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Cuando diseñar procesadores a mano sigue siendo mejor que robotizado

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El mito sigue sosteniéndose, tal vez el último procesador en diseñarse completamente “a mano” fue el DEC Alpha de los años 90, luego la automatización tomó gran parte del diseño de procesadores y memorias, hablo del diseño interno de un chip, cada transistor, como se conectan entre sí, cada parte nanométrica del procesador, ahora se automatiza mucho.

Intel todavía conserva una parte del diseño manual y ahora es un ex empleado de AMD que justifica la baja performance (al menos, más baja de lo esperado o no tan competitiva) de los Bulldozer por esta misma razón.

La falta de refinación en los diseños automatizados, según Cliff A. Maier, provoca dos efectos contrarios, primero un 20% mayor de tamaño, y luego un 20% menos de performance. Más o menos la barrera que lo mantiene lejos de la competitividad contra Intel. Es en esta área donde los de azul decidieron mantener un grupo grande de diseñadores y donde AMD hizo lo contrario para disminuír costos.

El merge entre ATI y AMD sumó problemas a esto utilizándose más la automatización todavía al punto que el diseño parece estar más del lado de un SOC (System on a chip) como los de ARM que en un x86. Mucha modularización es más barata de diseñar, pero sobran transistores para la lógica entre los módulos.

El ejemplo que comenta XBitLabs está en la cuenta de transistores. Donde un Bulldozer dual core con L2 de 2Mb tiene 213 millones de transistores en un tamaño de 30.9mm2 en el llano lograron con 11 capas a 32nm SOI y arquitectura K10.5 (sin contar cache) unos 9.69mm2, la micro arquitectura parece no ser el problema en sí.

El tamaño de todos los núcleos en los Zambezi / Orocho es de 852 millones de transistores en 123.6mm2, 8Mb de L3 a 6 bits por celda dan unos 405 millones de transistores, esto nos deja unos 800 millones para todas las tareas de input/output, controlador de memoria y otras cosas.

Y para que se entienda el problema en perspectiva, esos 800 millones “extra” comparados con los Sandy Bridge que EN TOTAL tienen 995 millones… es un enorme WTF, cada Zambezi tiene un Sandy Bridge extra para operaciones que el rival logró integrar. Está clarísimo que la cuenta de transistores es excesiva para el resultado final, falta el ajuste fino, y ya diría grueso.

El costo-beneficio para AMD se reduce, ocupan 315mm2 para un FX de ocho núcleos y los venden a 245 dólares (de a 1000 unidades), cuando Intel vende los Sandy Bridge de cuatro núcleos y 216mm2 a 317 dólares, ambos hechos a 32nm y con performance similar, el que sale ganando ampliamente, gastando menos silicio y cobrando más caro, es Intel, gana doble.

¿Es hora de volver al viejo estilo de meter mano en el diseño? sólo el tiempo dirá, el día que vean un Bulldozer con menos transistores y mayor performance podremos comprobar si AMD se preocupó por este tema.

Via XBitLabs, que ellos llaman esto un “Fiasco” y para mí es más bien una interesante curiosidad 😉

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TG Founder, editor principal y redactor incansable, tecnófilo y space lover, blogger y vlogger, no ingeniero, sólo autodidacta

6 COMENTARIOS

  1. Fabio, dejame pedirte algo mas de claridad en los párrafos del 5 al 7, no se si soy yo o realmente faltaría alguna explicación extra para que quede mas asimilable. Es una humilde opinión. Y la verdad que si, es bastante interesante ver en magnitudes concretas como son tan distintas ambas empresas (Intel y AMD). Saludos.

  2. Franco dijo: [quote]Fabio, dejame pedirte algo mas de claridad en los párrafos del 5 al 7, no se si soy yo o realmente faltaría alguna explicación extra para que quede mas asimilable. Es una humilde opinión. Y la verdad que si, es bastante interesante ver en magnitudes concretas como son tan distintas ambas empresas (Intel y AMD). Saludos.[/quote] simple y al grano, AMD tiene 800 millones de transistores “de más” en sus procesadores. imaginate que para hacer un auto tomás partes totalmente independientes, te queda algo así como un transformer armado de partes distintas. Te queda un auto con 8 ruedas y dos motores, funcionar funciona, pero no de manera óptima. Si uno se pone a diseñar de cero esas partes mal hechas logra achicar tamaño, por ende utilizar menos silicio para cada procesador, por ende hacerlo más barato y al hacerlo más chico y con menos transistores, consumir menos energía.

  3. Ahora siiiiiii!!! Muchas gracias, es lo que creía entender pero no sabia cual de las 2 empresas (Intel o AMD) era la que tenia demás transistores, por los nombres de los procesadores que dabas específicos no sabia a que empresas correspondía cada uno. Saludos.

  4. Que buena nota!, te felicito Fabio, un poco explicando la mala arquitectura que tienen estos Bulldozer y el eterno problema de AMD de pegar el salto y se mandan otra y van….

  5. Por si a alguno le interesa el tema, le comento que trabajo desde hace unos meses en una empresa (en Argentina!) donde diseñamos circuitos integrados (lo que Fabio llama “conectar transistores” se roba 8 horas de mi vida diaria). Si bien la escala de integración es mucho menor que en microprocesadores, las herramientas de diseño automatizado se usan poco y nada, salvo el caso de lógicas digitales muy grandes. En circuitos analógicos ni por asomo. En general no dan soluciones óptimas y termina siendo más fácil hacer todo “a mano” que mejorarlo. La división en sub bloques, y la repetitividad de muchos circuitos facilita las cosas. Para que no asusten los números, por ejemplo un grupo de 5 personas puede “conectar” un chip de varios miles de transistores en algunas semanas. Muy buena la nota!

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