It has been a while since I read anything from Lindsay, furthermore let me say the experience of listening to the author in the audio version is simply phenomenal. My guess is that the prose matches precisely the timing and intonation as conceived by the author, making it a unique, well adjusted and sincere experience. Sure Lindsay's work is by all means an aquired taste, but like any good hard drug it hooks on to you and does not let go. I won't bother with the storyline here, but if you enjoyed Linsday's past work you're gonna love Wolfe's latest adventure. In my opinion this is the best Riley Wolfe book.
Español:
Ha pasado un tiempo desde que leí algo de Lindsay; además, déjen decirles que la experiencia de escuchar al autor en la versión de audiobok es simplemente fenomenal. Supongo que la prosa coincide exactamente con el ritmo y la entonación concebidos por el autor, lo que la convierte en una experiencia única, bien adaptada y sincera. Seguro que el trabajo de Lindsay es, sin lugar a dudas, un gusto adquirido, pero como cualquier buena droga dura, se engancha a ti y no te suelta. No me molestaré con la historia aquí, pero si disfrutaste el trabajo anterior de Linsday, te encantará la última aventura de Wolfe. En mi opinión, este es el mejor libro de Riley Wolfe.
Luego de revisar la importancia del CPU o microprocesador en las computadoras personales, vamos explicar como el resto de los componentes influyen en el desempeño de las computadoras modernas. La memoria RAM, particularmente la DRAM (Dynamic Random Access Memory, Memoria de Acceso Aleatorio Dinámica), El almacenamiento masivo, el adaptador gráfico y la conexión a la red, son los componentes que nos resta revisar para comprender como es que influyen en el desempeño de la computadora. Igual que en el blog post anterior no nos limitaremos a la descripción de la tecnología, sino que revisaremos la evolución histórica y el mercado.
El origen de las DRAM
Revisaremos las DRAMs, Memorias de Acceso Aleatorio Dinámicas, toda vez que su evolución ha ido a la par con los microprocesadores, semiconductores y en general confirmando a lo largo de los años la ley de Moore.
Las primeras memorias de computadora consistían en anillos magneticos envueltos en bobinas de alambre que lograban almacenar información mediante la presencia de una carga magnetica (1) o su ausencia (0). Esta de mas decir que la posibilidad de miniaturizar estas memorias o de reducir su consumo eléctrico era muy limitada.
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Intel comenzó a comercializar exitosamente el primer circuito integrado de memoria DRAM en 1970. El Intel 1103 de 1024 bits de capacidad, fué construido a partir de celdas de memoria con 3 transistores y un capacitor. Este fué el primer exito de Intel y logro hacer de ella un empresa rentable para 1972. Mas delante a mediados de los 70s, la patente obtenida en 1968 para IBM por la invención de Robert Dennard de la DRAM con módulo de memoria de un solo transistor ya era fabricada por múltiples compañias ofreciendo chips de memoria de 4K.
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Evolución de las memorias RAM
Inicialmente las computadoras personales utilizaron la memoria SDRAM o DRAM Síncrona. Hoy en día los tipos de memoria disponibles para equipar nuestros dispositivos de acceso a Internet como computadoras, tablets, teléfonos celulares y hasta los adaptadores gráficos han evolucionado en capacidad y velocidad identificandolos con la nomenclatura DDR o Double Data Rate.
En la tabla anterior podemos observar como las distintas generaciones de memorias DDR van incrementando su desempeño en varios rubros:
Prefetch o precarga se refiere a la cantidad de bits que se pueden anticipar enviar antes de que sean solicitados.
Tasa de datos en MT/s es la cantidad de eventos de transferencia de datos que puede ejecutar el chip de memoria y se mide en Millones de Transferencias por segundo.
Tasa de transferencia en GB/s es la cantidad de datos que se pueden guardar o enviar del chip de memoria y se mide en GigaBytes por segundo.
Voltaje en el que opera elo chip, menor voltaje resultará siempre en menor generación de calor y consumo eléctrico; a la vez en mejor desempeño y densidad, osea que podemos integrar a un sistema mas memoria
Recordemos que la memoria hace la función de definir el espacio de trabajo donde el CPU ejecuta sus operaciones e instrucciones. Mas memoria y mayor velocidad de la memoria RAM, en consecuencia, nos aporta mas eficiencia en la operación de una computadora.
El mercado actual de las memorias RAM
De acuerdo con Statista los 3 grandes jugadores en el mercado de la memoria DRAM a nivel mundial son: Samsung (Corea del Sur) con el 38.9% de ganancias en el sector, SK Hynix (Corea del Sur) 34.3% y Micron Group (EE.UU.) 22.8%. 6,200 Millones de dólares es el tamaño del mercado de memoria DRAM al fin de 2022 y se espera que crezca a 10,200 Millones de Dólares para 2032. Lo anterior de acuerdo al último reporte de ganancias del sector reportado por Allied Market Research.
