Universidad de Puerto Rico en Bayamón Departamento de Ciencias de Computadoras
Comparación de los procesadores AMD Turion™ 64 X2 e Intel® Core™ 2 Duo
Giselle Zeno Torres 841-06-9108 Curso: Arquitectura del Computador Prof. Filiberto Arniella
Tabla de Contenido
I. Introducción II. Descripción del procesador III. Organización del procesador A. AMD Turion™ 62 X2 B. Intel® Core™ Core™ 2 Duo IV. Comparación de las especificaciones A. AMD Turion™ 62 X2 B. Intel® Core™ Core™ 2 Duo V. Conclusiones VI. Referencias VII.
Anejos
Introducción
Dentro una arquitectura específica de procesadores, existen distintos procesadores fabricados por varias compañías y cada procesador en específico es distinto en cuanto a las especificaciones de sus componentes. Por ende, en esta investigación se busca comparar las diferencias de las especificaciones de dos procesadores, que a pesar de que las instrucciones de cada uno son equivalentes en su arquitectura, difieren en especificaciones por ser modelos distintos y ser de compañías diferentes.
Se escogió el procesador AMD Turion™ 64 X2 TL-60 de la compañía Advanced Micro Devices y el procesador Intel® Core™ 2 6320 de la compañía Intel debido a que el primero es el procesador de mi computadora portátil, el segundo es el de mi computadora de escritorio y deseaba comparar ambos procesadores con el propósito de conocer más sobre cada uno y de sus diferencias.
Esta investigación se llevó a cabo mediante el método de compilación al buscar información sobre los procesadores en las páginas oficiales de sus manufactureros y utilizar programas para medir el desempeño de ambos procesadores. Luego, esta información se utilizó para llevar a cabo las comparaciones entre ambos procesadores luego de ser descritos.
2
Descripción del procesador
La unidad central de procesamiento, conocida como procesador, es una unidad funcional de la computadora que interpreta y ejecuta instrucciones. El procesador (CPU por sus siglas en inglés), está constituido por la unidad de control y la unidad lógica de aritmética (ALU por sus siglas en inglés), los registros y en algunas ocasiones los caches.
De los componentes del CPU, la unidad de control se encarga de controlar todas las operaciones del CPU, incluyendo las del ALU, el movimiento de datos dentro del CPU y el intercambio de datos y señales de control a través de interfaces externas, como los buses. El ALU es el componente que se encarga de llevar a cabo las tareas de operaciones aritméticas, operaciones lógicas y toda operación relacionada.
Los registros son una memoria de alta velocidad internos al CPU que sirven para acelerar los procesos que el CPU debe llevar a cabo. Mientras que los caches son una memoria relativamente pequeña y rápida que está de intermediaria entre memorias de mayor tamaño lentas y el CPU. El cache guarda los datos recientemente accesados y
Ilustración 1. Componentes del CPU
está diseñado para acelerar el uso subsiguiente a los mismos datos.
3
Organización del Procesador
Antes de que una instrucción pueda ser ejecutada, las instrucciones del programa y los datos deben ser cargados a memoria desde un dispositivo de entrada o uno de almacenamiento secundario. Como se puede apreciar en la ilustración 2, una vez los datos necesarios y las instrucciones se encuentran en memoria, el CPU lleva a cabo los siguientes cuatro pasos para cada instrucción, conocidos como ciclo de máquina: 1. La unidad de control control busca la instrucción de memoria. 2. La unidad de control control decodifica la instrucción y dirige que los datos necesarios sean movidos de memoria a el ALU. 3. El ALU ejecuta las instrucciones Ilustración 2. Machine Cycle (Autor: University of Rhode Island) matemáticas ó lógicas. 4. El ALU guarda el resultado resultado de la operación llevada a cabo cabo en memoria ó en un registro. Luego de ejecutar el ciclo de máquina, la unidad de control eventualmente dirige a la memoria a llevar el resultado de la operación a un dispositivo de almacenamiento secundario. El CPU contiene un reloj interno que sincroniza todas las operaciones de la computadora. Un solo ciclo de máquina puede estar compuesto por un número sustancial de sub-instrucciones de las cuales cada una toma como mínimo un ciclo de reloj.
