Coches Autonomos

Veamos los principales beneficios de los coches autónomos: 

Mejorar la seguridad. 

A pesar de que se han conducido 1,4 millones de millas con ella sin un solo incidente, muchas personas creen que el uso de esta tecnología en la industria de la logística no es seguro. Al mismo tiempo, tienden a ignorar la tasa de accidentes de los automóviles conducidos por humanos. La inmensa mayoría de los accidentes, entre un 90 y un 95 %, sucede por culpa de las personas, ya sea por distracciones, por conducir bajo los efectos del alcohol o las drogas, etc. Los coches autónomos no solo pueden eliminar los errores relacionados con el conductor y mejorar la seguridad del vehículo, sino también garantizar que las mercancías lleguen a su destino de manera segura.

Incrementar la eficiencia. 

Los vehículos autónomos pueden tomar decisiones en una fracción de segundo que no son posibles para los humanos. Con el uso de la inteligencia artificial, estos vehículos pueden procesar grandes cantidades de datos y tomar decisiones en unos pocos segundos. Así, un coche autónomo puede identificar las mejores rutas de viaje para minimizar el tiempo en la carretera, conducir a una velocidad óptima y, por lo tanto, mejorar la eficiencia de las empresas de logística.

Ahorrar costes. 

Con capacidades avanzadas de toma de decisiones, los automóviles autónomos son capaces de calcular los costes de combustible y tiempo. La seguridad mejorada también puede minimizar los daños y los costes del seguro. Esto impulsará a las compañías aseguradoras a aceptar una prima más baja para los coches autónomos en el futuro. Las empresas también pueden ahorrar una suma significativa en costes de personal. En el transporte de mercancías, más de un 40 % de los costes se deben al conductor y, hoy en día, a nivel mundial, cada vez es más difícil encontrar personal para determinadas rutas. 

Compensar la escasez de conductores. 

Debido a los cambios demográficos, no hay suficientes empleados cualificados en la industria del transporte por carretera. Se necesitan más camioneros en todo el mundo. Los camiones autónomos podrían llenar este vacío y el uso de vehículos autónomos programables está surgiendo como una posible solución. Además, mejores condiciones de trabajo y mayor seguridad para los conductores hacen que la carrera sea más atractiva para los camioneros. Por no hablar de que los camiones autónomos podrían integrar a conductores mayores o personas con discapacidad y así brindar una oportunidad social a personas desfavorecidas.

Formar pelotones de camiones. 

El uso de camiones autónomos puede permitir la formación de pelotones de esta clase de vehículos de manera efectiva. Este concepto se refiere a que los automóviles que tienen rutas similares pueden agruparse para formar una unidad única controlable. En este tipo de organización, el camión principal establece la velocidad y el rumbo, todos los demás lo siguen, y giran y frenan al mismo tiempo que el líder. Esto mejora el rendimiento, la seguridad y el control de las empresas transportistas. Además, los vehículos pueden actuar como un todo en un trozo común de trayecto y desviarse cuando es necesario para llegar a distintos puntos finales de entrega.

¿Cuáles son los Peligros de un Vehículo Autónomo?

Como dijimos anteriormente, aunque hoy en día no hay autos sin conductor o vehículos verdaderamente autónomos en la carretera, los sistemas de control que están utilizando los fabricantes de automóviles aún pueden ayudarlo con la conducción asistida, un ejemplo de esto es el nuevo Super Cruise System de General Motors o Autopilot’s Full Self Driving (FSD) de Tesla, que espera expandir sus pruebas de campo en las próximas semanas, todavía existen riesgos de seguridad presentes para todos estos sistemas de conducción asistida. A continuación, puede encontrar algunos de los riesgos de los vehículos autónomos:

Detección de Obstáculos 

Los vehículos autónomos utilizan una variedad de sensores para detectar obstáculos, semáforos, condiciones de la carretera, además de la velocidad y dirección de los vehículos circundantes. Sin embargo, las condiciones climáticas peligrosas, el tráfico pesado, las señales de tránsito desgastadas o las etiquetas de vehículos dañadas hacen que los sensores del automóvil no funcionen correctamente, lo que podría provocar accidentes de coche, como lo demuestran los numerosos modelos de Tesla incapaces de detectar las barreras en la carretera y hasta chocar con vehículos estacionados.

Falacia del Aprendizaje Automático

Sin duda, el aprendizaje automático y la tecnología de inteligencia artificial son cada vez más frecuentes en nuestra vida diaria. Desde Netflix dándonos recomendaciones basadas en los programas y películas que nos gustan hasta refrigeradores inteligentes que nos notifican cuando se está acabando la despensa, Los coches autónomos utilizan esta tecnología para reconocer situaciones potencialmente peligrosas. Pero, con la tecnología aún en su relativa infancia, dichos vehículos no pueden reaccionar de la misma manera que lo hacen los humanos cuando se enfrentan a una situación inesperada. Hasta que los automóviles autónomos puedan comportarse con el mismo tiempo de reacción de un humano común ante las situaciones del camino, los vehículos autónomos representan una amenaza potencial para los peatones, otros vehículos e incluso los propios conductores en caso de que se sientan demasiado confiados con los sistemas que encontramos en los autos comerciales.

Preocupaciones de Ciberseguridad 

Con todos los datos que deben recopilar los vehículos autónomos, existen algunas preocupaciones sobre medidas de ciberseguridad, política de ciberseguridad y cómo proteger todos estos sistemas en relación con la intrusión de un tercero. Si los vehículos autónomos prevalecen en la carretera, deberían poder comunicarse no solo entre sí, sino también con el fabricante o el proveedor de esta tecnología. Esto podría hacerlos vulnerables a los ciberataques. Ya que otras áreas de la informática han sufrido intrusiones cibernéticas, solo es cuestión de tiempo hasta que alguien decida hackear no solo un vehículo, sino toda una flotilla de ellos con fines nefastos. Esto es uno de los riesgos de los vehículos autónomos. 

