Diferenciando las marcas de los procesadores

En el anterior artículo te hablé del origen y sobre algunas curiosidades de las marcas registradas que hay tras los productos más famosos de Intel, AMD, entre otros. Pero ahora voy un poco más allá e intentaré condensar algo que genera muchas dudas a los usuarios sin conocimientos técnicos: las diferencias entre las marcas de procesadores.

Esto es muy importante a la hora de elegir el procesador, ya que podría significar la diferencia entre adquirir un chip que se te puede quedar obsoleto más rápidamente, o que no sea suficiente para tus necesidades, o malgastar dinero en adquirir uno que jamás aprovecharás según tus necesidades…

Segmentos de mercado

Existen varios segmentos de mercado a los que se atiende cuando se diseña y fabrica un microprocesador. Antes de nada, debes tener claro esos segmentos de mercado. Por ejemplo, si se atiende al tipo de máquina al que va dirigido podemos encontrarnos con:

• Embedded: existe un mercado destinado a crear procesadores para dispositivos empotrados o embebidos, aunque este suele estar dominado por las MCU o microcontroladores. Estos procesadores son bastante sencillos y están destinados a consumir poco y para aparatos de reducido tamaño. Por ejemplo, como los destinados para la industria del automóvil, industria, etc.
• Mobile: están orientados a dispositivos móviles, con una alta importancia en cuanto a la eficiencia energética para alargar la vida de las baterías. En algunos casos, incluso se sacrifica parte del rendimiento en favor del consumo. Por ejemplo, para tablets, móviles, etc.
• Desktop/Workstation: microprocesadores de mayor rendimiento destinados a equipos de escritorio y estaciones de trabajo.
• Servidores/HPC: suelen ser productos basados en los anteriores (potenciados en algunos sentidos como E/S y para trabajar en sistemas MP), aunque hay líneas de diseño específicas especialmente diseñadas desde cero para este segmento.

También se puede atender según el nivel de rendimiento, en ese caso se pueden encontrar segmentos como:

• Entry-level: aquellos con un rendimiento básico y más baratos. Con ellos puedes trabajar con un rendimiento decente con aplicaciones ofimáticas, navegación, multimedia, etc.
• Mind-range o mainstream: son un segmento destinado para el usuario medio. Son algo más potentes que los anteriores, pudiendo desempeñar el mismo trabajo e incluso algunas tareas que demanden algo más de recursos como los videojuegos.
• Performance: son productos destinados a buscar un mayor rendimiento, para trabajar de forma intensiva con ellos o para gaming.
• High-end: como los HEDT (High-end DeskTop), para los entusiastas o los profesionales que necesitan desempeñar tareas pesadas o altas cargas de trabajo. Por ejemplo, virtualización de varias maquinas en paralelo, compilación, renderizado, simulación, etc. Aquí también se podría distinguir entre los LCC (Low Core Count), HCC (High Core Count) y XCC (Extreme Core Count), es decir, de un bajo, alto y extremo recuento de núcleos.

Descifrando la nomenclatura de Intel y AMD

Según lo anterior, tenemos diferentes marcas de Intel y AMD para satisfacer uno de esos segmentos.

Y no, los fabricantes no diseñan varias líneas, es mucho más rentable diseñar una única microarquitectura y adaptarla a distintos segmentos de mercado. En cuanto a las marcas, en muchos casos no son más que una forma de designar a los chips según si han fallado en los tests o no. ¡Que no te engañen!

Por ejemplo, en las fábricas de Intel se fabrican obleas (wafers) con cientos de dados Core i7. Todos no salen igual por pequeños problemillas durante el proceso de fabricación. Por eso, los que trabajan como se esperaba se venderán bajo la marca Core i7. En cambio, los que no funcionan de forma íntegra serán designados como Core i5, Core i3, Pentium y Celeron, por ese orden de más funcional a menos. Lo mismo para AMD, aunque algo diferente debido al uso de CCX, chiplets y la forma en la que se comparte la LLC (Last Level Cache)…

