Lección Nº V

Despues de tener los XT, intel cada día nos quería Sorprender con su velocidad en aumento. Pero había un problema, de que valía más velocidad si las placas o mainboard no estaban acorde con el crecimiento de frecuencia  que venia brindando intel. Una forma de equiparar este inconveniente era fabricar los famosos  duplicadores de frecuencia. Como funciona este.  Para trabajo de cálculos numéricos por ejemplo sumar, multiplicar etc lo hacia a una velocidad de 50 mhz para los dx2, esta velocidad lo llamaron velocidad interna, pero cuando depositaba en memoria un dato por ejemplo lo hacia a 25 mhz, en consecuencia había dos velocidades una interna al procesador y otra en la placa, todo esto se hacia gracias  a un chip interno que venia en el microprocesador llamado duplicador de frecuencia. Posteriormente se  fabricaron chip con triplicadores hasta cuadriplicadores de frecuencia. Todo con la finalidad de hacer un puente entre el procesador y la placa, para que sean compatibles, esto ocasionó un problema que se empleaba mucho silicio lo que lleva a un calentamiento del chip, esto ya era un problema y otro que los chips nuevos tenían que ser compatibles con versiones anteriores de software, esto ahondo incluso el problema de temperatura. Entonces Intel tuvo que lidiar con la Temperatura. Su principal problema,  de tal forma que tuvo que rebajar a niveles bajos el voltaje del microprocesador. Para una menor disipación. Llegamos así  al Dx4 de 99 mhz pero que intel redondeo a 100 Mhz para hacerlo más comercial. Este usaba 3.3 voltios, algunos pentium pro usaban 1.5 voltios. Una baja notoria respecto a los 486 que trabajaban a 5 voltios.

En la figura mostramos el socket de la placa mainboard que alojaba a los primeros microprocesadores 486 
En el cuadro presentado detallamos la evolución del microprocesador, Voltaje y multiplicador de frecuencia.

Siglas:

• LIF: Low Insertion Force (sin palanca)
• PGA: Pin grid array
• SECC: Single Edge Contract Cartridge
• SEPP: Single Edge Processor Package
• SPGA: Staggered Pin Grid Array
• VID VRM: Voltage ID Voltage Regulator Module (el voltaje de la CPU se puede variar en la BIOS)
• VLIF: Very Low Insertion Force
• ZIF: Zero Insertion Force (con palanca)

Nos damos cuenta que el voltaje empleado para la alimentación del Microproceador es determinate  para la emisión del calor y tambiém influye el reloj empleado.
Chips Triplicadores de reloj
En 1994, Intel  presentó otra variante más de la línea 486, un 486DX que era un triplicador de reloj. Estaban en versiones a 75 y 100 Mhz, y estos Chips funcionaban sobre placas  base que eran de 25 y 33 MHZ, respectivamente.  Intel  también aprovechó la oportunidad de reestructurar el funcionamiento interno de su nuevo 486, y añadieron un poco más de memoria interna más rápida(este se denomina Caché interna) incrementando de 8kb a 16 kb esta pequeña cantidad de memoria interna realmente aceleraba la velocidad del microprocesador.


 una caché es un conjunto de datos duplicados de otros originales, con la propiedad de que los datos originales son costosos de acceder, normalmente en tiempo, respecto a la copia en el caché. Cuando se accede por primera vez a un dato, se hace una copia en el caché; los accesos siguientes se realizan a dicha copia, haciendo que el tiempo de acceso medio al dato sea menor.

Leído lo anterior, usted pensará: pues cuanto más grande, mejor. Cierto, pero no; o más bien, casi siempre sí. Aunque la caché sea de mayor velocidad que la RAM, si usamos una caché muy grande, el micro tardará un tiempo apreciable en encontrar el dato que necesita. Esto no sería muy importante si el dato estuviera allí, pero ¿y si no está? Entonces habrá perdido el tiempo, y tendrá que sumar ese tiempo perdido a lo que tarde en encontrarlo en la RAM.

Por tanto, la caché actúa como un resumen,  y todos sabemos que un resumen de 500 páginas no resulta nada útil. Se puede afirmar que, para usos normales, a partir de 1 MB (1024 Kb) la caché resulta ineficaz, e incluso pudiera llegar a ralentizar el funcionamiento del ordenador. El tamaño idóneo depende  de la RAM, y viene mostrado en la siguiente tabla:

Se debe hacer notar que muchos "chipsets" para Pentium, como los conocidos Intel "Tritón" VX o TX, no permiten cachear más de 64 MB de RAM; es decir, que a partir de esta cifra, ES COMO SI NO EXISTIERA CACHé EN ABSOLUTO (0 Kb!!).
Así que si necesita instalar más de 64 MB en una placa para Pentium, busque una placa que permita cachear más de esa cifra (como algunas -no todas- las que tienen chipsets "Tritón" HX).

La caché a la que nos hemos referido hasta ahora es la llamada "caché externa" o de segundo nivel (L2). Existe otra, cuyo principio básico es el mismo, pero que está incluida en el interior del micro; de ahí lo deinterna, o de primer nivel (L1).

