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viernes, 09 enero 2009
Procesadores duales en Linux
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Escrito por Martin Kenneth Lopez   
26.05.2007
Si nos ceñimos a la definición nativa de lo que es un SOP UNIX (Uniplexed Information and Computing System), del que desciende Linux, tenemos que detenernos especialmente en la definición de Multitarea, una característica de los sistemas operativos medianamente modernos, la cual permite que varios procesos sean ejecutados al mismo tiempo compartiendo uno o varios procesadores.

Esta particularidad hace que los sistemas descendientes de *NIX posean la capacidad de dividir sus procesos en tiempo real entre varios procesadores físicos, lo cual deja clara su versatilidad en estas máquinas. No todos los sistemas operativos son multitarea real, ya que suplen esta carencia emulando la misma a base de establecer una relación cooperativa o preferente, caso de Windows.

Las paginas info son mas completas que las paginas man, pero solo se encuentran para algunos comandos y programas esenciales. Encontramos por ejemplo la información sobre los permisos de ficheros, de programas de compresión, sobre aquellos que se añaden las paginas info de los programas que se disponen. Info es por lo tanto una base de documentos que podemos consultar localmente, y que puede ser muy útil.

¿Qué es un procesador?

Etimológicamente hablando diremos que es un componente de un sistema o máquina que se encarga de convertir la materia prima de éste y dar un producto que puede ser sometido a otro procesamiento o ser el producto final del sistema o máquina. Entrando más en materia lo podemos definir como un subsistema dependiente de un sistema principal que modifica la información recibida de una entrada de datos antes de transmitirla a una salida de datos.


La velocidad no es factor clave en el uso de procesadores de doble núcleo, ya que si entramos en consideraciones técnicas diremos que lo que realmente importa es la frecuencia. Por tanto la elección de un buen procesador de doble núcleo pasa por evaluarlo en funcióna su frecuencia de reloj, aunque no sea del todo correcta esta exposición, ni mucho menos válida para cualquiera que estudie actualmente arquitectura e ingeniería de cómputo.

Otro dato importante en su elección es la memoria caché, lugar de almacenamiento intermedio que permite un acceso más rápido a las instrucciones más utilizadas en los procesos.

En lo que sí nos ponemos de acuerdo todos, o la gran mayoría de los que utilizamos procesadores de última generación, es que la miniaturización de los mismos ha permitido mayor velocidad, ya que contribuye a disipar mejor el calor.

¿Qué son realmente los 64 bits?

Cada procesador dispone de una serie de celdas de memoria internas que pueden ser manejadas con libertad, denominadas registros con el fin de procesar información, almacenar datos intermedios o llevar a cabo accesos a me-moria de forma indirecta. Un procesador de 32 bits como el Pentium 4 de Intel o el AMD Athlon XP puede, porejemplo, sumar números entre 0 y unos 4 mil millones en un único paso, mientras que un procesador de 16 bits (como el Intel 286), que sólo puede contar hasta 65535, necesitaría dos pasos para operar con números mayores. Sin embargo, pocos procesadores de 64 bits tienen espacios de direccionamiento de 64 bits. En el caso del Intel Itanium, por ejemplo, dispone de un espacio de 44 bits. Un espacio de direcciones grande es crucial para muchas aplicaciones (por ejemplo, bases de datos). Es muy normal que el límite de 4 GB, perteneciente a los procesadores de 32 bits, suponga un problema. Un procesador de 64 bits puede calcular de forma nativa los valores iniciales de 64 bits en coma flotante ("doble precisión") y es, por tanto, más rápido. Esta es la principal razón por la que los procesadores de 64 bits están en cabeza en los benchmarks de coma flotante.

De forma resumida podemos decir que al aumentar el numero de bits a procesar por ciclos de reloj llegamos a alcanzar la cota de los 64 bits.

Intel vs AMD

Intel recientemente ha lanzado Intel Duo Core que dista bastante de su antecesor In-tel Itanium el cual disponía de 32 KB de caché L1 y de 96 KB de L2 y trabajaba a 800 Mhz; Intel Duo Core es un microprocesador con un motor de 151 millones de transistores que dispone de 2 núcleos de ejecución y unnivel de optimización elevado orientado a mul-titarea, permitiendo la ejecución de tareas de elevado consumo o exigencia de recursos de forma simultánea. La administración deenergía ha sigo gestionada escalando de forma independiente el consumo entre losdos núcleos y mejorando el control de tem-peratura del core lo que ha dado como resultado una mejora notable con respecto a suspredecesores.

