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Análisis preliminar de los nuevos MacPro autor por MarvinTM Monday, 07 de August de 2006

Por fin han llegado las torres Apple con micros Intel. Tras la vorágine de datos, presentamos un pequeño análisis inicial de los cambios tecnológicos que suponen.

Los nuevos “Quad” basados en Intel han llegado por fin. En su interior incorporan dos microprocesadores doble núcleo Xeon de la serie 5100, basados en la nueva microarquitectura de 64 bits de Intel, nuevos sistemas de memoria, y mucha mayor capacidad de expansión.

Vamos a dividir este análisis en tres partes: primero hablaremos de los nuevos procesadores que llevan, luego hablaremos de la nueva arquitectura de memoria, y finalmente hablaremos de los cambios en expansión y diseño interior del ordenador.

¿El Mac más rápido hasta la fecha?

Eso dice Apple :-). Y sí, con todos los datos que tenemos, efectivamente parece que lo han conseguido.

Los MacPro están construidos alrededor de los nuevos microprocesadores Intel Xeon de la serie 5100. Estos procesadores, a su vez, están basados en la nueva microarquitectura Core de Intel, de la que hemos hablado ya anteriormente .

Como ya la hemos tratado varias veces, no vamos a insistir demasiado. Sin embargo, sí recordaremos sus principales características:

- Nueva microarquitectura doble núcleo de 64 bits - Mejor capacidad de ejecución especulativa y fuera de orden - Mayor capacidad de descodificación y envío de instrucciones en cada ciclo - Mayor capacidad de ejecución de instrucciones en cada ciclo http://www.macuarium.com/cms

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- Nueva unidad de ejecución de cálculo vectorial totalmente rediseñada (sería el equivalente a Altivec/Velocity Engine). - Más unidades funcionales, para realizar más cálculos cada ciclo - Nueva jerarquía de memoria, basada en cachés de nivel 1 interconectados entre dos núcleos (para facilitar la comunicación), y gran caché nivel 2 unificada de 4 MB. - Nuevos sistemas de prebúsqueda y bus frontal más rápido (a 1333 MHz).

En definitiva, esta microarquitectura busca ejecutar muchas más instrucciones cada ciclo, y además ir a frecuencias (los megahercios) mayores tanto que Core Duo, como que los G5. El resultado es un microprocesador increíblemente rápido, que puede ganar en la mayoría de los tipos de código a cualquier microprocesador existente hasta la fecha.

Aunque todavía no se dispone de MacPros para probarlo, ya se han visto ordenadores basados en estos procesadores fabricados por Dell, HP y otras empresas, y por tanto ya disponemos de datos de benchmarks del mundo real . Por descontado, los resultados están siendo increíblemente buenos, así que el rendimiento de estos micros está garantizado.

Sin embargo, un microprocesador excelente combinado con un sistema de memoria mediocre da un rendimiento mediocre. El sistema de memoria RAM de los MacPro es totalmente nuevo, y por tanto, vamos a dedicarle un apartado.

¿Cambiamos de memoria? ¿Por qué?

Pues sí, cambiamos de tipo de memoria. Hasta ahora, desde el lanzamiento de los G5, y de hecho desde antes, los Powermac han venido utilizando memorias DDR estándar que se podían comprar en cualquier tienda de la esquina. Primero vinieron las DDR266 o DDR333, luego las DDR400 de los G5, luego con los doble núcleo llegó la DDR2. Ahora, sin embargo, Apple está hablando de unos “FB-DIMM” que probablemente nadie conoce. ¿Por qué de pronto volvemos a utilizar memoria “no estándar”?

La respuesta es complicada. Los FB-DIMM en realidad están basados en memoria DDR2 común. Sin embargo, los módulos no son normales. Apple se ha visto obligada a utilizar esta memoria no exactamente por sus ventajas (que las tiene), sino porque era la única manera de utilizar los Xeon de la serie 5100, y utilizar los Xeon era necesario si querían conseguirse ordenadores “Quad”.

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¿Por qué existen los FB-DIMM? La respuesta, una vez más, no es sencilla, y para entenderla, hace falta saber un poco de cómo funcionan los sistemas de memoria actuales.

Las memorias RAM actuales son bastante lentas, mucho más lentas que los procesadores. Los usuarios quieren tener memorias cada vez más y más amplias, y eso significa que es difícil conseguir memorias muy rápidas. Por eso, las memorias siempre van a “menos megahercios” que los procesadores. Una forma de conseguir leer y escribir más datos en el mismo tiempo es enviarlos “de muchos en muchos”, en vez de uno en uno. Así, aunque las memorias fueran a “pocos” megahercios, se conseguiría leer y escribir muchos datos en el mismo tiempo.

Esta idea es buena, y se consigue mediante el uso de los buses de datos anchos. Los módulos de memoria normales tienen un bus de 64 bits. La mayoría de los ordenadores actuales soporta lo que se suele denominar dual-channel, es decir, canal doble, que significa utilizar módulos de memoria “pareados”, iguales, de forma que el procesador puede acceder a los dos módulos de memoria simultáneamente, obteniendo un bus de datos combinado de 128 bits. Esta tecnología está en la mayoría de los ordenadores actuales, y podemos ver sus efectos positivos en los ordenadores de Apple.

El propósito de los diseñadores de los FB-DIMM era llevar estas ideas un paso más allá. Los sistemas actuales que utilizan FB-DIMM están diseñados para obtener no dos, sino cuatro canales, formando un bus combinado de 256 bits, pudiendo alcanzar, con la misma velocidad de la memoria, hasta el doble del ancho de banda que obtendría un G5, o un MacBook Pro, en condiciones idóneas.

