Arquitectura de computadoras

DOS LEYES DIFÍCILES DE ROMPER: AMDAHL Y MOORE
Autor: Fernando Mejía Mejía
Introducción
El presente ensayo tiene la finalidad de realizar un análisis sobre la ley de Moore, la cual establece el ritmo del crecimiento temporal de carácter exponencial para el número de transistores que se podrían incluir en un circuito integrado y sobre la ley de Amdahl, la cual establece que la mejora obtenida enel rendimiento de un sistema debido a la alteración de uno de sus componentes está limitada por la fracción de tiempo que se utiliza dicho componente. Además de estas dos leyes también se pretende analizar la mejora tecnológica y la innovación que ha existido en la ingeniería a lo largo de la historia.
Planteamiento
Hablaremos de dos leyes que han permanecido por más de 40 años y que aún en laactualidad se siguen aplicando; estamos hablando de la ley de Moore y la ley de Amdahl.
Por una parte nos encontramos con la ley de Moore, donde Gordon Moore el cofundador de Intel, tuvo una visión hacia el futuro en 1965, donde planteaba que el número de transistores de un chip se duplica cada dos años (véase la siguiente tabla).
Esta ley es sinónimo de más rendimiento, pero también significacostes es descenso.
A medida que los ingredientes de las plataformas y los componentes basados en el silicio obtienen más rendimiento, resulta exponencialmente más barato fabricarlos y, por consiguiente, son más abundantes, más potentes y están más integrados en nuestra vida cotidiana. Los microprocesadores de hoy día equipan todo tipo de artículos, desde juguetes hasta semáforos. Una tarjeta decumpleaños musical, hoy día tiene más capacidad de proceso que los grandes ordenadores más rápidos de hace décadas.
Por otra parte nos encontramos con la ley de Amdahl, donde Eugene Amdahl en 1967 analizo el problema que indica la mejora de rendimiento que se puede esperar incrementando los elementos de procesamiento en un ordenador.
Esta ley establece que la ganancia de velocidad que se consigueal mejorar un recurso de un computador en un factor igual a “p” está limitada por la cota “p/(1+f(p-1))”, donde “f” es la porción del tiempo en que dicha mejora no se utiliza en las aplicaciones que se ejecutan en el computador. De esta forma, por mucho que mejoremos un recurso (es decir, por mucho que incrementemos p), la mejora de velocidad no va a ser mayor que 1/f. Si el recurso que mejoramoses un cuello de botella (lograr que un proceso trabaje hasta el límite de su capacidad), f será pequeña y la ganancia de velocidad alcanzable puede ser elevada, pero si las aplicaciones utilizan poco ese recurso, f es próximo a 1, y la mejora en la que se ha invertido esfuerzo se desperdiciaría (véase la tabla anterior).
A continuación se muestra la formula de la ley de Amdahl
Numero deprocesos
Aumento de velocidad
donde:
es la aceleración o ganancia en velocidad conseguida en el sistema completo debido a la mejora de uno de sus subsistemas.
es el factor de mejora que se ha introducido en el subsistema mejorado.
es la fracción de tiempo que el sistema utiliza el subsistema mejorado.
Desarrollo
Para mi es realmente impresionante todo el desarrollo tecnológico que han sufrido losordenadores a lo largo de la historia, desde maquinas muy simples pero que en su momento fueron tecnologías que revolucionaron a el mundo, hasta hoy en día cuando tenemos la oportunidad de tener una computadora en la palma de nuestras manos. Sin duda durante este periodo de tiempo hubo una mejora tecnológica impresionante, y la innovación en la ingeniería fue realmente asombrosa.
Regresando unpoco en la historia del ordenador podemos darnos cuenta que el primer instrumento para realizar operaciones fue un ábaco, posteriormente la pascalina, la calculadora universal, la maquina analítica, la perforadora mecánica, ENIAC, UNIVAC I, por mencionar algunas. Y basta con darnos una idea de los grandes cambios que sufrió una con respecto a la otra hasta obtener hoy en día una computadora...