Rendimiento y Costo

1.    Introducción

La elección de una determinada arquitectura dependerá, del uso que se le desee dar, en muchos casos los equipos son elegidos al azar, debido al poco conocimiento que tienen los usuarios sobre el verdadero rendimiento de una computadora. Otro factor que influye es la constante evolución de las arquitecturas, ya que si bien se ha conseguido una estandarización en los equipos haciéndolos prácticamente universales a excepción de ciertos componentes (en su mayoría relacionada con el software), esto nos lleva a evaluar por sobre el rendimiento de una computadora con respecto al ciclo de vida que pueda ofrecer, es decir evaluar el coste de un equipo, hasta que este llegue a ser considerado “obsoleto”.

Para poder evaluar el rendimiento de un equipo podemos emplear programas de benchmark, con este programa podemos comparar distintos aspectos de una computadora velocidad del procesador, velocidad de escritura/lectura del disco duro, etc. mixteco. (2009)

2.    Medidas de Rendimiento

soportepc. (2015)

Algunos de los factores a tener en cuenta:

·         Tiempo de respuesta corto para una determinada pieza de trabajo.

·         Alto throughput (tasa de procesamiento de trabajo).

·         Baja utilización de recursos computacionales.

·         Alta disponibilidad del sistema de computación o de la aplicación.

·         Rápida compresión y descompresión de datos.

·         Gran ancho de banda.

·         Tiempo corto de transmisión de datos.

Otros aspectos a tomar en cuenta con respecto al rendimiento:

Disponibilida, es la capacidad de prueba y facilidad de mantenimiento y no en la fiabilidad.

Tiempo de respuesta, es el tiempo total que se necesita para responder a una solicitud o servicio.

Velocidad de procesamiento, nos permite ejecutar una gran cantidad de programas en un determinado tiempo esta ejecución se realiza de forma paralela entre los distintos que se estén ejecutando.

Capacidad del canal, es la tasa de información limitante que se puede lograr con una probabilidad de error.

 Latencia, es un tiempo de retraso entre la causa y el efecto de algún cambio físico en el sistema siendo observado.

Ancho de banda, mide la tasas de bits transferidos por segundo, el ancho de banda se encuentra presente por sobre todo en los buses de una computadora, para obtener una mayor velocidad se emplean buses en paralelo.

Rendimiento, también conocido como throughput, es sinónimo con el consumo de ancho de banda digital.

Consumo de energía, cantidad eléctrica usada por una computadora.

Luis Rincón Corcóles. (2012).

3.    Relación entre métricas

El principal objetivo es conseguir el mayor rendimiento posible con el menor coste, el rendimiento por lo tanto permite obtener una medida cuantitativa que permite comparar unos computadores frente a otros y decidir cual nos aporta mayores ventajas.

-       Aceleración de rendimiento¸ es la relación que existe entre dos computadoras

-       Aceleración del tiempo, es el tiempo que tarda una computadora en ejecutar un programa con respecto a otro, estos valores son inversamente proporcional al rendimiento.

electropedia. (2012).

4.    Medidas de rendimiento populares

Unidades de medidas de rendimiento global

MIPS

Son los millones de instrucciones por segundo que ejecuta un procesador para un programa determinado. Una mayor cantidad de MIPS indica mayor velocidad de una computadora.

MIPS VAX

El tiempo que tarda una computadora en ejecutar un programa VAX11/780.

MEGAFLOPS nativos y relativos

Surgen ya que los MIPS no hacen distinción entre operaciones normales y operaciones en coma flotante. Nos indican millones de instrucciones en coma flotante por segundo que se realiza para un determinado programa.

electropedia. (2012).

5.    Costo

A la hora de calificar los costos se puede tener en cuenta muchos aspectos, por un lado en motherboard:

Por otro lado tenemos los procesadores:

6.    Bibliografía

mixteco. (2009). costo y rendimiento. 2017, de utm http://mixteco.utm.mx/~merg/AC/2009/2.3-rendimiento_otras.html

Luis Rincón Corcóles. (2012). Estructura y tecnología de computadoras. 2017,

https://previa.uclm.es/profesorado/licesio/Docencia/ETC/15_MedidasRendimiento_itis.pdf

soportepc. (2015). intel core i5. 2017, de soporte para pc http://www.soporteparapc.com/2015/06/intel-core-i5-2500k-3.3ghz-carasteristicas.html

electropedia. (2012). rendimiento, desempeño y metrica. 2017, de electropediadigital

http://electropediadigital.blogspot.com/2012/09/rendimiento-desempeno-y-metricas-pccpu.html