Esto es algo normal debido a las dimensiones de los actuales troqueles multinúcleo (véase los problemas de yield). Por ejemplo, puede darse el caso de que se tengan que desactivar 4 de los 8 núcleos de un dado, o tal vez se le deba bajar la frecuencia de reloj por inestabilidad, y por ello se remarcan. Eso no quiere decir que el chip sea malo, funcionará de forma consistente, pero lo deberá hacer bajo otras condiciones…

Así la industria de semiconductores se evita tener que tirar productos y aprovecharlos para diferentes segmentos. De lo contrario, no sería tan rentable la fabricación. Ya he hablado en varias ocasiones de esto cuando me he referido al overclocking y por qué unos chips lo aceptan y otros no, o por lo menos no tan bien…

Veamos algunos ejemplos de las marcas:

• Atom/E-Series/V-Series/G-Series/R-Series: los primeros son chips de Intel no están directamente relacionados con sus hermanos mayores. Son chips low-cost y destinados a equipos móviles. Su microarquitectura es diferente, y aunque antes tenían diseños de ejecución en orden, en la actualidad son OoOE. Las otras 4 series pertenecen a AMD y son SoCs que incluyen CPU, GPU y controladores, todo especialmente pensado para aplicaciones donde el tamaño y el consumo importan.
• Celeron/Pentium/Athlon: son las marcas de Intel y AMD de bajo coste, con un bajo rendimiento. Por lo general, son productos con núcleos desactivados y funciones capadas, en definitiva «defectuosos» (no los confundas con refurbished/reacondicionados) que se intentan aprovechar de esta forma bajo estas marcas.
  • En el caso de AMD, tienen activos SMT, por lo que cada núcleo puede desarrollar dos threads de forma simultánea, pero se les ha reducido la frecuencia de reloj y el recuento de núcleos respecto a los Ryzen.
  • En el caso de Intel, también tienen menor frecuencia, no cuentan con Turbo Boost, tienen menor recuento de núcleos y para los Celeron se les ha desactivado HT por lo que solo permiten un hilo por núcleo.
• Ryzen 3/Core i3: estas marcas serían también de entry-level. En ambos casos se cuenta con SMT, Turbo y con un recuento de núcleos bajo. Además, trabajan a frecuencias de reloj algo más modestas que sus hermanos mayores.
• Ryzen 5/Core i5: marcas dirigidas al segmento mainstream. Tienen un recuento de núcleos medio, y por supuesto cuentan con Turbo, y SMT.
• Ryzen 7/Core i7: dirigidos al segmento performance. El recuento de núcleos y frecuencia es mayor a los anteriores, con Turbo y SMT activos.

Existe una versión AMD Ryzen Pro (también Athlon Pro) que es el mismo chip pero con algunas opciones extra habilitadas y especialmente pensado para entornos empresariales. Estas versiones tienen el multiplicador de frecuencia bloqueado con respecto a las versiones no-Pro pero, a cambio, tienen funciones como Memory Gard y GuardMI (seguridad), optimización en cuanto a la eficiencia, mayor estabilidad para el software, y capacidad de administración mejorada.

Por cierto, Intel ha sido muy dado a desactivar ciertas características de algunos modelos (p.e.: la asistencia para virtualización). En AMD las diferencias no son tales. Por ejemplo, AMD-V estaba en todos sus modelos, así como soporte para memoria ECC (una característica que en Intel solo encontrarás en los Xeon, pero no en su línea para el consumidor).

• Ryzen 9/Threadripper/Core i9: marcas pertenecientes al HEDT, y no simples troqueles de mejor calidad como puede ser un i7 respecto a un i5. Solo el Ryzen 9 es la excepción, ya que no deja de ser un «Ryzen 7» con mayor recuento de núcleos, en cambio, el TR y el i9 están basados en los high-end destinados para HPC de AMD e Intel respectivamente. Es decir, el Core i9 es una modificación de los Core-X (Xeon) y el Threadripper se basa en EPYC.
• EPYC/Xeon: estos productos están destinados al HPC y se basan en la misma microarquitectura que los anteriores, pero con modificaciones. El recuento de núcleos en este caso también suele ser elevado.