Cómo funciona

Exane BNP Paribas, una sociedad de inversión, prevé que serán los sectores de tecnología y comunicaciones los que se verán más beneficiados que la propia industria automotriz por el incremento previsto en el mercado de los vehículos conectados, y ello por un motivo simple: algo conduce los autos sin conductor y ese algo es un programa informático que trata volúmenes enormes de datos.

Los autos sin conductor funcionan recopilando información recabada de cámaras, sensores, dispositivos de localización geográfica (por ejemplo, radares), mapas digitales, programas de navegación y comunicación con otros vehículos conectados y con la infraestructura. Los sistemas y programas informáticos tratan luego esa información y coordinan las funciones mecánicas del automóvil. Esos procesos imitan la tarea sumamente compleja que realizan los conductores humanos al controlar la ruta, el auto y sus propias acciones cuando están al volante. Cabe señalar, como ejemplos recientes, la patente de Google sobre interpretación de las luces del semáforo o el sedán más reciente de Tesla, que ajusta su velocidad en función de las señales de tránsito.

Características de los coches autónomos

A continuación enlistaremos algunos detalles que hacen diferente a un auto autónomo de los otros coches:

• No cuentan con pedales
• Cuentan con un cerebro virtual (el encargado de identificar la situación y, entonces, accionar).
• Tienen sensores, cámara y radares, dichos sensores pueden ver en 360ª con un alcance amplio, aproximadamente la distancia es de dos campos de fútbol. Pueden detectar objetos en todas las direcciones.
• Pueden ver el camino sin importar el clima (lluvia, niebla o nieve).
• GPS, mapas en 3D.
• Visión computerizada, normalmente su forma es redonda para maximizar el campo de visión.
• Baterías electrónicas para poder accionar el vehículo.
• Sensor frontal que mide la velocidad de los vehículos que están delante de este coche.

Coches Autonomos

 Coches Autonomos Volkswagen

“ Los carros autónomos aparecerán ampliamente en nuestras carreteras en algún momento. Los vehículos autónomos pueden ayudar a reducir drásticamente los accidentes automovilísticos y a mejorar la calidad de vida de todos." 

Un vehículo autónomo es un automóvil o camión que puede detectar su entorno y controlar sus movimientos sin intervención humana. SAE, también conocida como la Sociedad de Ingenieros Automotrices, ha creado 6 niveles de vehículos autónomos. 

Técnicamente, los niveles van de 0 a 5.

Aquí hay una explicación de los niveles individuales:

El nivel 0 Significa que no hay ninguna autonomía. Con ese tipo de vehículo, un conductor humano será responsable de todas las tareas de conducción.

El nivel 1 Incluye algunas características de asistencia al conductor, como asistencia para mantener el carril o control de crucero adaptativo. Pero el automóvil solo puede hacer una tarea a la vez. 

El nivel 2 Es la automatización parcial. Con este nivel de autonomía, el automóvil puede combinar 2 o más tareas automatizadas, como dirigir y acelerar a la vez. Pero incluso en esos casos, el conductor sigue teniendo el control principal del vehículo.

El nivel 3 Es la automatización condicional. En este nivel, el automóvil es capaz de conducir del punto A al punto B sin intervención humana, pero solo en determinadas condiciones. El conductor aún debe estar listo para hacerse cargo en cualquier momento porque el sistema le pedirá al humano que intervenga en situaciones críticas. El nivel 4 es de alta automatización. 

En el nivel 4 El vehículo se considera completamente autónomo en la mayoría de las condiciones de conducción, pero no en todas. En general, el automóvil podrá conducirse solo y no solicitar la intervención humana para completar el viaje. Sin embargo, el automóvil solo funcionaría en áreas geo-cercadas y no necesariamente funcionaría en ciertas condiciones climáticas. 

El nivel 5 Es la automatización completa. El coche puede funcionar solo en todas las condiciones de conducción. Puede que no haya volante o pedal de freno en el vehículo.

Mucha gente está presionando para ser el primero en desarrollar un automóvil autónomo que pueda conducir en todas las condiciones de conducción. Los principales fabricantes de automóviles y gigantes tecnológicos están buscando una manera de llegar al frente de la carrera. Están realizando un montón de pruebas de carretera con sus coches autónomos y los datos recopilados de estas pruebas ayudan a los coches a navegar por el mundo donde suceden cosas impredecibles todo el tiempo. Sin embargo, hasta que los autos completamente autónomos estén en la carretera, los humanos aún deben ser completamente responsables de conducir sus vehículos y comprender las limitaciones de la tecnología en sus autos.

El grupo de automoción Volkswagen y el fabricante de componentes Bosch acaban de hacer público un acuerdo mediante el que unirán sus fuerzas en la investigación y desarrollo de coches autónomos. En los últimos tiempos la marca norteamericana de vehículos eléctricos Tesla había tomado la delantera en este campo con su sistema Autopilot, que permite al coche circular por autopistas sin que el conductor tenga que intervenir. Y el grupo alemán Daimler conseguía a finales del año pasado la homologación europea para un dispositivo similar de conducción autónoma de Nivel 3.

Volkswagen no quiere quedarse atrás en la carrera por esta nueva tecnología, que según sus directivos va a ser clave para el futuro de la industria del automóvil. Por este motivo, y mediante su alianza con Bosch, pretende adelantarse y tener listos otros sistemas análogos a los de la competencia para comercializarlos en el plazo de un año.

¿Cómo funcionan los carros autónomos?

Nosotros, los seres humanos, tenemos ojos para ver nuestro entorno. Los coches autónomos utilizan tecnologías de sensores para percibir el entorno. LIDAR, o Light Detection and Ranging, es una de estas tecnologías de sensores. LIDAR utiliza pulsos de ondas láser para generar una representación 3D de sus Medio ambiente Podemos pensar en LIDAR como los ojos del vehículo autónomo.