ARQUITECTURA DE COMPUTADORAS

MAQUINA DE TURING

BENCHMARK

BENCHMARK

Características PC1		Características PC2
Procesador	3.19 GHz	Procesador	2.98 GHz
RAM	4 GB	RAM	12 GB
Disco duro	500 GB	Disco duro	1 TB
S.O.	Windows 8	S.O.	Windows 10

NovaBench

Se trata de una aplicación que nos permite testear la performance de la PC o portátil que estamos usando. Este software nos permite realizar una serie de pruebas para comprobar todas las áreas críticas del hardware de nuestro equipo, por lo general este tipo de programas se emplea para ver las principales características de cualquier equipo, su principal misión es la de poner a prueba componentes como la memoria RAM, velocidad del procesador, velocidad de lectura y escritura del disco duro, tarjeta gráfica, etc.

Se puede mencionar otros programas, que pueden variar el tipo de análisis que ejecute, poniendo mayores límites a una PC.

-          3DMARK.

-          PRIME95.

-          NeoTeo.

-          Hyper PI.

Comparación de 4 equipos de laboratorio

Características PC1		Características PC2
Puntuación	800	Puntuación	797
Procesador	3.19 GHz	Procesador	3.19 GHz
CPU Score	514 Float ops: 98712850 Integers ops: 481965048 Hash ops: 1379417	CPU Score	513 Float ops: 98841563 Integers ops: 482026967 Hash ops: 1368857
RAM Speed	9354 MB/s	RAM Speed	9067 MB/s
GPU Score	131 Direct3D11: 7FPS OpenCL: 269 GFLOPS	GPU Score	131 Direct3D11: 7FPS OpenCL: 269 GFLOPS
Disk Score	28 Write: 100 MB/S Read:  104MB/S	Disk Score	27 Write: 92 MB/S Read:  98MB/S
S.O.	Windows 8	S.O.	Windows 8
Características PC3		Características PC4
Puntuación	764	Puntuación	805
Procesador	3.19 GHz	Procesador	3.19 GHz
CPU Score	500 Float ops: 95032504 Integers ops: 485918080 Hash ops: 1304998	CPU Score	520 Float ops: 98841563 Integers ops: 482026967 Hash ops: 1368857
RAM Speed	5938 MB/s	RAM Speed	9273 MB/s
GPU Score	123 Direct3D11: 6FPS OpenCL: 267 GFLOPS	GPU Score	131 Direct3D11: 7FPS OpenCL: 271 GFLOPS
Disk Score	26 Write: 82 MB/S Read:  100MB/S	Disk Score	27 Write: 95 MB/S Read:  104 MB/S
S.O.	Windows 8	S.O.	Windows 8

Conclusiones

De los resultados obtenidos se puede sacar la siguiente conclusión, por un lado se usaros equipos idénticos pero los resultados obtenidos nos muestra que dichos valores varían, esto puede darse a diversos factores como por ejemplo la arquitectura interna de cada uno de los elementos, ya que s bien los diseños son idénticos la arquitectura interna puede variar en función de la precisión que pueda tener cada uno de los elementos que componen un elemento, por ejemplo en el caso de un microprocesador este se compone de transistores los cuales pueden tener factores que varíen en milésimas el rendimiento del mismo, por otro lado lo mismo se puede decir de los discos duros en los cuales los cabezales son los encargados de determinar la velocidad de escritura y lectura, estos componentes mecánicos pueden presentar variaciones en su funcionamiento otros factores que pueden afectar al disco duro son la capacidad de almacenamiento del mismo ya que un disco de mayor capacidad tendrá mayores tiempos de lectura/escritura, para finalizar se puede emplear otros programas de los anteriores mencionados para realizar las mismas pruebas y estos pueden ser capaces de obtener resultados diferentes, en función del tipo de prueba que pueda implementar a cada equipo, por lo tanto los programas de merchmark suelen ser de gran utilidad para poner a prueba el rendimiento real de cualquier PC que se desee adquirir.

Evolución de las computadoras

Primera Generación 1951-1958

Esta generación se caracteriza porque las computadoras empleaban válvulas de vacío para procesar información, para introducir datos se empleaba un tipo de programación especial basada en tarjetas perforadas.