AMD presenta soluciones como el Athlon 64, microprocesador de octava generación de la familia x86 con herencias de Opteron, primero en su género conocido como x86-64. El Athlon 64 presenta un controlador de memoria en el propio circuito integrado del microprocesador y otras mejoras de arquitectura que le dan un mejor rendimiento que a los anteriores Athlon y Athlon XP funcionando a la misma velocidad, incluso ejecutando código heredado de 32 bits. (AMD ha elegido un sistema de medida del rendimiento del procesador basado en los megahercios a los que tendría que funcionar un hipotético At-hlon Thunderbird para que diera el mismo rendimiento que un Athlon 64, en lugar de indicar los megahercios a los que funciona realmente).

En el caso de AMD, la administración de energía presenta solvencias importantes con respecto a productos anteriores, e incorpora una reducción de la velocidad del procesador denominada Cool’n’Quiet (frío y silencioso) que entra en acción cuando el usuario ejecuta aplicaciones que prácticamente no requieren el uso del procesador reduciendo la velocidad
y el voltaje, descendiendo de 89 a 22 W en consumo.

La tecnología Cool’n’Quiet ha constituido una mejora notable, introducida por AMD, para los microprocesadores Athlon 64 y Sempron fue ha implicado también a fabricantes de placas y BIOS, ya que estos tres componen-tes son los responsables directos de que di-cha implementación funcione correctamente, pues es necesario que la placa base sea capaz de entender un determinado conjunto de instrucciones, traducidas en impulsos eléctricos, que determinen si se está haciendo un mayor o menor uso de aplicaciones que requieran la dedicación del procesador de forma elevada y permitiendo que el kernel del procesador disminuya su temperatura cool y que a su vez se traduzca en una disminución de las revoluciones (rpm) del ventilador y por ende el ruido que este emite (dB, que suele rondar en torno a los 45-58 dB) en lo que han dado en denominar quiet.

A la “guerra” de los procesadores se ha sumado Transmeta Efficeon con la fabricación de procesadores x86, el TM8800, TM8600 y TM8620 que tratan de competir con los Pentium M de Intel. Para ello operan a 256 bits con una frecuencia de reloj que ronda 1 GHz soportando 8 instrucciones por ciclo de reloj.



Por otro lado los fabricantes de microprocesadores se han volcado en un concepto “virtual” de lo que es disponer de más de un procesador y lo han denominado Hyper-Threading (múltiples hilos). Intel trata de aproximarse al concepto de los procesadores duales incorporando esta tecnología basada en dos procesadores “lógicos” y no físicos que le otorgan una mejora en su rendimiento de un 40%, haciendo creer al usuario que dispone de 2 en lugar de 1 procesador llegando a tener una notoriedad de un 20%, y AMD mientras saca al mercado procesadores con Dual-Core físico, por tanto, con 2 núcleos distintos. Esta incorporación tecnológica a los procesadores de Intel no siempre puede ser disfrutada por los usuarios o propietarios de estos, ya que para ello las aplicaciones que utilicen deben haberse programado explícitamente para el aprovechamiento de múltiples hilos.

Este “parcheo” impuesto no es del todo bien aceptado por la comunidad de desarrolladores y a veces llega a exigir de los responsables del mantenimiento de infraestructuras informáticas la sustitución de equipos basados en socket 775 u otros de Intel y aportan muy poco a la hora de evaluar si realmente se produce un ahorro de los recursos y una mejora de la velocidad de los sistemas que corren en esta máquinas.

Benchmarking

GeekPatrol (www.geekpatrol.ca) publicó recien-temente una comparativa basada en pruebas de rendimiento realizadas en varios ordenadores de distintas arquitecturas, entre los que destacó Athlon 64 3200+ e Intel Xeon Dual 3.2 HT, en los que ambas arquitecturas, salvo algunas pruebas de memoria, mantuvieron una línea muy similar, independientemente de que en dichas pruebas no se precisan datos importantes que permitan establecer un principio básico de los test de rendimiento que debe basar las mismas en la igualdad de condiciones de las arquitecturas enfrentadas, algo que permitiría hacer más creíbles estas pruebas.



Una forma rápida de conocer en Linux las características de nuestra máquina desde consola es escribiendo el comando sudo cat /proc/cpuinfo para saber cuantos procesadores tenemos instalados y otras caracteristicas básicas del CPU.

Pero existen otras herramientas más sofi-sticadas como lo es Xinfo, una aplicación grá-fica que nos permiten disponer de un visor de sucesos, conocer el estado de la memo-ria, las particiones de nuestros discos duros, dispositivos conectados, firmware de los dis-tintos componentes actualizables, estado de la red y sus conexiones, asignaciones PCI, visualizar los logs generados por el sistema y controlar los demonios que están corriendo.

Podemos obtener esta aplicación de http://xinfo.sourceforge.net, (source=tar.gz, empaque-tados=rpm) que actualmente se encuentra en su version 2.0-1, y debemos vigilar las dependencias que tiene de otros paquetes antes de proceder a su instalación, tales com Tcl/tk o pciutils, entre otros. Distribuido bajo licencia GNU/GPL por Xento Fi-gal.