LIDAR funciona en conjunto con el GPS y la visión por computadora, y el automóvil interpretará esos datos en tiempo real utilizando sus modelos de aprendizaje automático. Y el vehículo también enviará esos datos a la nube, donde los datos se pueden procesar fuera de línea para mejorar los modelos de aprendizaje automático de cada automóvil en la carretera.

¿Cuales son los beneficios?

La mayoría de la gente cree que la era de los automóviles totalmente autónomos se acerca rápidamente. A medida que la tecnología se está probando e implementando en la vida cotidiana, tiene el potencial de transformar completamente la forma en que vivimos nuestras vidas. Entonces.

¿Cómo cambiarán las cosas? 

Esto es lo que puede esperar del futuro próximo:

Para empezar, los coches autónomos pueden ser una fuente de tecnología que salve vidas. Aproximadamente 1,3 millones de personas mueren en accidentes automovilísticos en todo el mundo cada año. El 90% de los accidentes automovilísticos se deben a errores humanos. Los coches autónomos eliminarán la fuente clave del error humano, ya que no cometerán errores de juicio. Según la investigación, los vehículos autónomos podrían salvar 29.447 vidas al año al reducir los accidentes de tráfico.

En el futuro de la conducción autónoma, los automóviles no solo asumirán muchas de nuestras tareas, sino que nuestras comunidades se someterán a un enorme rediseño. Los autos simplemente lo dejarán en el destino y continuarán para atender al próximo cliente. Entonces, no habrá necesidad de extensos estacionamientos y estacionamientos subterráneos. Imagine que puede reutilizar esas áreas de estacionamiento actuales para espacios verdes como parques.

Además de cambiar el panorama de nuestras ciudades, los vehículos autónomos pueden proporcionar una movilidad sin precedentes para que muchas personas con discapacidades puedan ingresar a la fuerza laboral. El transporte es clave para que las personas lleguen al trabajo e interactúen con el público. Con el transporte puerta a puerta, los automóviles autónomos pueden brindar a las personas con discapacidades la libertad básica para ir y venir cuando lo deseen.

¿Cuando llegaran los coches autónomos?

El coche autónomo podría llegar a finales de 2023

¿Quién creó los coches autónomos?

En1925, Francis Houdina decidió poner en práctica el concepto de coche autónomo controlado a distancia por radio, y no a mucha distancia.

Sin embargo, a la hora de hablar de vehículos autónomos, Norman Bel Geddes fue el primer referente. En la exposición Universal de Nueva York de 1939, en el pabellón Futurama, planteó carreteras con sistemas magnéticos o railes integrados. La idea era conducir hasta la autopista y, una vez en ella, activar los sistemas automáticos hasta la salida escogida.

Procesadores

 Anexos

Procesadores

Como saber si un procesador es bueno

Para saber si un microprocesador es bueno o malo debemos fijarnos en cada uno de sus componentes internos:

Anchura del bus

La anchura de un bus determina el tamaño de los registros que pueden circular por él. Esta anchura debe coincidir con el tamaño de los registros del procesador. De esta forma tenemos que la anchura que tiene el bus representa el registro más grande que este es capaz de transportar en una sola operación.

Directamente relacionado con el bus estará también la memoria RAM, este debe ser capaz de almacenar cada uno de estos registros con la anchura que estos tengan (esto se llama ancho de palabra de la memoria).

Lo que tenemos actualmente en cuando a ancho de bus es 32 bits o 64 bits, es decir, podremos transportar, almacena y procesar de forma simultánea cadenas de 32 o 64 bits. Con 32 bits teniendo cada uno la posibilidad de ser 0 o 1 podremos direccionar una cantidad de memoria de 232 (4GB) y con 64 bits 16 EB Exabytes. Esto no significa que tengamos 16 Exabytes de memoria en nuestro equipo, sino que representa la capacidad de dirección y utilizar una determinada cantidad de memoria. De aquí sale la famosa limitación de los sistemas de 32 bits de direccionar solamente 4 GB de memoria.

En definitiva, mientras más ancho de bus más capacidad de trabajo

Memoria caché

Estas memorias son mucho más pequeñas que la memoria RAM pero mucho más rápidas. Su función es almacenar las instrucciones que justamente se van a procesar o las últimas procesadas. Mientras más memoria caché, mayor será la velocidad de transacciones que la CPU pueda coger y soltar.

Aquí debemos de ser conscientes de que todo lo que llega al procesador provienen del disco duro, y este se puede decir que es tremendamente más lento que la memoria RAM y aún mucho más que la memoria caché. Es por este motivo por lo que se diseñaron estas memorias en estado sólido, para solución el gran cuello de botella que es el disco duro.

Y nos preguntaremos, porqué entonces no fabrican solamente memorias cachés de gran tamaño, la respuesta es simple, porque son muy caras.

Velocidad interna del procesador

La velocidad internet es casi siempre es lo más llamativo cuando miramos un procesador. “El procesador va a 3,2 GHz”, pero, ¿qué es esto? La velocidad es la frecuencia de reloj a la que trabajar el microprocesador. Cuanto mayor sea esta velocidad más cantidad de operaciones por unidad de tiempo será capaz de realizar. Esto se traduce en mayor rendimiento, por eso mismo existe la memoria caché, para acelerar la toma de datos por parte del procesador para hacer siempre el máximo de operaciones por unidad de tiempo.

Esta frecuencia de reloj viene dada por una señal de onda cuadrada periódica. El tiempo máximo para hacer una operación es de un período. El periodo es la inversa de la frecuencia.

Pero no todo es velocidad. Hay muchos componentes que influyen en la velocidad de un procesador. Si por ejemplo tenemos un procesador de 4 núcleos a 1,8 GHz y otro de un solo núcleo a 4,0 GHz, es seguro que el de cuatro núcleos es más rápido.