Eckert y Mauchly contribuyeron al desarrollo de la primera generación construyendo la UNIVAC I, la IBM tenía el monopolio de los equipos de procesamiento de datos a base de tarjetas perforadas, sin embargo IBM se dio a conocer en el mundo de las computadoras con IBM 701 en 1953. No obstante fue IBM 650 el cual es la razón por la que IBM disfruta hoy de una gran parte del mercado de las computadoras. La administración de la IBM.

Características

Como se dijo anteriormente estos equipos usaban válvulas de vacío para procesar información, estos equipos ocupaban grandes espacios, además de utilizar grandes cantidades de electricidad, generaban gran cantidad de calor y eran sumamente lentas.

Usaban tarjetas perforadas para entrar datos y los programas, usaban cilindros magnéticos para almacenar información.

Segunda generación 1959-1964

El invento del transistor hizo posible una nueva generación de computadoras, más rápidas, más pequeñas y con menores necesidades de ventilación. Los programas de computadoras también mejoraron, los programas se elaboraron para tener una distribución portátil, esto permitió que el programa se pueda ejecutar en varios equipos. El escribir un programa ya no requería entender el hardware de una computadora.

Las computadoras de la segunda generación eran más pequeñas y rápidas que las de válvula, y se usaban para nuevas aplicaciones, como sistemas de control aéreo, simulaciones para uso general, se empezaron a emplear las computadoras para el almacenamiento de registros.

Algunas de las computadoras de la época fueron IBM 1401, Honeywell 800 y su serie 5000, UNIVAC M460

Caracteristicas

El uso de transistores para procesar la información, 200 transistores podían acomodarse en la misma cantidad de espacio que un tubo de vacío, usaba pequeños anillos magnéticos para almacenar información e instrucciones.

Tercera generación 1964-1971

Esta generación se caracteriza por la implementación de circuitos integrados, en las cuales se colocan miles de componentes electrónicos, en una integración en miniatura. Antes de los circuitos integrados las computadoras estaban diseñadas para aplicaciones matemáticas o de negocios, los circuitos integrados permitieron a los fabricantes de computadoras estandarizar sus modelos.

La IBM 360 y CDC 6600, fueron las primeras computadoras en implementar circuitos integrados, la CDC 6600 era capaz de ejecutar 3000000 mips.

Características

Se desarrollaron circuito integrados para procesar la información, las computadoras pueden realizar tareas de procesamiento o análisis numérico a la vez, se desarrollan las mini computadoras IBM 360 y DEC PDP-1

Cuarta generación 1971-1981

Las siguientes tecnologías son las que marcan el paso a la cuarta generación, el remplazo de las memorias con núcleos magnéticos, por los chips de silicio y la colocación de muchos más componentes en un chip.

Intel Corporation es la primera compañía en lanzar el primer microprocesador de 4 bits, que en un espacio de 4 x 5 mm contenía 2250 transistores, este primer microprocesador fue bautizado como el 4004.

Esta generación se caracterizó por los grandes avances tecnológicos en tan corto tiempo, en 1977 aparecen las primeras microcomputadoras, fabricadas por empresas como Apple Computer, Radio Shack y Commodore Busíness Machines. Por su parte IBM se integra al mercado con su Perconal Computer, y lo más importante se introduce un sistema operativo estandarizado, el MS-DOS.

Características

Se desarrolló el microprocesador, cada chip puede hacer diferentes tareas, se desarrollan microcomputadoras, se desarrollan supercomputadoras, se remplaza la memoria de anillos magnéticos por la memoria de chips de silicio.

Quinta generación 1982-presente

Se puede tomar en cuenta 2 grandes avances tecnológicos, en 1892 se crea la primera supercomputadora con capacidad de proceso paralelo, diseñada por SEYMOUY CRA, el proceso en paralelo es aquel que presenta computadoras capaces de trabajar con múltiples microprocesadores a la vez, para realizar dicho proceso se debe llevar a cabo una programación especial que permita asignar diferentes tareas de un mismo proceso a los diversos microprocesadores que intervienen, para realizar estos procesos se diseñaron módulos de memoria compartida capaces de asignar áreas de cache para cada procesador.

Características

Se desarrolla el microprocesador, se colocan más circuitos dentro de un chip, un chip sencillo actualmente contiene la unidad de control y la unidad aritmética/lógica. El tercer componente, la memoria primaria, es operado por otros chips.