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Cómo hacer una tortilla de patatas con un procesador multinúcleo

La tortilla de patatas también se puede comer "en paralelo" (foto Ricardo Martins)

La tortilla de patatas también se puede comer “en paralelo” 

Cuando uno mira las características de un ordenador, por ejemplo en cualquier catálogo comercial de los que encuentras en el buzón, lo habitual es encontrarse con una vaga descripción de las características del procesador que incluye únicamente la frecuencia y el número de núcleos. Sin embargo, aunque históricamente la frecuencia ha sido un indicador de la potencia del procesador, eso no es exactamente así. Existe una gran variedad de características que puden hacer que un porcesador trabaje de forma más óptima que otro, aunque tenga menor frecuencia o menos núcleos.

En el siguiente enlace hay un artículo muy interesante sobre el tema, en el que además se explican algunos conceptos muy interesantes sobre la forma en que funcionan los procesadores multinúcleo, curiosamente, utilizando un ejemplo tan cercano como la preparación de una tortilla de patatas. Es un artículo muy ilustrativo sobre las características de los procesadores actuales, y por tanto, muy recomendable.

 

 

Foto: Ricardo Martins

Simulador máquina sencilla

Así funciona una CPU

La arquitectura en que se basan los procesadores modernos

La arquitectura de Von Neumann, presentada a mediados del siglo XX, todavía hoy proporciona la base sobre la que se construyen los microprocesadores modernos. Por eso, resulta especialmente interesante saber diferenciar las partes que las componen y entender como una instrucción “se mueve” por ellas para dotar a los microprocesadores de la capacidad de cálculo.

Evidentemente, la ejecución de una instrucción en un micro moderno es mucho más complicada que como se planteó en la década de los 50, pero entender como funcionaban aquellos microprocesadores nos puede dar un buen punto de partida para entender como funcionan los de hoy.

En el siguiente enlace hay un simaludor online de microprocesador con arquitectura Von Neumann. Se trata de una máquina sencilla, como su nombre indica, con tan sólo dispone 4 instrucciones, una  memoria RAM de 128 posiciones y una versión simplificada de la Unidad de Control. Pero, pese a todo, es un simulador muy ilustrativo para ver y entender lo que ocurre en el interior de una CPU. El enlace, además del simulador, da acceso a un tutorial de uso del mismo.

¿El fin de la ley de Moore?

Gráfico del incremento de transistores en los microprocesadores en el que se constata la Ley de Moore

Gráfico del incremento de transistores en los microprocesadores en el que se constata la Ley de Moore

En el año 1965, el cofundador de Intel Gordon Moore formuló lo que hoy día se conoce como la Ley de Moore, y venía a decir algo así:

El número de transistores por unidad de superficie en circuitos integrados se duplicaba cada año y que la tendencia continuaría durante las siguientes dos décadas.

Posteriormente, modificó sus declaraciones para ajustar un poco más el periodo en el que observaba dicha tendencia (a 24 meses), pero lo cierto es que su predicción se ha cumplido, más o menos, hasta fecha de hoy. En el siguiente enlace se muestra de forma gráfica esta tendencia, mostrando una progresión de imágenes de microprocesadores de distintos años, junto al número de transistores que contienen.

Sin embargo, algunas voces hablan ya del fin de la tendencia propuesta por Moore, ya que el incremento de transistores en el microprocesador, a partir de determinadas cantidades, puede generar problemas de abastecimiento de energía y sobre calentamiento, por lo que, a partir de determinado momento, no sea posible duplicar de nuevo su número. Eso no quiere decir que los ordenadores no puedan seguir evolucionando, de hecho lo harán, pero mediante la introducción de nuevas tecnologías diferentes a los transistores. Curiosamente, esto es algo que el propio Moore vaticinó en su momento, sólo que el puso de fecha tope a su ley el año 2007.

Fabricación de un microchip

En los siguientes vídeos se puede apreciar paso a paso el proceso de fabricación de un microchip. Es muy interesante ver todos los procesos implicados en su creación:

Estos vídeos son un extracto de un programa de Discovery Channel llamado “Cómo se hace”.

Big Mess of Wires

El gran lío de cables

El gran lío de cables

 

¿Es posible construir una CPU casera? En el siguiente enlace demuestran que sí. Se trata de una CPU de 8 bits construida manualmente con cables. Se llama Big Mess of Wires (Gran Lío de Cables) y tiene las siguientes especificaciones:

  • Velocidad de reloj: 2MHz
  • 512 KBytes de RAM, 512 KBytes de ROM.
  • Salida de video VGA de 512×480 con dos colores, o 128×240 con 256 colores.
  • Sonido y música mediante un generador de sonido de tres voces.
  • Teclado PS/2 .

Hay aproximadamente 1250 cables conectando los componentes, sustituyendo así el circuito impreso.
La verdad es que es impresionante. En la web del autor hay más fotos y especificaciones (también ha publicado un diagrama con la arquitectura interna).