Velocidad del Bus

Al igual que es importante la velocidad del procesador, también es importante la velocidad del bus de datos. La placa base siempre trabaja a una frecuencia de reloj mucho menor que la del microprocesador, por este motivo vamos a necesitar un multiplicador que ajuste estas frecuencias.

Si por ejemplo tenemos una placa base con un bus a una frecuencia de reloj de 200 MHz un multiplicador de 10x alcanzará una frecuencia de CPU de 2 GHz.

Microarquitectura

La microarquitectura de un procesador determina la cantidad de transistores que hay por unidad de distancia en él. Esta unidad se mide actualmente en nm (nanómetros) mientras menor sea, mayor cantidad de transistores se podrá introducir, y, por tanto, mayor cantidad de elementos y circuitos integrados se podrán albergar.

Esto influye directamente en el consumo de energía, dispositivos más pequeños necesitará un menor flujo de electrones, por lo que menor será la cantidad de energía necesaria para hacer las mismas funciones que en una microarquitectura de mayor tamaño.

Procesadores

Marcas de procesadores

Intel y AMD son las marcas de procesadores de ordenadores más conocidas, pero muchos se hacen la misma pregunta ¿Existirán más?

En el sector de los ordenadores domésticos siempre encontramos Intel y AMD, pero existen marcas de procesadores más específicas. Aunque en el ámbito profesional también está copado por estas dos marcas, hay ciertas entidades que necesitan unas prestaciones más exigentes. De esta manera, podemos dar con IBM o Tesla.

Intel, la más conocida

En cuanto a la comercialización de ordenadores, el consumidor medio reconoce a Intel como la mejor empresa de procesadores del mundo. Sin embargo, esto no significa que Intel sea la mejor marca, sino que es la más conocida.

Intel es un fabricante de procesadores que tiene una gran alianza con Microsoft, la creadora de Windows. Por otro lado, son los chips oficiales de los ordenadores de Apple. En definitiva, es una marca que, prácticamente, copa el sector de los ordenadores personales.

Tiene gamas para todo tipo, desde los m3 para ultrabooks, hasta la familia Intel Core X para servidores o tareas muy pesadas. Ofrece soluciones para casa y para empresas, lo que supone abarcar casi todo el mercado de ordenadores.

Desde hace años, su principal rival era AMD, aunque ésta no ofrecía tantas soluciones profesionales, centrándose en el ordenador personal.

AMD, el máximo rival

Fuera del sector profesional, encontramos a AMD como la única competidora de Intel, enfocándose en la relación precio-rendimiento. Como los procesadores de Intel siempre han sido más caros que los AMD, ésta empresa se ha enfocado a ofrecer precios competitivos sin renunciar al rendimiento. El objetivo de AMD principal eran las oficinas y los gamers.

En 2017, AMD lanzó su gama de procesadores Ryzen, dando un golpe en la mesa y poniendo a Intel en serios apuros porque sus procesadores eran mucho más caros y ofrecían poco más que la gama Ryzen. La lucha entre ambas empresas beneficia a los consumidores, como exige que las dos lo den todo en su I+D.

Intel y AMD han combatido en innovación durante muchísimos años, perdiendo la segunda en muchísimas ocasiones. Ahora, parece que se ha equilibrado la balanza con la arquitectura AM4 y los Ryzen de AMD, lo que provocó que Intel sacara una octava generación de procesadores con más núcleos e hilos.

No obstante, en el campo de los portátiles, Intel sigue ganando, a pesar de que los Ryzen para portátiles sean atractivos. Sigue siendo un sector dominado por la compañía de Mountain View.

Con el paso del tiempo, AMD ha movido ficha en el sector profesional con su gama Threadripper, procesadores con 32 núcleos y 64 hilos. Son procesadores que funcionan muy bien para todo, pero está centrado en la multitarea más exigente, como son renderizados, ediciones, etc. Rivalizan con la familia Core X de Intel y le plantan cara sin pudor.

Superordenadores: Intel y AMD no están solos

Si nos metemos en el reducido sector de los superordenadores, nos daremos cuenta de que Intel y AMD no están solos. Aquí nos topamos con IBM, así que las cosas se ponen muy serias.

Como dato adicional, todos los superodenadores más rápidos del mundo utilizan Linux.

IBM y POWER9

Dentro de las instituciones y empresas tecnológicas más punteras del mundo, nos encontramos con superordenadores que no pueden equipar un «simple» Intel Xeon o un Threadripper, sino que necesita mucha más potencia.

De este modo, aparece IBM y su procesador POWER9 en escena como una de las mejores soluciones industriales del mundo. Evoluciona a su predecesor, el POWER8, incrementando casi el doble de su rendimiento. Da potencia al Summit, el superordenador más potente del mundo que usan en el Laboratorio Nacional del río OAK, en Estados Unidos.

Este procesador tiene 22 núcleos y sabemos lo que estáis pensando ¡El Threadripper de AMD tiene 32! Sí, pero el chip POWER9 utiliza la tecnología E/S, lo que significa que tiene un ancho de banda superior y puede cargar trabajo pesadísimo. Este chip se creó con el objetivo de interpretar, razonar, analizar e ingerir algoritmos. Además, incorpora la tecnología NVIDIA NV-link y OpenCAPI.

Según el benchmark de LINPACK, el Summit tiene una velocidad de 148.6 TFlop/s, lo que le convierte en el superordenador más rápido del mundo.

Sunway SW26010

Los chinos también tienen armas con las que luchar en la guerra de los superordenadores. Una muestra de ello, es el Sunway SW26010, un procesador del que tenemos poca información, pero que forma parte del tercer superordenador más rápido del mundo: el Sunway TaihuLight, el «Dios del lago».

El TaihuLight contiene 40.960 procesadores, lo que suponen más de 10 millones de núcleos. En definitiva, es un procesador que ha contribuido a registrar 93 TFlop/s en el benchmark de LINPACK. El SW26010 tiene 260 núcleos.

