lanzamiento se producirá de forma inminente dentro de dos semanas, el 15 de Noviembre, si no sufre un retraso imprevisto.



La microarquitectura de un procesador conlleva un diseño y funcionalidades de la CPU propiamente; una interfaz o zócalo de conexión del procesador (socket); un conjunto de chips auxiliares del procesador (chipset); y todas estas partes ensambladas en una placa base (motherboard) específica para la plataforma de la microarquitectura en cuestión. En el caso de Sandy Bridge-E se denominan como Core i7-3xxx, LGA 2011, y X79 a las CPUs, socket y chipset respectivamente.



Para conocer mejor todas las líneas de procesadores actuales, hablando en particular de microarquitecturas Intel para ordenadores de sobremesa, y las mejoras que presentan en cada salto evolutivo hasta llegar al objeto de esta entrada, el Sandy Bridge-E (SNB-E), he realizado un esquema resumen con las principales características de cada uno, su nomenclatura asociada, así como el socket y los chipset que emplean.

Antes de mostrar el esquema detallaré algunos aspectos para que resulte luego más sencilla su comprensión:
  • Las microarquitecturas presentes en detalle en el esquema son las posteriores a la familia de procesadores Core 2. Aunque he mencionado (en texto gris claro) a estos procesadores por ser los predecesores de las sucesivas microarquitecturas.
  • El esquema representa, de arriba hacia abajo, el tiempo, siendo las microarquitecturas situadas en la parte inferior las más actuales. Por hacer el esquema más comprimido, algunas arquitecturas aparecen a la misma altura, pero un bocadillo indica la primera fecha de su lanzamiento, el cual además sí se encuentra situado en coherencia con la línea vertical de tiempo.
  • La flecha de la línea temporal hace además de separador entre las dos familias de microarquitecturas, a la izquierda la familia de gama alta o entusiasta (high-end) y a la derecha la familia de gama media o para el público mayoritario (mainstream).
  • He omitido algunos datos por claridad del esquema y para centrar la atención en la parte de evolución que quería mostrar.


Esquema de evolución de plataformas Intel para sobremesa hasta Sandy Bridge-E

Matizando algunos puntos más de interpretación del esquema:
  • En relleno de color gris represento las microarquitecturas “obsoletas”, entendiendo como obsoleta aquella que no es la línea actual. Para la gama entusiasta quedará de forma inmediata sólo el Sandy Bridge-E como única plataforma vigente; y para la gama media su actual equivalente Sandy Bridge, el cual será reemplazado dentro de unos meses por los próximos procesadores Ivy Bridge (ya reflejados en el esquema) que serán compatibles a nivel de socket y chipset con los Sandy Bridge.
  • En relleno de color morado dentro de la gama entusiasta he dejado a los Gulftown, me parecía poco sensato tacharlos de obsoletos, aunque en realidad sí lo son (serán) en el sentido estricto señalado en el punto anterior, pues la plataforma entusiasta basada en el socket LGA1366 quedará eclipsada por la nueva LGA2011 de Sandy Bridge-E.


La tecnología es cruel, rápidamente algo se queda viejo, obsoleto, pero afortunadamente luego está el sentido común y la aplicación que le damos en el mundo real; a pesar de que viendo este esquema un Core2 Duo o Core2 Quad parecen dinosaurios, porque habrá ya mismo 6 arquitecturas de procesadores posteriores, sigue siendo un procesador con rendimiento muy bueno y más que suficiente para el uso doméstico, y las necesidades de la inmensa mayoría de usuarios.


Características del Intel Sandy Bridge-E
Si cogemos por un lado el procesador Intel de sobremesa actual de gama entusiasta, el Gulftown con 6 núcleos y 12 hilos; y por otro lado el procesador actual para el gran público que ya fue renovado a principios de año a una nueva microarquitectura, Sandy Bridge 32nm; obtenemos como resultado un procesador de 6 cores y 12 threads fabricado a 32nm y con las mejoras de la arquitectura Sandy Bridge con algunas novedades, siendo este resultado grosso modo el Sandy Bridge-E.

No siempre que diseñan una nueva microarquitectura de procesadores implica que necesite un zócalo nuevo (conllevaría un cambio de placa base obligatorio) ni tampoco que requiera de un chipset nuevo (aunque suele ser más habitual y también supone renovar la placa base); para el caso de Sandy Bridge-E, sí es necesario adquirir la plataforma completa, es decir, una placa base ya que utiliza un nuevo zócalo de conexión LGA 2011 y un nuevo chipset específico X79 no existente hasta el momento y diseñados para él. En el esquema se pueden apreciar casos en los que la plataforma cambia completamente en una nueva generación de procesador, y otros en que se reutiliza (o es compatible) la misma.





