3º Ingeniería Técnica en Informática de Sistemas
Relación entre velocidad del procesador y cantidad de memoria
Autores: Andrés Fernández Bermejo, Francisco José García Estrada
Fecha: 16 de Mayo de 2006
Objetivos
Estudiar el rendimiento de un computador con diferentes frecuencias de CPU y diferentes cantidades de memoria para comprobar si compensa más aumentar la velocidad del procesador o aumentar la cantidad de memoria para optimizar su rendimiento.
Teoría básica
Para entender este trabajo es necesario conocer algunos componentes Hardware y Software de un PC:
- Placa base: La placa base es el soporte para todos los elementos Hardware del PC. Una parte fundamental de la placa base para la realización de este trabajo es el Chipset.
- Chipset: Es el conjunto de chips que comunican la CPU con el resto de dispositivos. Está compuesto por el MCH o puente norte y el ICH o puente sur. En este trabajo es primordial el MCH.
- MCH: Establece la frecuencia de reloj básica y los multiplicadores, para controlar la velocidad del procesador y la memoria.
- FSB: Es el bus de datos del procesador. Conecta el procesador con el MCH. Modificar su frecuencia por medio de multiplicadores puede delimitar la velocidad del procesador.
- Multiplicador: Ajusta las frecuencia de los buses por medio de jumpers para optimizar el rendimiento.
- Procesador: Es la unidad donde se ejecutan las instrucciones y se llevan a cabo los cálculos principales.
- Memoria RAM: Es un dispositivo volatil donde se almacenan los procesos y los datos con los que trabaja el procesador. También se llama memoria principal.
- BIOS: Conjunto de programas que residen en una memoria no volátil de la placa base y que sirven para configurar algunos parámetros de los componentes del PC.
- Benchmark: SiSoftware Sandra, muestra gráficos de rendimiento del PC
Configuración de partida
Para la realización del trabajo utilizamos uno de los equipos del laboratorio de Hardware de la escuela, cuyos componentes relevantes para la realización del trabajo son:
- Placa base QDI chipset VIA 694X/686A, modelo B, factor de forma ATX.
- Procesador Intel Pentium III, 800 Mhz, caché L1 16 KB, caché L2 256 KB.
- Memoria RAM 256 MB en dos módulos de 128 MB SDRAM PC133.
Desarrollo
Primer paso
La idea inicial era modificar la velocidad del procesador por medio del multiplicador, pero no nos fue posible, ya que el procesador tenía bloqueada esta opción. Asi que nos vimos obligados a modificar la frecuencia del MCH por medio de jumpers para ajustarla a 100/33MHz, y a partir de aquí fuimos modificando la frecuencia del procesador mediante la BIOS. Esta opción, sin embargo modifica también la velocidad de la memoria.
Dejamos un módulo de memoria de 128 MB y probamos las distintas frecuencias del procesador modificándolas por medio de la BIOS. Los resultados que obtuvimos quedan reflejados en los siguientes gráficos.
Del Benchmark aritmético:
Al aumentar la velocidad del procesador de 600 a 690 MHz hay un incremento medio del 12% y de 690 a 800MHz del 15% aprox.
Del Benchmark de tasa de transferencia de memoria:
En la tasa de transferencia el incremento medio de 600 a 690 MHz es del 15.6% y de 690 a 800 MHz del 18% aprox.
Segundo paso
Tras probar los diferentes benchmarks con un módulo de 128 MB, realizamos las mismas pruebas con 256 MB de RAM.
Estos fueron los resultados del benchmark aritmético:
Como puede comprobarse, el número en el calculo de millones de instrucciones de enteros (MIPS) y coma flotante por segundo (MFLOPS) aumenta considerablemente a medida que subimos la frecuencia, en un 14.3% aprox. de 600 a 800 MHz y en un 16.8% aprox. de 690 a 800 MHz.
Estos fueron los resultados del benchmark de tasa de transferencia de memoria:
En ellos puede verse un aumento en la tasa de transferencia de la memoria para instrucciones de enteros y coma flotante del 13.4% aprox. de 600 a 690 MHz y del 16.9% aprox. de 690 a 800 MHz.
Tercer paso
Finalmente, añadimos otro módulo de 128 MB para tener un total de 384 MB.
Estos fueron los resultados del benchmark aritmético:
Al igual que en los gráficos anteriores hay un aumento a tener en cuenta que se aproxima a los resultados obtenidos con 128 y 256 MB, del 14.4% aprox. al aumentar de 600 a 690 MHz la velocidad del procesador y del 16.8% aprox. de 690 a 800 MHz.
Estos fueron los resultados del benchmark de tasa de transferencia de memoria:
En los que se refleja el incremento de dicha tasa en un 14.4% aprox. al pasar de 600 a 690 MHz y en un 17.2% aprox de 690 a 800 MHz
Cuarto paso
Una vez obtenidos los datos manteniendo fija cada cantidad de memoria, los clasificamos ahora según la velocidad del procesador.
Los datos obtenidos fueron los siguientes para el procesador a 600 MHz. Benchmark aritmético:
Benchmark de tasa de transferencia de la memoria:
Benchmark aritmético para el procesador a 690 MHz:
Su benchmark de tasa de transferencia de la memoria:
Datos para el procesador a 800 MHz. Benchmark aritmético:
Benchmark de tasa de transferencia de la memoria:
En todos estos gráficos puede comprobarse en los Benchmarks aritmético y de tasa de transferencia que hay un aumento despreciable en algunos casos, en otros un mantenimiento y en otro, incluso, una disminución.
Enlaces
Como únicamente hemos utilizado los conocimientos adquiridos en las clases prácticas y teóricas de iccp creemos conveniente hacer referencia sólo a la página de iccp y a los apuntes recopilados del Tema 1 (Arquitectura del PC) y el Tema 2 (Configuración básica del sistema. La BIOS) además de el manual de la placa base del computador.
Conclusiones
Los gráficos hablan por si solos. Según los benchamrks utilizados (el de tasa de transferencia de memoria y el de número de instrucciones e instrucciones de coma flotante por segundo), la conclusión principal es que lo que compensa más es subir la velocidad del procesador para este ordenador en concreto. Dado que al incrementar la memoria, la velocidad en el cálculo de instrucciones y la tasa de transferencia prácticamente no aumentan, habiendo incluso casos en los que dichos parametros disminuyen. En cambio los resultados varian sensiblemente a mejor al modificar la velocidad de la CPU, y esta variación se hace más notoria a medida que se incrementa la memoria RAM.
Licencia
Este trabajo utiliza una Licencia Creative Commons.