El almacenamiento masivo
Comunmente conocido como: "El Disco Duro" debido principalmente a que al inicio de la era de las computadoras personales estas usaban predominantemente los discos flexibles o Floppy Disks y al contrario de estos, los nuevos discos duros no eran flexibles sino ríogidos.
Los "Floppies" fungieron como el almacenamiento masivo de las primeras computadoras personales y dependiendo del año los usamos en 3 formatos de capacidad y dimensiones físicas: 8" 5.25" y 3.5" La capacidad de almacenamiento desde los 800 KB (KiloBytes) hasta los 2.88 MB (MegaBytes), siendo los discos de 8" los de menor capacidad de almacenamiento y los mas pequeños de 3.5" los que alcanzaron los 2.88 MB y la mayor confiabilidad.
Los discos duros hoy en día existen de dos tipos: Electromecánicos y Discos de Estado Sólido "Solid State Drive" (SSD).
Los discos electrómecanicos como su nombre lo indica estan conformados por discos magnéticos "plates" que giran en un "spindle" para que elementos lectores y grabadores "R/W Head" sobre un actuador, lean o escriban sobre las pistas del plato. La estructura y organizaciones de los discos se da a partir de las pistas concéntricas (tracks), los cilindros (Cylinders) conformados por las pistas de ubicación correspondientes de todos los platos y los sectores (sectors) que son las areas delimitadas del plato de acuerdo a su estructura o formato
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A diferencia de los discos electromecánicos, los de estado solido o SSD no requieren elementos mecánicos para acceder a la información. Son literalmente chips de memoria RAM que almacenan los datos de forma masiva. A este tipo de memoria se le conoce como Memoria Flash y son memorias que no requieren energía eléctrica para mantener actualizados los datos que almacenan; el tipo de chips que se utilizan típicamente son del tipo NAND que son ideales para acceder a datos de forma aleatoria.
En los ultimos años los SSD han evolucionado de una forma acelerada hasta alcanzar las capacidades de almacenamiento antes solo disponibles en discos electrómecanicos; al mismo tiempo rivalizando en desempeño y velocidad de transferencias de datos anteriormente solo disponible en la memoria RAM. Todo lo anterior manteniendo costos bajos y estables. En resumen, la siguiente tabla nos muestra un comparativo entre los discos SSD y los electromecánicos.
Tipo de Disco
Componentes
Capacidad de datos
Desempeño
Costo
HDD
Discos, Actuadores, Cabezales de escritura, motores, etc
Muy Alta
80 MB/s
Bajo
SSD
Chips de memoria NAND
Alta
200, 1700, 3500, 7000 MB/s
Alto
Inicialmente los SSD utilizaron los mismos formatos e interfaces de conexión que los discos electromecánicos; se hizo muy popular en un principio las Interfaces SATA y m.2 SATA (Serial Advanced Technology Attachment), pero estas tienen una limitación en la interfaz que no permitíría enviar mas de 750 MB/s (MegaBytes por segundo) por lo que pronto se diseñaron conexiones directas de los SSD a nivel del Bus PCIe de los moterboards. Así se han podido implementar SSDs con velocidades de 1700, 3500 y hasta 7000 MB/s. El formato de conexión mas popular hoy en día es el conocido como "Non Volatile Memory express con conector m.2" o simplemente "NVMe m.2" el cual conectado al Bus PCIe 4.0 alcanza velocidades de transferencia de mas de 7000 MB/s.
El formato mas popular de SSD hoy en día sin duda es el SATA de 2.5", pero la tendencia esta muy marcada por que pronto sea reemplazado por el NVMe m.2 por el desempeño, dimensiones físicas y reducción de costos que se han visto en los ultimos dos años. A continuación una comparativa de precios de Enero de 2024 entre discos duros de 2 TB en los diversos formatos existentes en un popular portal de retail.
Sin duda los SSDs rápidos siguen representando el costo mas alto, sin embargo la diferencia en los dos mas económicos es de tan solo 45%, mientras que las mejoras en desempeño, durabilidad y consumo electrico superan con creces el formato de entrada de SSD vs el HDD.
El mercado mundial de los SSD
De acuerdo con Trendforce los 3 principales proveedores de Disco de Estado Sólido son Kingston, ADATA y Lexar, el mercado esta muy diversificado; aún asi 5 proveedores poseen el 59% del mercado y esta tendencia de consolidación persisitirá
TrendForce reportó que las ventas de SSDs disminuyeron 10.7% en 2022 respecto al 2021, lo anterior derivado de problemas en la cadena de suministros posteriores a la pandemia de COVID-19 pero que deben rectificarse en los próximos meses.