Como en el POWER9, es un procesador dedicado al tratamiento de algoritmos y supera con creces a su antecesor, el Tianhe-2.

Por último, el TaihuLight lo utiliza la National Supercomputing Center de Wuxi, China.

Matrix-2000

La Universidad Nacional de defensa tecnológica de China (Guangzhou) creó un procesador llamado Matrix-2000, que fue lanzado en 2017. El TianHe-2 inicial equipaba Intel Xeon, pero Obama prohibió la venta de procesadores de alto rendimiento a China en base a la guerra de bombas nucleares que se estaba fraguando.

Así que el Matrix-2000 sirvió para reemplazar a los procesadores Intel. Se trata de un procesador de 128 núcleos de 64-bits diseñado para el superordenador Tianhe-2A. Además, este chip contiene con 8 canales de memoria DDR4 con frecuencia máxima de 2400 MT/s y 16 carriles PCIe.

Cada procesador tiene 4 supernodos que contienen 32 núcleos cada uno y trabajan a 1.2 GHz y el TianHe-2A. Ésta llegó a alcanzar 61.444,5 TFlop/s en LINPACK.

Intel Xeon Platinum 8280

Intel está presente en todas las guerras habidas y por haber, así que tenía que meterse en los procesadores de gran escala o de alto rendimiento. En su caso, lo ha hecho este año con su Xeon Platinum 8280, fabricado en 14 nm, con 28 núcleos y 56 hilos.

Da vida al 5º mejor superordenador del mundo: el Frontera, que está fabricado por Dell. Además, es compatible con la memoria RAM DDR4-2933 MHz, con un total de 6 canales. Según expresa Intel en su página web, tendría un precio de venta al consumidor de 10.009 dólares.

Este superordenador de Dell marcó un rendimiento de 23.516,4 TFlop/s en LINPACK, lo que deja entrever lo potente que puede ser. En su caso, incorpora 448.448 núcleos totales, lo que supone 16.016 Xeon Platinum 8280.

AMD Opteron 6274

AMD también ofrece su solución para superordenadores, como es el Opteron 6274. Potencia al Titan, un superordenador fabricado por Cray. Ocupa el séptimo lugar entre los superordenadores más potentes del mundo, lugar muy meritorio porque el Opteron fue lanzado en 2012.

Este procesador está fabricado en 32 nm y contiene 16 núcleos, funcionando a 2.2 GHz cada uno de ellos. En cuanto al Titan, consigue un rendimiento de 17.590 TFlop/s en LINPACK. Este equipo incorpora 35.040 Opteron 6274, lo que ofrece 560.640 núcleos.

Este procesador fue un avanzado para su lanzamiento, lo que supone que hoy siga dando un rendimiento espectacular. De hecho, en 2012 ocupó la primera plaza como el superodenador más potente del mundo. ¿Qué procesador te ha asombrado más? ¿Pensabas que sólo existían Intel y AMD?

Procesadores

Tipos y velocidades de procesadores

El microprocesador es el componente del ordenador personal que realiza el procesamiento real de los datos. Es una unidad central de procesamiento (CPU) que cabe en un microchip, y posee un circuito de conmutación muy complejo que ejecuta instrucciones simples muy rápidamente.

El paquete de circuitos integrados del microprocesador contiene un chip de silicio que contiene millones de transistores y otros componentes fabricados en este material. Debido a que los transistores del chip son muy pequeños, incluso una pequeña cantidad de corriente de alto voltaje (como la electricidad estática) podría destruir un chip.

Por este motivo, todos los circuitos integrados a gran escala deben manejarse de forma que se reduzca al mínimo la posibilidad de descargas eléctricas estáticas.

Al haber una gran cantidad de circuitos almacenados en un área tan pequeña, los microchips producen mucho calor y requieren sistemas de refrigeración para evitar que el chip se sobrecaliente. En las placas base del ordenador, el chip de la CPU está cubierto por un gran disipador de calor metálico con aletas, para permitir que el flujo de aire de los ventiladores de refrigeración se lleve el calor.
En general, podemos decir que un microprocesador es una CPU integrada en un pequeño chip de silicio que consta de miles de pequeños componentes como diodos, transistores y resistencias, que trabajan juntos.

Tipos de procesadores

Tanto Intel como AMD fabrican procesadores para una variedad de sistemas. Intel fabrica las familias de procesadores Core, Pentium, Atom y Celeron para ordenadores de sobremesa, mientras que del otro lado encontramos los procesadores Athlon, Sempron y Ryzen de AMD, entre otros.
Cada procesador fabricado por Intel o AMD tiene funciones específicas y abastece a sistemas específicos, como PCs o estaciones de trabajo en una oficina. Cada procesador se adapta a un ordenador específico, ya sea ensamblado, construido desde cero o actualizado.
La CPU más comúnmente utilizada en PCs está hecha por Intel. Desde que IBM eligió el chip Intel 8088 para el PC IBM original, la mayoría de los clones de PC han utilizado alguna de las CPU de la serie Intel.
La serie de ordenadores Macintosh de Apple utilizaba originalmente la serie de microprocesadores Motorola 68000. Pero las CPUs de Motorola utilizan un conjunto de instrucciones diferente a las CPUs de Intel, por lo que no es fácil ejecutar el software de PC en un Mac y viceversa (pero transferir archivos de datos no es ningún problema).

A continuación, se explican diferentes tipos de microprocesadores.

Microprocesador 8085

El microprocesador 8085 fue diseñado por Intel en el año 1977 con la ayuda de la tecnología NMOS.
Las configuraciones de este microprocesador son el bus de datos de 8 bits, el bus de direcciones de 16 bits, que puede direccionar hasta 64 kb, contador de 16 bits y puntero de pila (SP). Los registros de seis bits están dispuestos en el par de BC, DE y HL. El microprocesador 8085 requiere una fuente de alimentación de 5 voltios.

