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Pregunta a eliax: ¿Qué es la arquitectura big.LITTLE de ARM?
eliax id: 9920 josé elías en ene 10, 2013 a las 12:09 AM (00:09 horas)
ARMeliaxQuizás la razón principal por la cual la arquitectura ARM se impuso por sobre la x86 de Intel en dispositivos móviles fue el tema de la eficiencia energética en relación al rendimiento del procesador.

Para que tengan una idea, si incluyéramos un chip Intel Core i7 en un iPhone (algo ridículo hacer, pero la ilustración es para ilustrar un punto), es posible que la batería no dure ni 20 minutos funcionando, debido al tremendo consumo energético de tales procesadores.

Sin embargo, se ha hecho evidente recientemente que debido a la gran competencia entre fabricantes de celulares, que el rendimiento (y no solo la batería) ha tomado una gran importancia a la hora de muchos consumidores elegir un equipo, por lo que empresas como ARM se encontraban en un gran dilema sobre cómo mejor incrementar el poder del procesador, mientras mantenían simultáneamente un relativo bajo consumo energético.

Y la solución es la pregunta a la cual respondo hoy: ¿Qué es la arquitectura big.LITTLE de ARM?

Como se podrán ya imaginar, es una técnica para obtener lo mejor de ambos mundos (bajo consumo energético más alto rendimiento), ¿pero cómo funciona?

Pues en realidad es un mecanismo bastante sencillo: La idea (en su forma básica) es poner el doble de núcleos en un mismo chip, siendo la mitad de esos núcleos de alto poder, y la otra de bajo poder.

La idea es, que cada núcleo de alto poder haga “pareja” con uno de bajo poder, entre los dos formando un “núcleo virtual”. Notemos que la idea no es que ambos núcleos funcionen a la misma vez, sino que para ejecutar programas que requieran bajos recursos (como es por ejemplo estar en la pantalla de inicio de tu celular) se utilicen los núcleos de bajo poder, pero cuando necesites un alto rendimiento (por ejemplo, para jugar un videojuego) el sistema automáticamente cambie a los núcleos de alto poder.

Con esto se logra que el móvil (sea un celular o tableta) consuma lo más mínimo posible en las cosas cotidianas, pero a la misma vez responda rápido cuando sea necesario.

Y notemos que esto sucede de forma dinámica, incluso en medio de un mismo programa. Así que por ejemplo, si estás navegando el internet, mientras se cargan y renderizan (dibujan) las páginas, es posible que estés utilizando los núcleos de alto poder, pero en el momento que se carga todo y estás simplemente leyendo la página web, que el sistema cambie a modo de bajo poder.

Sin embargo, algo me dice que esto será abusado por los departamentos de mercadeo de algunas empresas. Samsung por ejemplo ya ha anunciado que el próximo año debutará procesadores ARM “de 8 núcleos”, pero falta ver si lo llamarán realmente lo que son: 4 núcleos en configuración de “4 x 2” (4 núcleos replicados entre dos veces, una en modalidad de alto poder, y otra en baja), ya que los 8 núcleos no podrán funcionar simultáneamente con este mecanismo de big.LITTLE.

Noten que existen otras opciones para lograr lo mismo. Una de ellas es la de bajar dinámicamente el voltaje de operación del procesador de forma dinámica, de modo que en este esquema se necesitarían solo 4 núcleos, los cuales o “corren rápidos” o “corren lentos” (o incluso en velocidades variables) según la carga de trabajo requerida (en la arquitectura big.LITTLE, los núcleos funcionan todos a velocidades fijas).

Esta estrategia de “velocidad variable” es la adoptada por Apple en su procesador A6 (también basado en el juego de instrucciones ARM), y es bastante posible que sea la estrategia que adopten hacia el futuro, debido a que una de las empresas que compró hace unos tres años atrás (PA Semi) era experta en esa modalidad, que aunque más complicada de implementar, resulta en procesadores de más bajo costo de fabricación (ya que ocupan menos espacio en el mismo chip).

Actualización: Tal cual mencioné en el artículo, Samsung acaba de anunciar en el evento CES 2013 un procesador al que llama el "EXYNOS 5 OCTA" con "8 núcleos", cuando en realidad son 4 núcleos de bajo poder combinados con 4 de alto poder como expliqué en el artículo, y no 8 núcleos trabajando simultáneamente. El Departamento de Mercadeo trabajando...

autor: josé elías

Comentarios

  • Tienes razón, Samsung acaba de presentar en el CES su nuevo procesador: Exynos 5 Octa: 4 con ARM Cortex-7 y 4 con ARM Cortex-15.