El Adaptador Gráfico o GPU (Graphics Processing Unit)
A partir de quelos CPUs complementan de hace mas de 20 años sus ofertas de producto con versiones que incorporan el controlador de gráficos integrado en el mismo chip, parecía que el mercado de los adaptadores gráficos disminuiría a convertirtse en un mercado de nicho gamer o muy particular de los usuarios de edición de video y modelado 3D. Hoy en día el adaptador gráfico toma mas relevancia, en virtud de que se aprovecha la capacidad añadida de procesamiento en los equipos de cómputo para acelerar ejecución de cómputo intensivo, como la minería de bitcoins o mas recientemente el procesamiento de servicios de Inteligencia Artificial (IA). Estó último generó un gran incremento de la demanda de adaptadores gráficos poderosos y un incremento sustancial en costos por la escasez de chips para satisfacer la demanda. Parecía que esto se corregiría con la desaceleración de las cryptomonedas, pero rápido la demanda de chips para procesar la Inteligencia Artificial no solo evitó el desplome de la empresas que producen los chips para gráficos, sino que se incrementó muchísimo la demanda de estos chips; pues resulta que las operaciones de gráficos avanzados y las de inteligencia artificial requieren funcionalidades muy similares.
Con todo esto el adaptador gráfico no solo es el componente mas costoso en una PC, es también el mas influyente en el desempeño de una computadora cuando se busca satisfacer necesidades específicas como las de las comunidades gamers, los mineros de cryptomonedas, los servidores de nube que procesan servicios de IA y muchas funcionalidades mas que apenas vamos descubriendo.
De acuerdo con Jon Peddie Research, los 3 principales proveedores en este mercado son Intel, NVIDIA y AMD con 68%, 18% y 14% del mercado respectivamente.
Si eres "Gamer", o produces video y modelado 3D es indispensable equipar tu computadora con un adapatador gráfico, pero esto tambien implica robustecer la fuente de poder y sistema de ventilación, pues el Adpatador Gráfico, en ocasiones, puede ser también el componente de mayor consumo eléctrico y generación de calor en tu computadora.
De forma similar a los CPUs los GPUs también se pueden comparar en precio, consumo eléctrico y desempeño; la oferta en el mercado es vasta y nutrida, por loq ue muchas veces la elección de un Adaptador Gráfico puede ser una pesadilla.
Con esto terminamos nuestra breve inducción entre los componentes de una computadora y la influencia que tienen en su desempeño. Reclamos, sugerencias o saludos son todos bienvenidos en los comentarios. Promento leerlos todos y contestar.
Bibliografía
(Ao, s/f)
Ao, B. (s/f). Press center - global SSD shipments down 10.7% YoY to 114 million units in 2022 , says TrendForce. TrendForce. Recuperado el 15 de enero de 2024, de https://www.trendforce.com/presscenter/news/20231107-11910.html
(Chang, 2005)
Chang, M. (2005). Computer Architecture. En The Electrical Engineering Handbook (pp. 323–334). Elsevier.
(Datatrack - Index, s/f)
Datatrack - Index. (s/f). Trendforce.com. Recuperado el 12 de enero de 2024, de https://datatrack.trendforce.com/
(DRAM market size, share & trends, s/f)
DRAM market size, share & trends. (s/f). Allied Market Research. Recuperado el 12 de enero de 2024, de https://www.alliedmarketresearch.com/dram-market-A06300
(EMC Education Services, 2012)
EMC Education Services. (2012). Information storage and management: Storing, managing, and protecting digital information in classic, virtualized, and cloud environments (2a ed.). John Wiley & Sons.
(Generaciones de RAM: DDR2 frente a DDR3 frente a DDR4 frente a DDR5, s/f)
Generaciones de RAM: DDR2 frente a DDR3 frente a DDR4 frente a DDR5. (s/f). Crucial. Recuperado el 11 de enero de 2024, de https://www.crucial.mx/articles/about-memory/difference-among-ddr2-ddr3-ddr4-and-ddr5-memory
(Mujtaba, 2023)
Mujtaba, H. (2023, agosto 29). GPU market rebounds in Q2 2023: AMD, NVIDIA & Intel see increased shipments, discrete GPU up by 12.4%. Wccftech. https://wccftech.com/gpu-market-rebounds-q2-2023-amd-nvidia-intel-increased-shipments-discrete-gpus-up/
Three-Edged Sword by Jeff Lindsay
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