4
Cada tipo de CPU está diseñado para entender un grupo de instrucciones específico llamado set de instrucciones. Debido a esto, puede que un CPU no entienda el set de instrucciones de otro CPU. Por ejemplo, el set de instrucciones de una arquitectura de CPU PowerPC no es compatible con el de una x86 ó una x64. Aunque, existen algunas arquitecturas que utilizan de base arquitecturas anteriores y de esta manera son compatibles hasta un punto con esas arquitecturas. Ejemplo, la arquitectura x86-64 está basada en la arquitectura x86 lo que significa que los programas creados para la x86 pueden ser ejecutados en la x86-64.
AMD Turion™ 62 X2 El procesador AMD Turion™ 62 X2 , contiene dos cores los cuales actúan como si fuesen dos procesadores. Cada core tiene sus propios niveles de cache de nivel uno y dos (L1 y L2). El primer nivel de cada core es de arquitectura tipo Harvard ya que divide el cache en dos partes una para las instrucciones y otra para los datos mientras que el segundo nivel es de arquitectura tipo Princeton ya que no se divide el cache. La única diferencia, a dos procesadores por separado, es que los dos core tienen que compartir algunos buses.
Como se puede apreciar en la ilustración 3, este procesador tiene integrado el controlador de memoria primaria (DDR2) de alto rendimiento y ancho de banda. Además, está diseñado para obtener una latencia baja y así funcionar con mayor rapidez.
5
Adicional, utiliza la tecnología HyperTransport™ la cual está diseñada para aumentar la velocidad de comunicación entre el procesador y los demás componentes. Esta tecnología aumenta la velocidad hasta 48 veces más, creando un enlace directo entre los componentes integrados de la computadora. Además, el HyperTransport™ bus ayuda a reducir los embotellamientos contribuyendo a la eficacia de ésta tecnología.
Ilustración 3. Organización del procesador AMD Turion™ 62 X2
Intel Core™ 2 Duo El procesador Intel Core™ 2 Duo , contiene dos cores al igual que el procesador mencionado antes pero con la diferencia que en este procesador se comparte el segundo nivel de cache (L2) entre ambos cores . El primer nivel de cache es de 6
arquitectura Harvard mientras que el segundo, el cual es compartido, es de arquitectura Princeton ya que no divide el cache para instrucciones y datos.
El Inte®l Core™ 2 Duo tiene unas tecnologías conocidas como Intel® Smart Memory Access y como Intel® Advanced Smart Cache las cuales tienen
un rol importante en la arquitectura de este procesador.
Ilustración 4. Organización del procesador Intel® Core™ 2 Duo
Estas tecnologías optimizan el uso del ancho de banda de la memoria y opacan la latencia del acceso a memoria. Juntas, ayudan a que los datos puedan ser utilizados lo más rápido posible.
El Intel® Smart Memory Access tiene dos componentes esenciales: la desambiguación de memoria y un puntero de instrucciones que obtiene lo que necesita de antemano. La desambiguación de memoria especulativamente carga los datos para las instrucciones que van a ser ejecutadas antes de que se ejecuten las instrucciones anteriores. Ésto acelera la eficiencia del procesamiento y reduce el efecto de la latencia de la velocidad de los buses, los cuales son más lentos. El puntero de instrucciones obtiene los contenidos de memoria antes de que sean solicitados para que sean puestos en cache y así ser accesados cuando se necesiten.
7
El Intel® Advanced Smart Cache es un cache optimizado para más de un “core” que reduce significativamente la latencia a datos frecuentemente utilizados y mejora el rendimiento y la eficiencia al incrementar la probabilidad de que cada procesador de más de un core pueda accesar data a un alto rendimiento y así obtener un sistema de cache eficiente.
Comparación de las especificaciones
En las siguientes tablas, se pueden apreciar las especificaciones de cada uno de los procesadores de mis computadoras y a simple vista se pueden notar algunas diferencias.
AMD Turion™ 62 X2 Model name Clock Speed Front side Bus Stepping L2 Cache size CPU cores Operating Mode 32-bit Operating Mode 64-bit
AMD Turion 64 X2 Mobile Tech. TL-60 2 GHz 800 MHz 2 1 MB 2 Yes Yes
Intel® Core™ 2 Duo Model name Clock Speed Front side Bus Stepping L2 Cache Size CPU cores Operating Mode 32-bit Operating Mode 64-bit
Intel® Core™ 2 CPU 6320 @1.86GHz 1.86 GHz 1066 MHz 2 4 MB 2 Yes Yes 8
Como se puede observar, el procesador de marca AMD tiene una velocidad más rápida que el procesador de marca Intel en cuanto a la rapidez del reloj del CPU. Pero, en cuanto a la rapidez del bus frontal, el procesador de marca Intel lleva la ventaja.