Por supuesto, según el recuento de núcleos, cada marca tendrá mayor o menor cantidad de memoria caché…

Y si te estás preguntando si se pueden activar núcleos desactivados, al igual que se aceleran los chips desbloqueados por técnicas de overclocking para hacerlos funcionar a frecuencias más altas, la respuesta es no. A pesar de que proceden del mismo wafer, los núcleos desactivados de algunos modelos están desconectados o dañados físicamente, por lo que no se puede conseguir eso.

Nomenclatura

Tanto Intel como AMD usan nomenclaturas bastante similares para designar a sus diferentes CPUs de las distintas marcas. Es decir, dentro de cada una de esas marcas hay varios modelos con características diferentes, y para que el usuario pueda identificar esas alteraciones se ha desarrollado una nomenclatura que a veces confunde a muchos usuarios más que ayudar…

Por cierto, algunos me pregunta por qué pone en los IHS de AMD Diffused in USA y Diffused in Taiwan, así como Made in China o Ensambled in China. Bien, ésto último hace referencia a donde se ha ensamblado, donde se ha hecho el package por decirlo así. Y lo primero, «diffused» donde se ha fabricado el chip. Entonces ¿el chip está fabricado en dos foundries diferentes? No, solo en una, pero ten en cuenta que es un chiplet, por tanto, el die que contiene los núcleos están fabricados en TSMC en Taiwan, y el die que contiene la lógica de control/interconexión está hecho en USA en un proceso de fabricación inferior.

Bien, veamos a grandes rasgos una descripción para que puedas distinguir una designación de otro sin problemas a partir de ahora:

• Marca: puede ser Ryzen, Athlon, Celeron, Pentium, Core, etc., como has visto antes.
• Modificador de marca: puede ser el 3, 5, 7, o i3, i5, i7, que acompaña a la marca para especificar el segmento al que va dirigido.
• Identificador de generación: el primer número de la serie identifica la generación. No puedes comparar entre generaciones de Intel y AMD, ya que AMD ha comenzado a marcar las generaciones después, por lo que no busques una correlación directa. Pero debes saber que mientras mayor sea el número, más reciente es la generación, es decir, más reciente es la microarquitectura en la que se basa el chip y por ende mejor rendimiento en igualdad de condiciones. Por ejemplo, un Intel Core i7 10xxx y un AMD Ryzen 7 3xxx son procesadores de 10ºGen y 3º Gen respectivamente.
• SKU (Stock-keeping Unit o número de referencia): son los tres dígitos siguientes que acompañan a la generación En este caso es un ID de seguimiento del producto que hace referencia a sus prestaciones. Mientras más elevado, mejores prestaciones encontrarás, por ejemplo, mayor frecuencia de reloj. Por ejemplo, un AMD Ryzen 7 3600 es inferior a un Ryzen 7 3700 y éste a su vez inferior a un Ryzen 7 3800.
• Sufijos opcionales: a veces también acompaña un sufijo a la serie. Estos sufijos son letras y pueden representar también la línea del procesador. Por ejemplo:
  • AMD:
    • Sin nada: estándar para escritorio.
    • X: el tope de rendimiento.
    • G: de escritorio pero con GPU integrada.
    • T: bajo consumo para el escritorio.
    • S: igual a T pero con GPU integrada.
    • H: alto rendimiento para portátiles.
    • U: el estándar para portátiles.
    • M: de muy bajo consumo.
    • X3D: se trata de un modelo X con memoria 3D V-Cache.
    • *A veces puede haber una segunda letra, como GE, HX, XT, etc., pero en este caso, la más importante es la primera, la segunda es un modificador de la primera.
  • Intel:
    • 1 a G7: son CPUs con iGPU, identificando con el número la tecnología de los gráficos integrados.
    • E: para embebidos o empotrados.
    • F: requiere gráficos discretos.
    • G: incluye iGPU.
    • H: de alto rendimiento para portátiles.
    • HK: igual al anterior pero desbloqueado.
    • K: desbloqueado.
    • S: una edición especial.
    • T: con optimización de consumo.
    • U: para portátiles.
    • Y: de muy bajo consumo.
    • X y XE: de alto rendimiento y desbloqueado.
    • B: chips BGA, soldados.