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™ 2 Duo

IV. Comparación de las especificaciones

A. AMD Turion™ 62 X2

B. Intel® Core™ 2 Duo

V. Conclusiones

VI. Referencias

VII. Anejos

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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.

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Ilustración 1. Componentes del CPU

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

está diseñado para acelerar el uso subsiguiente a los mismos

datos.

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Ilustración 2. Machine Cycle (Autor: University of Rhode Island)

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 busca la

instrucción de memoria.

2. La unidad de control decodifica la

instrucción y dirige que los datos

necesarios sean movidos de

memoria a el ALU.

3. El ALU ejecuta las instrucciones

matemáticas ó lógicas.

4. El ALU guarda el resultado de la operación llevada a 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.

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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.

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Ilustración 3. Organización del procesador AMD Turion™ 62 X2

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.

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

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Ilustración 4. Organización del procesador Intel® Core™ 2 Duo

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.

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.

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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 AMD Turion 64 X2 Mobile Tech. TL-60 Clock Speed 2 GHz Front side Bus 800 MHz Stepping 2 L2 Cache size 1 MB CPU cores 2 Operating Mode 32-bit Yes Operating Mode 64-bit Yes

Intel® Core™ 2 Duo

Model name Intel® Core™ 2 CPU 6320 @1.86GHz Clock Speed 1.86 GHz Front side Bus 1066 MHz Stepping 2 L2 Cache Size 4 MB CPU cores 2 Operating Mode 32-bit Yes Operating Mode 64-bit Yes

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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

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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.

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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-access-0906.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/us-en/Processors/ProductInformation/0,,30_118_13909_13913,00.html

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CPU ID CPU-Z May 3, 2008, from http://cpuid.com/cpuz.php

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Ilustración 6. Especificaciones del cache del AMD Turion™ 64 X2 TL-60

Ilustración 5. Especificaciones del CPU AMD Turion™ 64 X2 TL-60

Anejos

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Ilustración 7. Especificaciones del procesador Intel® Core™ 2 Duo