Sin embargo, diseñar una placa base con buses de 256 bits sería un auténtico infierno, y aquí es donde entra la tecnología FB-DIMM. La idea consiste en crear esos buses y recoger los datos de los chips de memoria de esta forma, pero al mismo tiempo, incorporar chips intermedios que recojan los datos de los chips de esta forma, y los envíen al procesador no con buses paralelos de 256 bits, sino con buses mucho más estrechos, pero que pueden funcionar mucho más rápido (a más megahercios). Así se consigue simplificar las placas, porque los buses (los cablecillos que circulan por la placa) ya no son de 256 bits, sino que son mucho más estrechos, y al mismo tiempo tener las ventajas del gran ancho de banda que se obtiene al combinar muchos chips de memoria.

Las más grandes desventajas que tiene este sistema se derivan precisamente del coste de realizar esta conversión de “paralelo” a “serie”. Los módulos de memoria necesitan tener un chip adicional que se encarga de recoger estos bits “de muchos en muchos”, e ir transfiriendolos, “de uno en uno”, pero muy rápidamente, por el bus hacia el procesador. Este proceso crea un retardo, un tiempo que se http://www.macuarium.com/cms

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pierde, que hace que el tiempo final de acceso a la memoria con los FB-DIMM sea mucho mayor que con las DDR2 normales. Además este chip intermedio consume bastante energía, y en determinadas ocasiones esto puede ser un problema. En definitiva, y resumiendo, los FB-DIMM permiten transferir mucha más información en cada segundo, pero a cambio, el acceso a la memoria (para “pedir” un dato, por ejemplo) tarda mucho más tiempo, y además, los módulos consumen más energía, y como todavía sólo se utilizan en servidores (no olvidemos que en realidad el Xeon es un chip más propio de servidores que de ordenadores personales), es muy complicado encontrarlos en las tiendas, y saldrán bastante más caros que la memoria normal.

Ocupa lo mismo, cabe más

De sobra era conocido que el diseño de los Powermac G5 era cuando menos discutible. Los antiguos Powermac eran torres enormes, más grandes que la mayoría de los PCs corrientes, y sin embargo tenían capacidades de expansión muy limitadas.

Los nuevos MacPro, aunque físicamente muy parecidos a los G5, por dentro son completamente diferentes. Los cambios en la gama más profesional de Apple no terminan con los procesadores, sino que prácticamente todo es nuevo. La carcasa exterior de los MacPro es semejante a la de los Powermac G5, pero ha habido cambios que los usuarios llevaban pidiendo desde hace mucho tiempo:

- Dos unidades ópticas: la falta de capacidades de expansión en los G5 era notable, pero este era quizás el fallo más ridículo de la anterior gama profesional de Apple. Cualquier PC de todo a cien puede llevar al menos dos unidades ópticas, y las torres más caras de Apple tenían que ampliarse con dispositivos externos. Por fin. -4 discos duros: igualmente, era ridículo que la gama más cara de Apple admitiera un máximo de dos discos duros internos. La nueva torre admite cuatro discos duros, que además se colocan dentro de bandejas extraíbles, al estilo de los XServe, de forma que es muy sencillo ampliar y cambiar discos, y no es necesario el uso de herramientas. -4 slots PCI Express, uno de ellos de máxima velocidad. Aquí no se cambia demasiado con respecto a los Powermac anteriores, pero se da la posibilidad de instalar varias tarjetas gráficas, para el uso de varios monitores. Es preciso remarcar que estas tarjetas en principio no funcionarían en configuraciones SLI o similares, con lo que no se “sumarían” los chips aceleradores para conseguir más velocidad. - Más puertos para periféricos: el MacPro incluye 5 puertos USB, dos Firewire 400, dos Firewire 800, y los habituales de entrada y salida de audio analógico y digital.

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Resumiendo, las mejoras en expansión de los MacPro son muy grandes. Los Xeon Woodcrest consumen mucha menos energía que los G5, y enfriarlos es mucho más sencillo, por lo que se ha podido rediseñar toda la arquitectura interna de las torres, logrando incluir, en el mismo espacio, el doble de discos duros y el doble de unidades ópticas.

Conclusiones preliminares

Parece que las torres no deberían decepcionar a nadie. La configuración estándar parece cara, pero si se configura con los chips de gama baja (los de 2 GHz), que aun así apuesto a que se demostrarán más rápidos que los G5 a 2,5 GHz, el precio es razonable.

De los pros, yo mencionaría específicamente la arquitectura de los procesadores, actualmente la más avanzada que existe, y que llevará a los Mac con toda probabilidad a una nueva dimensión de rendimiento. También mencionaría las mejores capacidades de expansión, muy esperadas por muchos usuarios.

En los contras, sin embargo, hay que mencionar el sistema de memoria. La idea detrás de los FB-DIMM es buena, pero en su actual iteración no son especialmente atractivos. El propio Pat Gelsinger, de Intel, mencionó en una conferencia hace poco que seguían trabajando en ellos para mejorar la tecnología, porque en su iteración actual, no estaban muy satisfechos con ella. Las mejoras de ancho de banda están ahí, y son reales, pero igualmente son reales el peor retardo en el acceso a la memoria, el mayor consumo, y el coste adicional para el usuario, porque los módulos distan mucho de ser estándares actualmente.

Por ello, aunque los nuevos MacPro son sistemas realmente muy buenos, debido al nuevo sistema de memoria, es posible que algunos usuarios tengan más de un quebradero de cabeza.

Antonio Moreno, 2006.

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