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INTEL vs AMD

CISC Y RISC

INTEL vs AMD

El procesador es el que se encarga de llevar a cabo todas las tareas  y ejecutarlas. Desde hace muchos años en el tema de procesadores Intel había sido la compañía que daba mayor seguridad y mejores resultados, pero, actualmente AMD se ha convertido en su gran competidor lanzando procesadores que realizan trabajos excelentes. Tanto Intel como AMD ofrece procesadores en:gama alta, media y baja. Por lo tanto, elegir un procesador hoy en día dependerá de ciertos factores.

• Tener un objetivo claro, para qué se va a utilizar la computadora. Puede ser para empresa, de uso personal, para gamers, etc.

• La disponibilidad económica con la que se cuenta.

• El uso que se dará, si es para correr juegos, ediciones, búsquedas, descargas, redacción, etc. 

INTEL

Intel ha sido la marca de procesadores mas famosa en el mercado, lo que significa que la mayoría de computadoras usan procesadores Intel.

Debido al dominio que tiene Intel en el mercado, hace que muchos desarrolladores de software o sistemas operativos diseñen sus productos teniendo en cuenta este tipo de procesadores, inclusive si quieren presentar un software impresionante y que funcione de la mejor manera posible lo estructuran y programan teniendo muy en cuenta las especificaciones del próximo procesador de Intel.

El costo de adquisición de estos procesadores es sumamente elevado a comparación de los procesadores AMD, pero, ofrece muy buenos servicios. La compañía que fabrica estos procesadores se encuentra en medio de una campaña multimillonaria, queriendo expandirse en Arizona, Oregón y Nuevo México, lo que significa que la capacidad de producción será aún mayor y esto conlleva a precios menores a comparación de los precios actuales.

Transistores 3D de 22 nanómetros desde la tercera generación. Esto  es una mejora estructural sobre los transistores 2D (bidimensionales), este cambio permite que los datos fluyan mejor a través de un transistor más denso, aumentando la potencia de procesamiento respecto a gráficos, realizar cálculos, procesamiento de audio y vídeo, etc.

Los procesadores Intel consumen poca energía, debido a que no tienen integrado tantos núcleos como los procesadores AMD, además con este diseño de procesadores hace que no se sobre-caliente el equipo por la velocidad de ejecutar los procesos o tareas. Tampoco requiere un sistema de enfriamiento potente.

Los procesadores de Intel son sumamente costosos, tampoco se pueden overclokear, estas son desventajas que AMD aprovecha respecto a sus procesadores.

AMD

Todos los procesadores de AMD ofrece sus tecnologías en las diferentes gamas y en cada una de sus versiones.  Otro aspecto que ofrece AMD es que se puede overclockear sin ningún problema. El costo de adquisición de este tipo de procesador es muy accesible, tienen un muy buen desempeño en equipos gamers y tienen un buen manejo de gráficos. 

AMD ha estado trabajando con el rendimiento, aumentando el número de núcleos en sus chips, esto hace que sean más rápidos que los procesadores de Intel, esto conlleva a un problema con los procesadores AMD, debido a los núcleos integrados para aumentar la velocidad de los procesos los chips tienden a funcionar más calientes. También estos procesadores suelen usar mucha energía, tienen poca memoria caché y su vida útil es un poco menos comparados con los de Intel.  

CONCLUSIÓN

Existen diferentes aspectos a tomar en cuenta antes de adquirir un procesador. Los ciclos por segundo a los que opera, buses, memoria caché, arquitectura, núcleos, etc. Lo ideal es tener claro el uso que se le dará a una computadora, en base a ello va a depender que tipo de procesador se puede adquirir. Cada uno de estos distribuidores ofrecen buenos elementos y ventajas en procesadores, por supuesto que cada uno tiene sus desventajas,  por esa razón es necesario saber el uso que se le dará. Un niño que usa una computadora únicamente para ver videos en YouTube y hacer sus tareas en MicrosoftOffice no usará el mismo procesador que utiliza una persona que realiza procesamiento de imágenes, diseños y animación en 3D.

ARQUITECTURAS CISC Y RISC

El diseño de procesadores hoy en día dependerá mucho de cuál será su juego de instrucciones. Esta dependencia de diseño se hace por dos principales razones.

1. El conjunto de instrucciones decidirá el diseño físico del procesador.
2. Las operaciones que se ejecuten  tendrán que ser programada en el lenguaje del tipo de procesador diseñado. 

Es por ello que surgen estos dos tipos de arquitectura de procesadores: CISC Y RISC.

RISC (Reduced Instruction Set Computer.)

Como su nombre indica este tipo de arquitectura es de un conjunto de instrucciones reducidas. La razón por la cual se creó este este tipo de arquitectura es la de posibilitar la segmentación y la sincronización en la ejecución de instrucciones, reduciendo los accesos de memoria. Esto hace que sea innecesario al acceso de memoria debido a que solo ejecuta instrucciones específicas, dependiendo la función que le quiere dar el usuario.