  • Que yo sepa lo de la velocidad variable lo tienen todos los teléfonos actuales. No se las roms "oficiales" pero al menos las "caseras" suelen traer una utilidad que permite al usuario seleccionar la estrategia de velocidad que prefiere (consirvativa, alto rendimiento, etc.) y que justamente se trata de eso: ajustar la velocidad de reloj entre un valor muy bajo cuando la CPU está inactiva hasta el overclock (superar el máximo recomendado por el fabricante) en caso de necesidad.

    • Pues no es nuevo en procesadores, no es mas que el "Turbo core" de AMD o "turbo boost" de Intel y sus respectivas versiones para GPUs. El problema es que no es tan trivial para hacerlo, para que funcione de verdad necesitas una implementacion por hardware y con muy bajas latencias sino para cuando los nucleos aumente su velocidad la carga o habra pasado o buena parte de esta, ademas seguirán a altas frecuencias despues de que esta pase. En este sentido Intel tiene la mejor implementacion de estas.

  • Siempre me pregunto, ¿porque no mejoras las baterías? alguna tecnología nueva que mejore la duración. No he visto nada sobre investigaciones para mejorar las baterías, siento que en esto estamos bastante estancados. Realmente soy adicto al alto desempeño en tecnología, pero que la batería de mi smartphone apenas llegue al medio día, de verdad molesta.

    • Si... en verdad molesta lo de la bateria...
      por alguna razon se esfuerzan mucho en hacer los smartphones cada vez mas delgados... en lugar de conservar lo delgado y hacer mas grandes las baterias xD

    • Samsung Dice : "El nuevo Exynos 5 Octa puede recortar hasta un 70% de consumo de batería comparado con el Exynos 5 Dual".

      Ademas esa es la idea de tener 4 nucleos de bajo rendimiento, para cuando no se esté haciendo un proceso que requiera muchos recursos, reducir el consumo de la bateria.

    • Puedes usar un artículo como este "Hyperion Samsung Galaxy SIII 4200mAh Extended Battery", sacrificas el tamaño y el peso, pero obtienes protección y batería extra

  • la ilustración es para ilustrar

  • Muy buena explicacion sobre esta tecnologia Eliax.

    Pero deberias dejar tu fanatismo a parte, te delatas con frases como:

    "si incluyéramos un chip Intel Core i7 en un iPhone (algo ridículo hacer, pero la ilustración es para ilustrar un punto)"

    "Samsung acaba de anunciar en el evento CES 2013 un procesador al que llama el "EXYNOS 5 OCTA" con "8 núcleos". El Departamento de Mercadeo trabajando..."

    Y todo esto para no reconocer que el Iphone se esta quedando atras en cuanto a hardware...

    • Su comentario da risa señor, aprenda a leer. Pienso que es usted el que le busca la quinta pata al gato.

  • El Tegra 3 de nVidia (nexus 7) tiene cuatro núcleos rápidos y uno lento. No entiendo para qué hacen falta 4 núcleos lentos si por definición se usan cuando hay poca carga de trabajo

  • Ciertamente un Core i7 en un iPhone no tardaría 5 minutos

    Mientras un a8 a9 consume entre 0.5 y 2 watts un Core i7 en mínimo requiere hasta 80 watts

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"Bueno me agrada tener una opinión diferente a la tuya en este sentido, es bueno para variar. :-)

En otros términos dudo que seas un fanboy o fanático de Apple, de lo que si entiendo que eres fanático es de la buena implementación de una UI, de la usabilidad, de la no complejidad y eso a mi entender es un Plus.

Sin dudas este es el mejor Blog tecnológico y mas allá de República Dominicana y quien sabe si de Latinoamericana, pero no hay necesidad de buscar un Best Of. Entiendo que tienes una grandiosa visión y es valido que seas atacado en todos los frentes.

Me gustan los argumentos bien presentados, las bases y las estadísticas, a mi que no me hablen de fanatismo en tecnologías, el tiempo las cambia todas. No existe "mejor tecnología" ante el tiempo.
"

por "Nehemoth" en jul 19, 2010


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