Microprocesador 8086

Este microprocesador también fue diseñado por Intel. Es un procesador de 16 bits con 20 líneas de bus de direcciones y 16 líneas de datos con almacenamiento de 1 MB. El microprocesador 8086 consiste en un potente conjunto de instrucciones, que permite realizar las operaciones como multiplicaciones y divisiones fácilmente.
El microprocesador 8086 tiene dos modos de operación, que son el modo máximo y el modo mínimo de operación. El modo de funcionamiento máximo se utiliza para el sistema que tiene varios procesadores. El modo de funcionamiento mínimo se utiliza para el sistema que tiene un único procesador. Las características de este microprocesador se explican a continuación.

Procesadores

 Funcionamientos De Los Procesadores

El funcionamiento del procesador está determinado por un reloj que sincroniza todos los bloques funcionales y se encarga de que todo marche como debe ser o está programado para ser.

1) El funcionamiento tiene etapas:
2) Leer la instrucción de la memoria
3) Buscar los datos
4) Realizar la operación
5) Pasar a la siguiente instrucción

Un procesador funciona mediante instrucciones, cada una de estas instrucciones es un código binario de una determinada extensión que la CPU es capaz de entender.

Un programa, por tanto, es un conjunto de instrucciones y para ejecutarlo se debe realizar de forma secuencial, esto es, ejecutando en cada paso o período de tiempo una de estas instrucciones. Para ejecutar una instrucción hay varias fases:

Búsqueda de la instrucción: traemos la instrucción desde la memoria al procesador

Decodificación de la instrucción: La instrucción se divide en códigos más simple entendibles por la CPU

Búsqueda de operados: Con la instrucción cargada en la CPU hay que buscar el operador que corresponder

Ejecución de la instrucción: Se realiza la operación lógica o aritmética necesaria

Almacenamiento del resultado: El resultado se almacena en la memoria caché

Cada procesador trabaja con un determinado conjunto de instrucciones, estas han ido evolucionando a la vez que los procesadores. La denominación de x86 o x386 se refiere al conjunto de instrucciones con las que un procesador trabaja.

Tradicionalmente a los procesadores de 32 bits se las ha llamado también x86, esto se debe a que en esta arquitectura han trabajado con este conjunto de instrucciones desde el procesador Intel 80386 que fue el primero en implementar una arquitectura de 32 bits.

Este conjunto de instrucciones es necesario actualizarlo para trabajar más eficientemente y con programas más complejos. A veces vemos que en los requisitos para que un programa se ejecute vienen un conjunto de siglas como SSE, MMX, etc. Estas son el conjunto de instrucciones con las que un microprocesador puede lidiar. Así tenemos:

SSE (Streaming SIMD Extensions): dotaron a las CPU para trabajar con operaciones en coma flotante.

SSE2, SSE3, SSE4, SSE5, etc: distintas actualizaciones de este conjunto de instrucciones.

Incompatibilidad entre procesadores

Todos recordamos cunado un sistema operativo de Apple o se podía ejecutar en un PC con Windows o Linux. Esto es debido al tipo de instrucciones de los distintos procesadores. Apple usada procesadores PowerPC, que trabajaban con unas instrucciones distintas a Intel y AMD. De esta forma existen varios diseños de instrucciones:

CISC (Complex Instruction Set Computer): es la que utilizan Intel y AMD, se trata de utilizar un conjunto de pocas instrucciones, pero complejas. Tienen mayor consumo de recursos, al ser instrucciones más completas que necesitan varios ciclos de reloj.

RISC (Reduced Instruction Set Computer): es la que utilizaban Apple, Motorola, IBM y PowerPC, estos son procesadores más eficientes al contar con más instrucciones, pero de menor complejidad.

Actualmente ambos sistemas operativos son compatibles porque Intel y AMD implementan una combinación de arquitecturas en sus procesadores.

 Procesadores 

         Historia

En la prehistoria de la informática sólo unos pocos cientos de personas en todo el mundo tenían las aptitudes necesarias para ponerse a los mandos de los ordenadores de la época. Allá por los años 50 y 60, los computadores eran máquinas que ocupaban varias habitaciones e incluso necesitaban de múltiples operarios para funcionar correctamente. Apenas trabajaban para grandes universidades o ejércitos y eran completamente desconocidas en los hogares.

Es evidente que esto ha cambiado radicalmente con el paso de los años y ahora cualquiera tiene a su disposición un ordenador sencillo de utilizar. Pero antes no era así. Entonces, ¿cómo empezó a fraguarse la era de la Información?
Las máquinas que cambiaron el mundo
Tras la era industrial y aprovechando la segunda guerra mundial, los gobiernos más potentes se vieron en la necesidad de invertir el tiempo de sus mejores científicos en idear máquinas que pudiesen tratar información, ya sea procedente del enemigo y en ese caso descifrándola, o enviándola oculta a un aliado. Para ello necesitaban disponer de una estructura y organización que les permitiese procesar información que estuviese en un formato conocido, y además almacenar los resultados para poder estudiarlos a posteriori. Nació la arquitectura de Von Neumann

La arquitectura de Von Neumann fue ideada por John Von Neumann en la década de los 40 para un trabajo del gobierno americano, y hoy en día sigue vigente en la mayoría de los computadores modernos. Su misión es servir un esquema de funcionamiento genérico que permitiese a un ordenador ejecutar tareas sucesivamente, sin tener que modificar la estructura física del equipo. Según esta organización, el computador dispone de una lista de instrucciones que un procesador interno va descifrando y más tarde ejecutando. Una vez que ha finalizado esa ejecución se pasa al siguiente elemento de la lista, y se repite el proceso. Para ello se necesitan tres componentes básicos:
1- Una unidad de proceso que incluirá ALU y unidad de control.
2- Dispositivos de memoria para almacenar información, bien temporal o final.
3- Periféricos de entrada/salida para comunicarse con el usuario.
La arquitectura de Von Neumann fue utilizada por primera vez en el ENIAC o Electronic Numerical Integrator And Computer, que trabajó para el gobierno estadounidense entre los años 1946 y 1955. Sobre él hablaremos en el último apartado.