Otra de las ventajas que ofrece la arquitectura RISC es que, el lenguaje de programación es de lenguaje alto, por lo tanto se asemeja al lenguaje humano. En la programación de esta arquitectura existen los compiladores para traducir el lenguaje humano a lenguaje ensamblador. Ejemplos de esta arquitectura son los Arduino y RaspberryPi, que con estos se pueden programar ciertos dispositivos que puedan realizar una instrucción a la vez. Por eso se dice que son de instrucciones reducidas.

CISC (Complex Instruction Set Computer.) 

Esta arquitectura puede procesar instrucciones complejas, son de la primera corriente de construcción de procesadores, como: Motorola 6800, Zilog, y toda la familia de Intelx86, AMDx86-64, usada en la mayoría de computadoras personales actuales.

En la arquitectura CISC se encuentra un conjunto de instrucciones amplias y permiten operaciones complejas, que se pueden ingresar varias instrucciones a la vez, a diferencia de la arquitecura RISC que únicamente ejecuta una sola instrucción a la vez. Para realizar una sola instrucción CISC es necesario de 4-10 ciclos de reloj. La arquitectura CISC utiliza un lenguaje de programación de bajo nivel, también conocido como lenguaje ensamblador o lenguaje máquina, en este tipo de programación no existen compiladores. 

ARQUITECTURA DE HARVARD

Fue desarrollada en Universidad de Harvard de los Estados Unidos, por esta razón se le conoce como Arquitectura de Harvard.

Las computadoras que cuentan con esta arquitectura tienen asignado una memoria para datos y otra para instrucciones y, que éstas trabajan independientemente. La función principal de esta arquitectura es almacenar datos separados, proporcionando rutas de señal diferentes para los datos y las instrucciones. Una arquitectura Harvard puede ejecutar instrucciones y procesar datos al mismo tiempo debido a que cada memoria tiene un bus de direcciones propio.

ARQUITECTURA DE VON NEUMANN

Es un tipo de arquitectura de computadoras que fue explicado pro el físico y matemático John Von Neumann, donde muestra como funciona y la forma en la que se interconectan los componentes de hardware. 

Las computadoras que cuentan con esta arquitectura utilizan un sistema de almacenamiento de datos e instrucciones. Para llevar a cabo este funcionamiento hace uso de la Unidad Central de Procesamiento (CPU), el cual cuenta con una Unidad Aritmética Lógica (ALU) que realiza cálculos lógicos y matemáticos; Unidad de Control, que dirige la secuencia de pasos para llevar ciclos completos de ejecución de instrucciones; registros, para controlar instrucciones en ejecución y manejar direccionamiento de memoria; contador de programa, un registro interno del procesador que almacena la dirección de la última dirección leída. Sistemas de entrada y salida que precisan comunicación con el mundo exterior. La memoria principal, que contiene un conjunto de celdas que están asociadas con un número denominado dirección de memoria y sirve para almacenar datos de forma temporal que se utilizarán posteriormente.
Toda esta secuencia es realizada en el mismo sistema de buses: datos, direcciones y control. Por lo tanto en esta arquitectura no se puede realizar una extracción de instrucción y operación de datos al mismo tiempo, ya que se comparte en bus en común y, esto limita el rendimiento del sistema, a esto se le conoce como Cuello de Botella de Von Neumann.

CUELLO DE BOTELLA DE VON NEUMANN

Para solventar el inconveniente del rendimiento del sistema de esta arquitectura, se creó un mecanismo que se le conoce como memoria caché. Esto permite iniciar instrucciones antes de terminar el ciclo de instrucción anterior. De esta manera se logra un acceso rápido a uno de los recursos con los que cuenta la CPU, es por ello que se dice que la memoria cache es un puente que existe entre el procesador y la memoria principal.

EL PROCESADOR Y SUS PARTES

Es el que se encarga de procesar lo datos o instrucciones que se ingresan en la computadora, estos datos pueden ser ingresados desde un programa, tales como: word, excel, photoshop, reproductor de música y videos, o pueden ser instrucciones que se encargarán de trabajar con esos datos.

La función del procesador al recibir estos datos que han sido ingresados por los dispositivos de entrada/salida es analizarlos, procesarlos y luego ejecutarlos. En simples palabras se podría decir que el procesador es el cerebro de la computadora.

PARTES DEL PROCESADOR.

