Seguramente estos últimos meses has escucho mucho hablar de procesadores con núcleos heterogéneos, pero no sabes que significa. Aunque lo escucharas sobre todo por los procesadores de Intel, sabemos que AMD lo aplicará en próximas generaciones de Ryzen. Vamos a explicarte de manera sencilla qué es un procesador heterogéneo y en qué se diferencia con la anterior estructura de procesadores monolíticos.
En primer lugar, debes saber que esto no es los procesadores heterogéneos de Intel, sino que lo han copiado. Decir que lo han copiado es simplificarlo mucho, digamos que han extrapolado la idea de la arquitectura ARM.
Igual ARM tampoco te sueña, pero están especializados en diseño de núcleos para procesadores de smartphone. Si, en tu bolsillo llevas un procesador de esta compañía, bueno, diseñado por ellos ya que no fabrican nada. Tranquilo, te vamos a dar todas las claves para que presumas de conocimientos tecnológicos en tus reuniones de amigos.
Entendiendo el termino de procesador monolítico
Una de las primeras cosas que debemos tener en cuenta cuando empezamos a hablar sobre los términos que hemos mencionado está en reconocer el aspecto principal que tiene, es decir, a qué se refiere el término, a que en este caso no hace referencia al propio tamaño de los procesadores. Este es uno de los primeros fallos que suelen tener los usuarios, ya que en lugar de nombrar el tamaño que tienen los procesadores realmente se refiere al diseño que tienen los núcleos en lugar de definir cómo de pequeños son estos mismos.
En este caso, cabe destacar ciertos aspectos de la historia de este componente, los primeros procesadores tenían únicamente un núcleo, mientras que fue el Intel Core2Duo el primero que incorporó dos en su lanzamiento allá por 2011. En la actualidad esto ha cambiado bastante, los procesadores comerciales actuales son capaces de incorporar hasta 16 núcleos, mientras que otros utilizados para trabajo más intensivo o incluso para servidores pueden triplicar fácilmente esta cantidad.
Entrando ya en detalle, monolítico hace referencia tanto al diseño como a la fabricación de los procesadores, en concreto indica que todos los núcleos dentro del DIE de la CPU tienen el mismo tamaño, pero no indica en ningún momento el tamaño real, simplemente a cómo están creados. Esto a su vez implica que obviamente, tampoco hace referencia a su potencia.
En general la denominación «monolítico» simplemente sirve para catalogar los diferentes procesadores con una arquitectura o tipología de núcleos frente a aquellos modelos nuevos que usan dos arquitecturas o tipologías de núcleos, es decir los heterogéneos. Uno de los ejemplos más claros que hay por ejemplo de procesadores heterogéneos son los procesadores de Intel que incorporan dos tipos de núcleo distinto, los P-Cores y los E-Cores, mientras que un modelo monolítico sería aquel que cuenta con un solo tipo de núcleos.
Todo esto puede parecer un poco complicado, pero debería ser más sencillo de entender con los ejemplos que os hemos indicado.
ARM y su arquitectura big.LITTLE
Lo primero que debes saber es que ARM no fabrica absolutamente nada. Esta empresa está especializada en diseño de núcleos y otras soluciones que ofrece a empresas como Samsung, Qualcomm y cualquier otra empresa que quiera sus diseños. Ofrecen permiso para que estos cojan sus diseños y los combinen como quieran, pagando, obviamente.
Hace algunos años se encontraron con un problema: no sabían cómo aumentar la cantidad de núcleos sin afectar al consumo de la batería. Para ello idearon un diseño de procesadores hibrido que denominaron big.LITTLE. Los procesadores de potencia son «big» y los procesadores de eficiencia son «LITTLE», de ahí el nombre «divertido» de este tipo de diseño.
Dicho diseño de procesadores se basa en combinar núcleos de alta eficiencia con núcleos de alto rendimiento. Mientras navegas, escribes un WhatsApp o ves TikTok, los núcleos activos son los de eficiencia. Permite alargar la autonomía del dispositivo enormemente.
Pero, ¿para qué sirven los núcleos de alto rendimiento o potencia? Se utilizan para cuando hay una gran demanda de recursos. Traducido, vendría a ser cuando realizas una videollamada, editas fotos o vídeos en el móvil o bien, inicias un juego.
Cómo lo han «copiado» AMD e Intel
Intel sabemos cómo ha «copiado» big.LITTLE para sus procesadores heterogéneos, pero no lo sabemos de AMD. No lo sabemos porque no hay aún procesadores Ryzen heterogéneos en el mercado. Pero, sí que se han filtrado algunas cosas al respecto, ya que estarían próximos a llegar.
Sobre lo que se ha filtrado, a nivel global, los Intel y AMD tienen una estructura muy similar. Luego es cierto que cada uno usa un diseño, una distribución, unas tecnologías y bla, bla, bla. Cierto es que los Ryzen no imitan big.LITTLE, pero tienen la particularidad de haber realizado un cambio de diseño interesante respecto a los procesadores monoliticos «convencionales».
Intel y sus nuevos núcleos
Para desarrollar estos nuevos procesadores contrataron a Jim Keller. Seguramente este nombre no te suene de absolutamente nada, pero es el padre de los actuales AMD Ryzen. Tenía la «sencilla» misión de solucionar el problema que tenía Intel: estaban muy limitados a la hora de aumentar el número de núcleos en sus procesadores.
Simplificándolo mucho, sabía mucho de la arquitectura de ARM y había desarrollado la arquitectura Zen de los Ryzen. Así que combina ambas con diferentes subtencologías de Intel para desarrollar los primeros procesadores heterogéneos de la compañía.
Estos procesadores combinan dos tipos de núcleos que se denominan y funcionan así:
- E-Cores: Son núcleos de alta eficiencia que están siempre activos en cargas livianas como navegar, multimedia, ofimática y similares. Normalmente están fabricados en arquitecturas más «sencillas» pensadas para procesadores de bajo consumo. Además, los E-Core entran como «ayuda» a los P-Cores siempre que exista necesidad
- P-Cores: Hablamos de núcleos de potencia que se activan cuando hay grandes cargas, como videojuegos, edición de fotos y vídeos, streaming y otros. Estos se basan en arquitecturas punteras de alto rendimiento.
AMD y su arquitectura Zen
Realmente, AMD no ofrece aún procesadores heterogéneos, aunque sabemos que no tardarán en llegar. Antes de su disponibilidad, la compañía con su arquitectura Zen ya ha iniciado la transición. Lo hizo dividiendo sus núcleos en varios DIE e interconectándolos con un chip de control. Concretamente, esta es su estructura y denominaciones:
- CCX: Hace referencia a un bloque compuesto por cuatro núcleos. Los primeros procesadores tenían dos CCX separados en dos DIE diferentes, pero ahora se cuentan dos CCX por cada DIE. Este conjunto de dos CCX recibe la denominación por parte de AMD de CCD
- CCD: Sencillamente es la denominación que recibe cada DIE compuesto por dos CCX. El CCD es donde se incluye la caché L3 que es compartida por cada uno de los CCX
- I/O DIE: Básicamente, haría la función de gestor del tráfico. Es el encargado de comunicar los CCD y CCX con el chipset, la memoria RAM y el resto de componentes del ordenador. Va distribuyendo la carga de manera uniforme para evitar saturar un núcleo, CCX o CCD