¿Y cómo trabajarían estos primeros computadores? 

Mediante el sistema binario. Se trata de un sistema de numeración con un funcionamiento similar al decimal al que estamos acostumbrados los seres humanos, pero utilizando únicamente el 0 y el 1. A partir de estos dos números se construye toda la información, si bien es cierto que trabajar en binario es algo bastante poco habitual al existir otras herramientas mucho más avanzadas y fáciles de interpretar por el ser humano. Lo mejor del sistema binario es que es un sistema simple que permite construir circuitos electrónicos para realizar operaciones matemáticas de una forma sencilla a través de circuitos elementales.

El procesador dispone de una serie de circuitos electrónicos que son utilizados por los algoritmos, ideados por el ser humano para afrontar problemas. ¿Qué es, entonces, un algoritmo?

Un algoritmo es una secuencia de órdenes o instrucciones que se dictan en un cierto orden. Es necesario que cada paso esté muy bien definido y que se siga un orden estricto para que la máquina sea capaz de ejecutarlo sin problemas. 

En definitiva, el procesador se encarga de recibir secuencias de órdenes y ejecutarlas. Estas órdenes serán mayoritariamente matemáticas (suma estos dos números y guarda el resultado en esta determinada posición de memoria) pero también de almacenamiento o interrupciones del sistema. Y precisamente estas órdenes simples y atómicas se denominan instucciones, que son las operaciones que un procesador es capaz de entender y ejecutar. Por ejemplo, suma dos números y almacena el resultado en esta memoria, o multiplica estos dos números, o algo mucho más simple como almacena este dato en esta posición de la memoria. 

Las instrucciones son operaciones muy simples pero con las que se construye todo, y un conjunto de estas instrucciones se denomina set de instrucciones o ISA (Instruction Set Architecture). Por ejemplo, x86 es la ISA de los procesadores Intel o AMD domésticos actuales, los cuales a su vez utilizan múltiples microarquitecturas, y ARM es la ISA de los procesadores de Samsung, Qualcomm, Apple, etc. En posteriores artículos entraremos más a fondo en los diferentes juegos de instrucciones así como en las arquitecturas más representativas del mercado actual.

¿Y qué es una microarquitectura?

Hablar de procesadores es una introducción esencial para continuar hablando de microarquitectura. ¿Qué es una microarquitectura?
Un microprocesador no es sólo un cerebro que procesa información (técnicamente la parte que realiza las operaciones se llama ALU, Arithmetic Logic Unit o unidad aritmético lógica), sino mucho más. Está compuesto de registros (pequeñas memorias donde se almacenan datos), buffers, cachés, unidades de proceso, ALU, y mucho más. Todo esto se fabrica utilizando componentes electrónicos ciertamente pequeños (las arquitecturas actuales de nuestros ordenadores utilizan transistores de 22 nanómetros, 0.000022 milímetros) y no siempre nos encontraremos con todos. Es necesaria una organización y estructuración de todos los componentes a la que se denomina microarquitectura.

Los primeros procesadores

Los primeros procesadores no funcionaban con transistores si no con válvulas de vacío, y fue la Segunda Guerra Mundial la que propició que los gobiernos investigasen en máquinas que fuesen capaces de operar con información de forma muy rápida en comparación con la velocidad de cálculo humana. Uno de los primeros equipos era el ENIAC, el primero que siguió la arquitectura de Von Neumann y sobre el cual hay unos datos bastantes interesantes en su entrada de Wikipedia:
Contenía 17.488 tubos de vacío, 70.000 resistencias y 10.000 condensadores, entre otros muchos componentes.
Su peso total era de 27 toneladas, ocupando una superficie de 167 metros cuadrados.
Para hacerla funcionar era necesario operar 6000 interruptores... manualmente, claro.
Requería una potencia de 160 kiloVatios.
Permitía operar hasta 5.000 sumas y 357 multiplicaciones por segundo.
Empezó a operar en 1946 tras casi tres años de diseño, desarrollo y fabricación por parte de J. Mauchly y J. Presper Eckert en la Universidad de Pennsylvania. Cesó su labor el 2 de octubre de 1955.
Si bien esta primera generación de computadores se caracterizó por trabajar con válvulas de vacío, programarse en código máquina o, a lo sumo, ensamblador, la segunda generación de procesadores evolucionó de forma muy notable debido a la escasa fiabilidad y durabilidad de las primeras propias válvulas.

Empezó la carrera de los transistores, el almacenamiento magnético (es decir, los primeros discos duros), los lenguajes de alto nivel y los primeros sistemas operativos monousuario. Por entonces IBM ya llevaba varios años dando guerra y puso en el mercado una de las máquinas más avanzadas y exclusivas de la historia en su contexto, el IBM 7090 que es considerado como el primer ordenador con CPU de transistores de la historia. Era seis veces más potente que su antecesor (el IBM 709) y costaba la mitad, así que era una inversión asegurada.

¿Cuál fue el primer procesador de la historia?

50 años del Intel 4004: así es como el primer microprocesador comercial cambió la historia

Se cumplen 50 años del primer microprocesador
Intel 4004 marcó un antes y un después en el mundo de la computación
Se cumplen 50 años del lanzamiento del Intel 4004, el primer microprocesador comercializado en el mundo que revolucionó y permitió el desarrollo de la computación moderna tal y como la conocemos.
Hoy en día, todos llevamos en nuestros bolsillos un dispositivo que funciona como teléfono, cámara, calculadora o como mp4 entre otras muchas funciones; pero hace 50 años tal cosa era impensable, ni siquiera los creadores del Intel 4004 podrían haber imaginado que llegásemos hasta aquí.
Todo comenzó en 1969 cuando Nippon Calculating Machine Corp. pidió a Intel que diseñase un conjunto de circuitos integrados para su prototipo de calculadora. A pesar de que el plan original contaba con 12 chips, los ingenieros de Intel Federico Faggin, Ted Hoff y Stan Mazor diseñaron un conjunto con tan solo 4 chips, incluida la CPU 4004, que cumplía con la tarea impuesta.
Lo más destacable de este chip, es que con el tamaño de una uña humana ofrecía la misma potencia informática que la primera computadora construida, que ocupaba una habitación entera. Sin ser plenamente conscientes de lo que habían hecho, se convirtieron en los creadores del primer microprocesador del mundo.