Sandy Bridge-E comparte (o hereda) gran parte de las mismas bondades en innovación tecnológica presentadas con los fantásticos procesadores mainstream de Sandy Bridge:
  • Tecnología Turbo Boost 2.0. Optimización de la tecnología Turbo Boost para aumentar de forma más efectiva la velocidad de los núcleos por encima de su especificación cuando no están todos ellos en carga máxima.
  • Nuevo juego de instrucciones AES (Advanced Encryption Standard). Para obtener gran rendimiento en las operaciones de encriptación, cifrado de datos.
  • Nuevo juego de instrucciones AVX (Advanced Vector Extensions). Para obtener gran rendimiento en las operaciones de coma flotante, las cuales se emplean en muchas y diversas aplicaciones de uso real como en las relacionadas con multimedia.
  • Diseño simplificado del chipset. Por primera vez en la plataforma entusiasta se elimina del chipset el chip NB (NorthBridge) integrando su funcionalidad en la propia CPU; y quedando ahora compuesto sólo por un microchip, Intel X79, que hace las funciones del antiguo SB (SouthBridge) y ahora llamado PCH (Platform Controller Hub). Este diseño reduce los tiempos de espera (latencias) y elimina cuellos de botella.
  • Puertos SATA 6 Gbps nativos. El chipset incluye un controlador para dos puertos nativos SATA de 600 MB/s, los conocidos como SATA III.
  • Proceso de fabricación de 32nm. Implica menores consumos, menores temperaturas, y/o mayor capacidad para unas frecuencias elevadas.
  • Mejora notable en rendimiento single-thread. Como consecuencia de todas estas mejoras en la microarquitectura y de algunos aspectos más del diseño mejorado, el rendimiento en aplicaciones que sólo utilizan un núcleo (single thread) aumenta notablemente. Esto es un aspecto muy importante porque muchas aplicaciones (o procesos) que usamos son de esta índole, bien por no estar aún optimizados para multi-hilo (multi-thread) o bien por la naturaleza del trabajo que desempeñan.




¿Qué aporta nuevo Sandy Bridge-E con respecto a Sandy Bridge?
  • Mayor número de núcleos. 6 cores (12 threads) para ofrecer un mayor rendimiento en aplicaciones multihilo.
  • Mayor caché de nivel 3. Aumento del rendimiento gracias a reducir el número de accesos a la memoria principal.
  • Memoria de cuádruple canal. Su controlador de memoria integrado es quad channel aumentando así el ancho de banda obtenido con la memoria principal. Por lo tanto, para conseguir el máximo rendimiento en Sandy Bridge-E habrá que montar kits de memoria formados por cuatro módulos (aunque no será obligatorio).
  • Mayor número de carriles PCIe. 40 lanes de PCI Express para sacar el máximo rendimiento a soluciones multi GPU, pudiendo configurar 3 tarjetas gráficas en link 16x+16x+8x, o bien 4 gráficas en links 16x+8x+8x+8x, entre otras posibles configuraciones.
  • PCI Express 3.0. Además de aumentar el número de carriles (o lanes) de PCIe, dobla la velocidad por carril alcanzando 1 GB/s en cada uno, al ser éstos PCIe 3.0.
  • Más posibilidades de Overclock. La capacidad de overclock (OC) en Sandy Bridge es ya brillante pero está limitada sólo a los modelos de procesador terminados en K (con multiplicador desbloqueado). En Sandy Bridge-E tenemos además la posibilidad de realizar el overclock elevando también la frecuencia del bus del procesador, ya que a diferencia de su hermano pequeño, este reloj incorpora un factor corrector (multiplicador) para no enlazar la misma frecuencia a la CPU que al resto de buses.



Hasta el momento todo muy dulce, ahora voy con un poco de amargo, aunque no lo suficiente para que se vuelva realmente un caramelo amargo.

Consideraciones de la plataforma Sandy Bridge-E
Aunque he mencionado como una característica nueva que aportará SNB-E su compatibilidad con PCI Express 3.0, no lo hará de forma oficial o publicitada en el momento de su lanzamiento. Esto es debido a que no ha conseguido obtener a tiempo la certificación antes de entrar en el proceso de fabricación. Seguramente en sus características del PCIe mostrará que soporta 8 GT/s o 1 GB/s (en cada lane) que es equivalente a decir que es PCIe 3.0 pero sin decirlo pues no estará certificado con el estándar.

La primera revisión (stepping) de los procesadores Sandy Bridge-E que saldrán al mercado, será la revisión C1, tendrán una parte de su aceleración de virtualización por hardware dañada, concretamente la parte de tecnología Intel VT-d, no es algo relativamente grave por ser una característica no utilizada de forma masiva a nivel doméstico, además por software se podrán realizar esas funciones si empleamos máquinas virtuales, aunque obviamente a un rendimiento mucho menor.
Como información adicional, esta tecnología de virtualización VT-d no la incorporan, por ejemplo, los procesadores Sandy Bridge desbloqueados (modelos K), y siguen siendo muy buenos, potentes, y recomendados procesadores.
Volviendo a SB-E, la otra tecnología de aceleración por hardware, Intel VT-x, sí funcionará correctamente. El fallo en su parte VT-d fue detectado por Intel cuando ya se encontraban en proceso de fabricación. En una futura revisión del chip, posiblemente la C2, y dentro de unos meses, saldrá la CPU con este problema corregido.

Otro aspecto que se encuentra a faltar en una plataforma que se lanza prácticamente en 2012, es la incorporación en el chipset de un controlador USB 3.0; y es algo no comprensible a estas alturas que no lo hayan integrado. Como consecuencia las placas bases para Sandy Bridge-E montarán un chip adicional de terceros para ofrecer la conectividad USB 3.0, igual que sucede en el resto de plataformas Intel actuales..



Para terminar
Estamos ante la inminente mejor plataforma disponible para uso doméstico, una arquitectura pensada y diseñada con enfoque para uso en servidores de máximo rendimiento que emplearán los procesadores equivalentes de la familia Intel Xeon E5. Es difícil justificar el desembolso que supone Sandy Bridge-E, y más teniendo la opción de la excelente gama media de Sandy Bridge con un procesador muy potente como el i7-2600K a precio competitivo; pero Intel permite que los entusiastas podamos trastear y probar en casa su arquitectura de máximo rendimiento.

En el esquema he reflejado la veloz evolución y el avance de las últimas generaciones de procesadores Intel, ahora y como he titulado este artículo, llegamos a Sandy Bridge-E.

Un mes más tarde de esta publicación... Si queréis podéis ver la película del montaje de mi Sandy Bridge-E, pero antes y si os ha gustado esta entrada es de agradecidos despedirla con un +1.


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