1. UNIDAD DE CONTROL: Es la encargada de sincronizar las instrucciones que se ejecutan y dirigir el funcionamiento del procesador. Esto lo hace realizando un control a la memoria principal, a la ALU y los dispositivos de entrada y salida, a través de órdenes que viajan como señales de control.
2. NÚCLEOS: Son procesadores pero en tamaño reducido y, están integrados al CPU como mejoras. Funcionan acelerando el trabajo y es directamente proporcional, lo que significa que, mientras mas núcleos se tengan en la CPU mayor puede ser la velocidad del trabajo. Esto no significa que siempre esto será efectiva, porque mientras más trabajo y velocidad tenga el procesador necesitará un mejor sistema de enfriamiento, de lo contrario la ésta se puede arruinar, por lo tanto, los procesadores se diseñan cumpliendo estas condiciones.
3. UNIDAD DE ARITMÉTICA LÓGICA: (ALU), se encarga de realizar cálculos matemáticos (sumas, restas, divisiones) y operaciones lógicas (if, and, else, not); todo esto a nivle de nivel de bits.
4. CACHE: Es una memoria de almacenamiento extremadamente rápida, más que la memoria principal, y se encarga de almacenar procesos que se cree que serán usadas cuando ya han sido ejecutadas anteriormente. Es como un puente entre el procesador y la memoria RAM.
5. UNIDAD DE PUNTO FLOTANTE: (FPU) Tiene las mismas funciones que la ALU, pero ésta trabaja con números naturales.
6. REGISTROS: Actualmente los procesadores cuentan con sistema de almacenamiento integrada y funciona a través de registros.Y se emplea para controlar las instrucciones que se están ejecutando a través de direccionamiento de memoria, estos registros son espacios físicos dentro del procesador con capacidad de 4-64 bits. Los bits se enumeran de derecha a izquierda y, los registros están divididos en: Registros de Uso General, Registros de Estado, Registros Indice, Contador de Programa.

REGISTRO DE USO GENERAL

REGISTRO DE: SEGMENTOS; ÍNDICE; ESTADO; SEGMENTOS, Y CONTADOR DE PROGRAMA

ARQUITECTURA DE LA CPU

La Unidad Central de Procesamiento (CPU) es el componente que realiza y ejecuta los procesos, analiza las instrucciones de una computadora. 

La estructura de la misma está basada en un conjunto de bloques interconectados y que cada uno de estos bloques realiza una función, el diseño de todo esto se le conoce como arquitectura del procesador.

La función de la CPU es leer los datos e instrucciones de una computadora y se realiza a través de la velocidad de frecuencia que se mide en hertzios. Inicialmente los procesadores únicamente podían realizar una operación por ciclo, sin embargo gracias a los cambios y avances que han tenido, éstas pueden ser capaces de realizar varios procesos al mismo tiempo, teniendo en cuenta que su estructura no es la misma.

TIPOS DE ARQUITECTURA

Para realizar un diseño de un procesador se debe conocer que funcionalidad tendrá, y por consiguiente se realizará el diseño de la arquitectura a través de un conjunto de instrucciones

Este conjunto de instrucciones se le conoce como el lenguaje máquina o lenguaje ensamblador, éste es un lenguaje de bajo nivel por lo tanto aquí no existen los compiladores para traducir un lenguaje de nivel alto a nivel bajo. Ante todo esto se llega a dos estructuras de diseño, las arquitecturas CISC y RISC.

RISC (Reduced Instruction Set Computer.)

Utilizan instrucciones simples, son fáciles de programar y pueden entender el lenguaje humano, debido a que en la programación de esta arquitectura existen compiladores que traducen el lenguaje humano a lenguaje máquina.

CISC (Complex Instruction Set Computer.)

Como el mismo nombre lo menciona esta arquitectura utiliza instrucciones muy complejas, tales y como los que utilizan las computadoras que, para poder diseñarlas no existen compiladores para traducir el lenguaje humano a lenguaje máquina debido a que utilizan el lenguaje ensamblador para su diseño.

COMPONENTES

La CPU hace requerimiento de cinco componentes principales para su funcionamiento:

1. MEMORIA: Será necesario espacios de almacenamiento para realizar y ejecutar procesos, estos espacios son conocidos como registros y en ellos se encuentran "REGISTROS DE USO GENERAL" y "REGISTRO DE SEGMENTOS".
2. UNIDAD DE CONTROL:  Es la encargada de que todos los procesos se ejecuten correctamente a través de puertas lógicas en un orden determinado, como la operación: MOV BX,AX 
3. BUS INTERNO: Esto con la finalidad de que todos los elementos estén interconectados para su funcionamiento.
4. UNIDAD ARITMÉTICA LÓGICA (ALU): Actualmente los procesadores realizan operaciones aritméticas y lógicas, pero no simplemente operaciones básicas tales como sumas y restas, sino tambíen cálculos complejos como raíces, senos, cosenos, exponenciación, etc.
5. CONEXIONES CON EL EXTERIOR: Esto se presenta a través de una serie de líneas en las patillas del chip y, estos se alojan en un zócalo en la placa base.