"[Echando la vista atrás hacia] 1970, estaba claro que los microprocesadores iban a cambiar la manera en que diseñamos los sistemas, pasando del uso de hardware al software. Pero la velocidad a la que se desarrollaron los microprocesadores, con el tiempo, y cómo fueron adoptados por la industria, fue algo realmente sorprendente" declara Federico Faggin.
El 4004 se convirtió en el "cerebro" que posibilita casi todas las tecnologías modernas, desde la calculadora de escritorio para la que fue diseñada hasta la nube que utilizamos hoy en día. Este invento fue pionero para su época, ya que demostró que sí que era posible construir circuitos integrados complejos y colocarlos en un chip no más grande que un botón.
Este diseño cambió por completo la construcción de las siguientes generaciones de microprocesadores y su producción, hasta que la evolución nos ha llevado a los chips que todos conocemos y tenemos en nuestros dispositivos. Ahora, Intel va por la 12ª generación de procesadores con la que expertos podrán investigar nuevos territorios y llegar a límites de la informática jamás alcanzados.

¿Quién creó los procesadores?

Los encargados de dar forma al proyecto fueron los ingenieros Federico Faggin, Ted Hoff y Stanley Mazor, que daban así el pistoletazo de salida a uno de los mayores progresos de la industria.

Ciclo For

El ciclo for es uno de los más utilizados en programación debido a que permite repetir varias instrucciones (pasos) un cierto número de ocasiones (por ejemplo, 10 veces). Se emplea en el recorrido de vectores, matrices y estructuras, entre otros.

Sobre sus características se puede mencionar que:

Siempre se hace uso de una variable (contador) que incrementará su valor automáticamente y ayudará a determinar si se continúa o finaliza el ciclo.

El contador deberá inicializarse con un valor, generalmente 0 ó 1, dependiendo de lo que se esté realizando.

Un ciclo puede contener otro ciclo dentro de sí (a esto se le denomina ciclo anidado). Nunca se debe utilizar el mismo nombre de la variable (contador) en ambos ciclos, pues el programa no podrá determinar cuándo se finaliza el ciclo.

El ciclo controlado por contador.

El ciclo for es una estructura de control cíclica, también conocida como ciclo controlado por contador. Este ciclo es muy sencillo, ya que se conoce con exactitud cuántas veces se va a llevar a cabo la misma tarea.

Se define una variable de control, el contador, a la que se le incrementa o decrementa de uno en uno. La acción o acciones dentro del cuerpo del ciclo se repiten hasta que la variable de control llegue al valor final determinado en el encabezado del ciclo.

En español, la palabra for suele ser traducida como “para“, pero considero que, por su funcionamiento, y para usarlo dentro de un seudocódigo, la traducción más adecuada es “desde“. Y esto debido a que precisamente el comportamiento del ciclo se puede describir así: repetir n acciones desde que la variable de control tome el valor inicial hasta el valor final.

El ciclo for está disponible en casi todos los lenguajes de programación imperativa, pero con diferencias sustanciales en su sintaxis.

El ciclo for tradicional.

La sintaxis del ciclo for “tradicional” se puede observar en lenguajes de programación como Pascal, ALGOL, BASIC, Modula y Ada, entre otros. Para mostrar esta sintaxis, te presento la estructura del ciclo for usando el lenguaje de programación Pascal:

Dado que uno de los primeros lenguajes de programación en incluir la estructura cíclica for fue ALGOL, se considera a este tipo de sintaxis la esencia del ciclo for. Es decir, indicar únicamente los valores de inicio y de fin de la variable de control, y simplemente especificar si la variable se incrementará o decrementará. (En Pascal esto se logra con la palabra downto).

El ciclo for de Java

La sintaxis de la estructura cíclica for en el lenguaje Java no obedece a la sintaxis tradicional presentada en el apartado anterior. De hecho, utiliza la sintaxis del lenguaje C, teniendo un encabezado más complejo, pero que también ofrece más posibilidades que el tradicional.  Más adelante describiré los componentes del encabezado de esta versión del ciclo for.

En la figura 1 te muestro la forma en la que se escribe este ciclo en tres notaciones: diagrama de flujo, seudocódigo y el lenguaje Java.

Componentes del ciclo for.

Como todo ciclo, esta estructura de control cuenta con dos componentes: el encabezado y el cuerpo del ciclo. Pero es el encabezado en lenguaje Java el que presenta una composición interesante, la cual te muestro en la figura 2.

Como puedes ver, el encabezado se compone de tres partes:

1. En la inicialización, se le debe asignar a la variable de control el valor inicial. También puede declararse a la variable inicial, una característica que explicaré más tarde.
2. En la condición  se establece el valor final de la variable de control, es decir, hasta dónde llegará. Típicamente en lenguajes de programación como Pascal, solo es necesario escribir el valor final. Pero en Java es necesario formar una expresión relacional, de tal forma que tiende  a comportarse como un ciclo while: hacer esta acción mientras el valor de la variable de control llegue a tal límite.
3. En la última parte se establece la forma en la que la variable de control cambiará su valor dentro del ciclo. Esto puede hacerse de una de dos formas: ya sea incrementando o decrementando el valor inicial. La forma en cómo se mueve la variable de control determina también el operador relacional usado en la condición fin, como se aprecia en la tabla de la figura 3: