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El dilema de los procesadores multinúcleo de los smartphones

Los procesadores multinúcleo de los smartphones, como el Snapdragon S4, son piezas increíblemente complejas de silicio, cubiertas de avanzadas tecnologías que afectan cada aspecto del mismo. ¿Cómo son los núcleos del CPU usados en un procesador multinúcleos?. Veamos algunos aspectos interesantes:

¿Qué es exactamente el núcleo?

En sencillas palabras, un núcleo CPU es uno entre varios elementos funcionales que componen los procesadores, como el Snapdragon S4. Además de hacer que corran tus aplicaciones favoritas, opera para prácticamente todas las tareas inteligentes que te puedas imaginar.

Los juegos 3D se apoyan en la unidad de procesamiento gráfico (GPU) mientras que el audio de alta fidelidad y el video HD corren por el procesador de señal digital (DSP) y el motor de video respectivamente. Cada uno de estos escenarios corre por los núcleos CPU en algún punto.

Como bien lo dice su nombre, un procesador multinúcleos contiene más de un núcleo. Típicamente son dos o cuatro, pero no hay un límite técnico en el número. Dentro de ciertos límites, cada núcleo puede correr ciertas tareas independientemente de los otros núcleos.

Tumbemos algunos mitos

Hace todo el sentido del mundo asumir que un dualcore como el Snapdragon S4 MSM8960, es doblemente más potente que un singlecore, y que un quadcore es cuatro veces más rápido. Pero esta fórmula es incorrecta. Si bien pasar de un single a un dual y de un dual a un quad incrementa el desempeño, es raro el caso en el que éste desempeño se duplica o cuadriplica.

Una razón para explicarlo es que la mayoría de las aplicaciones son creadas para usar sólo uno o dos núcleos al tiempo. Sólo algunos juegos superavanzados o aplicaciones de edición de multimedia pueden aprovechar el beneficio de los multinúcleos. Otra razón es que muchas de las tareas son distribuidas en el procesador, y es acá donde entran en juego el poder del GPU, el espacio de memoria y las optimizaciones de velocidad y de software.

Para explicar la diferencia entre single, dual y quadcore, imagina una cafetería, que sería un procesador y ciertos clientes que son aplicaciones que quieren café. Los mozos, entretanto, son los núcleos que los sirven. Un sólo mozo sirve café de la máquina a las tazas, una por una. Si más clientes piden café, es posible que el mozo no pueda servirlos suficientemente rápido. En este caso, el cliente debe esperar.

Una manera de solucionar el problema es duplicar o cuadruplicar el número de mozos. Más mozos pueden atender a más clientes al tiempo para que ninguno de ellos deba ir mas allá de sus limitaciones físicas. Sin embargo, incrementar el número de mozos tiene sus contraprestaciones. Una máquina de café solo puede verter una taza de café a la vez, dejando a los otros mozos sin posibilidad de servir hasta que se llenen algunas tazas. Así, la adición de más mozos (o núcleos) puede tener una mejora incremental, pero no es exponencial.

¿Cuál es la solución?

La solución más sencilla que consiguen compañías como Qualcomm para mejorar el desempeño del procesador es incrementar la velocidad del reloj (clock speed) que se refiere a cuántas instrucciones puede ejecutar un procesador en un tiempo específico. Desafortunadamente, incrementar este clock speed (medido en MHz o GHz) también incrementa el consumo de energía y la generación de calor, que son inaceptables para los usuarios de smartphones. Por ello, una manera de incrementar el desempeño sin que el teléfono se derrita en el bolsillo es recurrir a la tecnología de multinúcleos.

Esto incrementa el desempeño al permitir que las aplicaciones, si son lo suficientemente avanzadas, corran por uno o más núcleos al tiempo. También ahorra energía pues cada núcleo puede correr a una velocidad menor que un núcleo sencillo, gracias a una tecnología llamada Asymmetric Multi-Processing.

Via: NokiaConversaciones

Catherin

Analista/Programadora. Hago cosas en Internet.

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