Esta caché funciona como la externa, sólo que está más cerca del micro, es más rápida y más cara, además de complicar el diseño del micro, por lo que su tamaño se mide en pocas decenas de kilobytes. Se incorporó por primera vez en los micros 486, y por aquel entonces era de 8 Kb (aunque algunos 486 de Cyrix tenían sólo 1 Kb). Hoy en día se utilizan 32 ó 64 Kb, aunque seguro que pronto alguien superará esta cifra.

La importancia de esta caché es fundamental; por ejemplo, los Pentium MMX son más rápidos que los Pentium normales en aplicaciones no optimizadas para MMX, gracias a tener el doble de caché interna. A decir verdad, la eficacia de la "optimización MMX" de aplicaciones como Microsoft Office, está por ver...

Puede que haya oido hablar de que los Pentium II y Pentium III (y su antecesor el extinto Pentium Pro) tienen 512 Kb de caché interna; esto es inexacto, cuando no una "confusión interesada" por parte de Intel y los vendedores. Los Pentium II y III tienen 32 Kb de caché interna, y 512 Kb de caché dentro del cartucho SEC pero externa al encapsulado del microchip.

Este contrasentido se explica si se ve un Pentium II "destripado" como éste:

Dentro de la gran carcasa negra encontramos una placa de circuito en la que va soldado el micro en sí (en el centro de la imagen), junto con varios chips que forman la caché, externa a lo que es propiamente el micro. Sin embargo, esta caché funciona a una frecuencia que es la mitad de la del micro (es decir, a 133, 150 MHz o más), mientras que la caché externa clásica funciona a la de la placa base (de 50 a 66 MHz en los Pentium y 100 MHz en los AMD K6-2).

Los que casi pueden presumir de tener una gran caché interna son los micros más modernos: Pentium IIICoppermine, Celeron  (no los antiguos Celeron, que carecían de caché L2 en absoluto) y AMD AthlonThunderbird y Duron. Estos micros tienen la caché L2 integrada en el propio encapsulado del micro y la hacen funcionar a la misma velocidad que éste, de forma que no llega a ser tan rápida como la caché L1 pero sí lo bastante como para ser más rápidos que los modelos con caché externa, pese a tener la mitad o menos de caché.

Digamos, en fin, que los Pentium II y los primeros Pentium III y Celeron tienen una caché interna y una semi-externa, lo cual no es poco mérito en absoluto; pero las cosas son como son

Como ya dijimos, la caché es un bien preciado, y preciado en bastantes pesetas. Por ello, la natural codicia de ciertos personajes les ha llevado a fabricar placas base con chips de caché de vulgar plástico sólido, método que puede enriquecerles en unas 2.000 pesetas por placa y reducir el rendimiento del ordenador de un 5 a un 10%.

Este fenómeno tuvo su auge con las placas base para 486, aunque no se puede asegurar que esté totalmente erradicado. Desgraciadamente, hay pocos métodos para saber si un chip de caché es bueno o falso, y casi ninguno se basa en la observación directa (como no sea por radiografía). Los medios principales para detectar el fraude son:

• observar chips sumamente burdos y mal rematados, con bordes de plástico y serigrafiados de baja calidad (suponiendo que sepa identificar el o los chips de caché, lo cual puede ser difícil);
• utilizar alguna herramienta de diagnóstico por software que detecte la presencia o ausencia de caché.

Sobre estos programas de diagnóstico, cabe comentar que no son infalibles, por lo que si alguno no detecta la caché conviene probar con otro (pero conque uno la detecte, es casi seguro que es auténtica). Además, pueden fallar con ciertos tipos muy rápidos y modernos de caché, por lo que no suele servir el mismo programa para la placa de un 486 y la de un Pentium. Algunos de estos programas (para placas 486, que suelen ser las más falsificadas) se pueden encontrar en Internet.

Si usted acaba convencido de que su placa tiene una caché falsa (aunque si se trata de una para Pentium puede llevarle su tiempo), lo mejor que puede hacer es no volver a comprar en la tienda donde la adquirió o, si tiene tiempo y ganas, irse a quejar. No es probable que le hagan caso, pero ¡que le oigan! (Y si les engañó su proveedor, no es excusa, sino falta de profesionalidad.)

Aunque en general no se puede elegir qué memoria caché adquirir con el ordenador, puesto que se vende conjuntamente con la placa base (o con el micro, si es un Pentium II, un Pentium III ), conviene tener claros unos cuantos conceptos por si se diera el caso de tener varias opciones a nuestra disposición.

Ante todo, el tipo de memoria empleada para fabricar la caché es uno de los factores más importantes. Suele ser memoria de un tipo muy rápido (como por ejemplo SRAM o SDRAM) y con características especiales, como burst pipeline: transmitir datos "a ráfagas" (burst).

La velocidad de la caché influye en su rendimiento, como es obvio. Las cachés se mueven en torno a los 10 nanosegundos (ns) de velocidad de refresco; es decir, que cada 10 ns pueden admitir una nueva serie de datos. Por tanto, a menor tiempo de refresco, mayor velocidad. 

El último parámetro que influye en las cachés es la forma de escribir los datos en ellas. Esto se suele seleccionar en la BIOS, bien a mano o dejando que lo haga el ordenador automáticamente; las dos formas principales son:

• Write-Througth: impronunciable término que indica el modo clásico de trabajo de la caché;
• Write-Back: un modo más moderno y eficaz de gestionar la caché.