| Artículos | 01 MAY 2006

Ampliación del hardware

Tags: Histórico
Ampliación de un equipo a 64 bits
Después de quedar claro que la implantación de sistemas de 64 bits está fuera de toda duda, y que sólo se trata de saber cuándo dar el paso, necesitamos conocer el estado en el que se encuentra el mercado. Comenzamos con los componentes hardware que sustentan todo.

Por supuesto, casi nada en el mundo del software se mueve hasta que existen unos estándares establecidos, y al menos esta vez la razón ha podido más que el orgullo de marca y podemos disfrutar de un modelo unificado de 64 bits, si bien con la personalidad propia de cada fabricante. En el mercado actual, prácticamente todos los ordenadores de sobremesa y servidores o estaciones de trabajo se venden con hardware de 64 bits, mientras que en los portátiles apenas se han introducido estas extensiones. Comentaremos los requisitos de cada componente para que pueda diseñar un equipo a medida o, en el mejor de los casos, reutilizar el mayor número de componentes a la hora de actualizar el actual.
Podemos comenzar con los componentes que más rápido evolucionan y por tanto son seguidos con entusiasmo por los más aficionados: los procesadores. Una vez decidido uno, estaremos limitados a una plataforma más definida y deberemos escoger la placa base correspondiente. De momento, los 64 bits no influyen en los demás periféricos de consumo, pero hace años que existen placas PCI de 64 bits en ordenadores de empresa.

Procesador
Cuando hablamos de un procesador de 64 bits estamos describiendo un micro que ejecuta instrucciones de 64 bits, posee registros de 64 bits y buses de comunicación de 64 bits. Con 32 bits, el mayor número que se puede definir es 4 GB (2 elevado a 32) y es el límite de memoria que pueden direccionar los registros internos. El primer gran beneficio de 64 bits se obtiene al poder direccionar hasta 16 exabytes (2 elevado a 64) algo que podemos asimilar a una cantidad infinita de memoria hoy en día. Para abaratar los procesadores, estas capacidades se han autolimitado para direccionar un espacio de memoria de 40 bits o lo que es lo mismo, 1 terabyte, una cantidad enorme pero que todos entendemos como 1.000 gigabytes. Los sistemas operativos también limitan aún más esta cantidad, pero con todo es la característica más destacada de esta tecnología.
Los registros son pequeñas zonas de memoria dentro del procesador, muy rápidas, y que los programas utilizan para almacenar valores intermedios de cálculos u otros datos. La arquitectura clásica x86 tan sólo proporciona 8 registros de uso general, de 32 bits, lo que hoy en día se puede considerar insuficiente. Esto obliga a los programas a dar más rodeos y reducir el rendimiento. Los nuevos procesadores contarán con un total de 16 registros de 64 bits de tamaño. Además, la arquitectura x86-64 añade 8 nuevos registros de 128 bits SSE/SSE2 para operaciones multimedia, lo que facilita el trabajo de decodificación de archivos de vídeo MPEG, por ejemplo. Como beneficio adicional, se adoptan SSE (Streaming SIMD Extensions) y SSE2 como métodos de aceleración multimedia y cálculos de precisión, desplazando a otros incompatibles y menos eficientes como MMX o 3DNow!

Procesadores AMD
En 2003 AMD lanzó sus líneas Opteron de procesadores de 64 bits para PC (orientada a empresas) y Athlon 64 (para consumo). Con ellas introdujo la necesidad de ampliar la caduca arquitectura x86 y denominó AMD64 a su propuesta sucesora. El truco de AMD ha sido coger las instrucciones de 32 bits de Intel (x86) y añadirle instrucciones hasta completar un juego de instrucciones expandido de 64 bits. La ventaja está en que estos micros son cien por cien compatibles con todo el software actual. Y convertir un programa para que sea nativo de 64 bits tan sólo requiere recompilarlo, por lo que a partir de un código de programa común es posible obtener ejecutables optimizados para 32 y 64 bits sin apenas trabajo extra. Para proporcionar esta ventaja ha diseñado dos modos primarios de operación para esta arquitectura, Modo Largo y Modo Herencia. Baste decir que este último es transitorio mientras se utilizan sistemas operativos antiguos (ya sean de 16 bits como MS-DOS o de 32 bits como la edición estándar de Windows). El Modo Largo es el que utilizarán los sistemas operativos nativos de 64 bits y con él se pueden ejecutar simultáneamente aplicaciones de 32 bits y 64 bits.
Por supuesto, en los procesadores AMD64 encontramos los nuevos registros, pero a diferencia de Intel, AMD introdujo además otras innovaciones que le han permitido mantenerse al mismo nivel e incluso superar el rendimiento de los procesadores de su rival. La más destacable es la Arquitectura de Conexión Directa. Los nuevos procesadores de AMD integran el controlador de memoria (que en la arquitectura x86 se encuentra en el puente norte), con un ancho de banda máximo de memoria de hasta 6,4 Gbps y que conecta directamente el procesador con la memoria DDR SDRAM.
El bus de sistema admite hasta 2.000 MHz, empleando la tecnología HyperTransport, con un ancho de banda total del procesador al sistema de hasta 14,4 Gbps. Proporciona la comunicación más rápida del mercado entre procesador y el puente sur.
El consumo de energía de los procesadores de AMD se ha mantenido por debajo de la media, pero además ha añadido la tecnología Cool‘n’Quiet que permite reducir el consumo, el ruido y el calor generado cuando el equipo se encuentra en reposo o se utilizan aplicaciones sencillas. Por último, Bit NX es una característica del procesador que permite al sistema operativo prohibir la ejecución del código en área de datos, mejorando la seguridad y que ya está soportada en Windows XP SP2.
La ya dilatada trayectoria de AMD en los 64 bits le permite disfrutar de una gama completa de procesadores de sobremesa: los profesionales Opteron, los Athlon para consumo, algunos modelos Sempron en la gama baja (Athlon recortados en algunas características como la caché), hasta la gama más alta con los reforzados Athlon 64 FX. Los procesadores más recientes, además de poseer tecnología de 64 bits incluyen doble núcleo y se denominan Athlon 64 X2, por lo que, sin duda, son los más completos. Por último, el año pasado AMD lanzó los Turion 64 Mobile, modelos diseñados para portátiles, que no tienen competencia actualmente de 64 bits. Si bien los portátiles no suelen soportar grandes cantidades de memoria ni aplicaciones extremas, se han mostrado lo suficientemente económicos como para tenerlos en cuenta.
Hace tiempo que las denominaciones de los procesadores de consumo de AMD (ahora también asimilado por Intel) se ajustan a un índice de rendimiento y no a la cifra real de velocidad de reloj a la que trabajan. Sin embargo, debemos tener en cuenta que existen modelos con idénticos índices y con núcleos distintos, que varían por su velocidad, tamaño de caché y sobre todo por el número de pines del encapsulado, lo que determina la placa base con la que son compatibles (consultar la tabla de modelos).

Procesadores Intel
A principios de 2005, poco después de que Microsoft tuviese preparado su Windows edición 64 bits, Intel decidió que era el momento de lanzar sus procesadores con la tecnología de 64 bits, denominada EMT64 (Extended Memory 64 Technology). Al contrario que AMD, los procesadores de Intel no cambiaron apenas otras características, por lo que se puede considerar que realmente eran actualizaciones de 64 bits de los antiguos procesadores. Tamp

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