Existen otras aplicaciones orientadas al benchmarking bajo Linux entre las que destaco phpSysInfo (http://phpsysinfo.sourceforge.net) que nos da un control bastante exhaustivo del tipo de maquina, arquitec-tura, dispositivos conectados, carga de CPU,etc.

El “papel” de Linux en los 64 bits

Es algo que no había abordado aún pero que se hace evidente pensar que si alguien podía salir más beneficiado, si cabe, de la potencia de los 64 bits, ese era Linux, o pa-ra los más puristas, GNU/Linux. Y así fue, ya que este sistema operativo ha sabido adaptarse a esta arquitectura y para ello AMDllevaba tiempo asegurándose de que herra-mientas de compilado como gcc funcionaran de forma impecable en esta arquitectura.

Sin lugar a dudas, Linux se adueño deluso de esta arquitectura principalmente enel campo de los servidores, y si tenemos en cuenta que 4 de los 5 superordenadores más rápidos del mundo trabajan bajo Linux, y que en el mercado de los servido-res, un porcentaje cada vez mayor lo hace con Linux, no se nos escapa pensar que mu-chos de ellos lo hacen a través de chips Xeon de 64 bits u Opteron. (ver top500.org).

Son cada vez más las distribuciones existentes para los 64 bits (http://distrowatch.com), y eso augura un gran futuro para estesistema operativo en su relación de convivencia con la arquitectura x86-64, destacando Ubuntu/Kubuntu, SUSE, Mandriva One, Red Hat, y otros que cada vez con mayor velocidad se suman a la lista. Mientras el mercado del software privativo siga manteniendo una lucha por las Licencias y Patentes, los desarrolladores de software libre aprovechan la ventaja que tienen de poder adaptar los paquetes tradicionalmen-te liberados para los 32 bits, y de paso ayu-dar a que esta tecnología se extienda y estandarice.

Al menos ya está levantando pasiones par-te de su interfacez grafica, como los menús desplegables de Office 2007, que hacen que los desarrolladores de software libre se tengan que plantear seriamente si seguir siendo segundones es bueno y si debemos perder la ventaja ganada estos años en la creación de aplicaciones para los 64 bits, en la que el sistema operativo del pingüino es líder indiscutible, tanto por el número de aplicaciones existentes como por la calidad de estas.
Si observamos la tabla comparativa de las distribuciones Linux más actuales del mercado, donde se refleja claramente la tendencia de los desarrolladores de estar más presentes en las plataformas de 64 bits, podemos darnos cuenta del lugar importante que ocupa este sistema operativo.

Decantarse por la compra de un equipo con procesador de 64 bits es más que una decisión acertada, es dar un paso al frente en la evolución de los PCs de escritorio y de oficina, bien sea para pequeñas o medianas empresas o para usuarios particulares, ya que aporta mayor capacidad de gestión de los procesos habituales con bases de datos, gestión de gráficos y cada vez un mayor uso de DDBB,s externas ubicadas en servidores remotos que requiere de máquinas capaces de realizar varias tareas en tiempo real si que esto se convierta en una merma de su capacidad.



Es en los entornos de producción donde el uso de procesadores duales se hace más que evidente, ya que tareas de renderizado de vídeo con aplicaciones como Cinelerra(http://heroinewarrior.com/cinelerra.php3) son mu-cho más estables en 64 bits y con una notable reducción en los tiempos de este costoso proceso, en el que he visto como procesadores de 32 bits han sucumbido sistemáticamente en un renderizado de una pieza de 15 minu-tos.

La decisión de Intel o AMD, u otros, es algo que se ajusta más al marketing que estas compañías desarrollan a lo largo y ancho del planeta y a sus precios en el mercado, que a una cuestión de operatividad, ya que en la actualidad y tras haber leído varias decenas de artículos de una y otra parte, ha-biendo escudriñado cada benchmark queha caído en mis manos, leído y releído numerosas pruebas hechas por el archiconoci-do site Tom,s Hardware y tras numerosas pruebas con distribuciones Linux, princi-palmente Kubuntu 6.06 Dapper (ya que estenecesita de un kernel con soporte SMP)y Mandriva One 2006, puedo decir que no exis-te la prueba definitiva o perfecta que pue-da indicar quien de las dos opciones que lideran el mercado de los procesadores de mayor consumo es realmente la merecedora del titulo de “mejor procesador de 64 bits”, ya que ambas son buenas, estables y ofrecen al usuario final una serie de cualidades que solo son discutibles en función del campo en que se apliquen.

Fuente:  Linux+
Escrito por Luis Méndez Alejo para Linux+


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