Ambos procesadores son compatibles con los set de instrucciones de 32 y 64 bits ya que, en los dos casos, implementaron el set de 64 bits en base al de 32 bits para así lograr compatibilidad entre ambas arquitecturas. Ambos sets de instrucciones son muy similares y quizás la única diferencia entre ellos raya en que, al pertenecer a distintas compañías, uno se llama AMD64 y el otro Intel64.
El procesador de AMD tiene un total de 1 megabyte de cache de segundo nivel el cual se divide para cada core en 512 kilobytes , mientras que el procesador Intel tiene un total de 4 megabytes dividido para los cores en 2 megabytes para cada uno. Por ende, el procesador Intel® Core™ 2 Duo tiene 4 veces la capacidad del procesador AMD Turion™ 62 X2 en cuanto al cache L2.
Conclusiones
Ya que el procesador de marca Intel tiene una mayor capacidad de cache, puede almacenar más datos en cache y así agilizar el proceso de la lectura de los datos que el procesador necesita. Además, el procesador Intel tiene un bus frontal más rápido que el procesador AMD lo cual significa que puede comunicarse con mayor
9
velocidad a la memoria de acceso aleatorio (RAM por sus siglas en inglés) y así transmitir los cálculos realizados a otros periféricos con mayor rapidez.
En contraste, el procesador marca AMD tiene una velocidad del reloj del CPU mayor al del Intel lo cual indica que puede ejecutar una cantidad mayor de instrucciones por segundo aunque esto no significa mucho si el acceso a los datos necesarios es más lento.
En cuanto a las semejanzas, los sets de instrucciones de ambos procesadores pueden ejecutar el mismo software lo cual los hace compatibles y equivalentes en cierta manera. También, ambos procesadores tienen tecnologías privadas de las cuales hay algunas muy parecidas entre sí como el Hypertransport™ de AMD y el Intel® Smart Memory Access ya que tienen propósitos similares.
Luego de comparar los procesadores, podemos concluir que el procesador Intel® Core™2 Duo e6320 tiene mayor probabilidad de ser más eficiente que el AMD
Turion™ 64 X2 TL-60.
10
Referencias
Stallings, W. (2006). Computer Organization and Architecture: Designing for Performance. (7th ed.). New Jersey: Pearson Education. University of Rhode Island How Computers Work: The CPU and Memory.
April 21, 2008, from http://homepage.cs.uri.edu/faculty/wolfe/book/Readings/Reading04.htm Hardware Secrets All Core 2 Duo models.
April 21, 2008, from http://www.hardwaresecrets.com/article/366 Intel Corporation Intel® Smart Memory Access: Minimizing Latency on Intel® Core™ Microarchitecture. April 21, 2008, from
http://www.intel.com/technology/magazine/computing/smart-memory-access0906.htm
Intel Corporation Intel® Core™ Microarchitecture
April 21, 2008, from http://www.intel.com/technology/architecture-silicon/core/index.htm Intel Corporation Intel® Core™ Duo Desktop Processor E6320
April 21, 2008, from http://processorfinder.intel.com/details.aspx?sSpec=SLA4U AMD Corporation Notebook CPUs Compared
April 21, 2008, from http://products.amd.com/en-us/NotebookCPUSideBySide.aspx?id=6&id=18 AMD Corporation AMD Turion™ 64 X2 Dual-Core Mobile Technology Key Architecture Features
April 21, 2008, from http://www.amd.com/usen/Processors/ProductInformation/0,,30_118_13909_13913,00.html
11
CPU ID CPU-Z May 3, 2008, from http://cpuid.com/cpuz.php
12
Anejos Ilustración 5. Especificaciones del CPU AMD Turion™ 64 X2 TL-60
Ilustración 6. Especificaciones del cache del AMD Turion™ 64 X2 TL-60
13
Ilustración 7. Especificaciones del procesador Intel® Core™ 2 Duo
14
