El mito del megahercio , o en casos más recientes el mito del gigahercio , se refiere a la idea errónea de utilizar únicamente la frecuencia de reloj (por ejemplo medida en megahercios o gigahercios) para comparar el rendimiento de diferentes microprocesadores . Si bien las frecuencias de reloj son una forma válida de comparar el rendimiento de diferentes velocidades del mismo modelo y tipo de procesador, otros factores como la cantidad de unidades de ejecución , la profundidad de la canalización , la jerarquía de caché , la predicción de bifurcaciones y los conjuntos de instrucciones pueden afectar en gran medida el rendimiento cuando se consideran diferentes procesadores. Por ejemplo, un procesador puede tardar dos ciclos de reloj en sumar dos números y otro ciclo de reloj en multiplicar por un tercer número, mientras que otro procesador puede hacer el mismo cálculo en dos ciclos de reloj. Las comparaciones entre diferentes tipos de procesadores son difíciles porque el rendimiento varía según el tipo de tarea. Un punto de referencia es una forma más completa de medir y comparar el rendimiento de la computadora .
El mito comenzó alrededor de 1984 cuando se comparó el Apple II con el IBM PC . [ cita requerida ] El argumento era que el ordenador IBM era cinco veces más rápido que el Apple II, ya que su procesador Intel 8088 tenía una velocidad de reloj aproximadamente 4,7 veces la velocidad de reloj del MOS Technology 6502 utilizado en este último. Sin embargo, lo que realmente importa no es cuán finamente divididas estén las instrucciones de una máquina, sino cuánto tiempo lleva completar una tarea determinada. Considere la instrucción LDA # (Load Accumulator Immediate). En un 6502 esa instrucción requiere dos ciclos de reloj, o 2 μs a 1 MHz. Aunque los ciclos de reloj del 8088 de 4,77 MHz son más cortos, el LDA # necesita al menos [1] 4 de ellos, por lo que tarda 4 / 4,77 MHz = 0,84 μs al menos. Entonces, en el mejor de los casos, esa instrucción se ejecuta solo un poco más de 2 veces más rápido en el IBM PC original que en el Apple II.
La arquitectura de CPU basada en CISC x86 que Intel introdujo en 1978 se utilizó como estándar para el IBM PC basado en DOS , y los desarrollos de la misma siguen dominando el mercado de Microsoft Windows . Se utilizó una arquitectura basada en RISC de IBM para la CPU PowerPC que se lanzó en 1992. En 1994, Apple Computer introdujo computadoras Macintosh que utilizaban estas CPU PowerPC. Inicialmente, esta arquitectura satisfizo las expectativas de rendimiento, y se desarrollaron diferentes gamas de CPU PowerPC, que a menudo ofrecían diferentes rendimientos con la misma frecuencia de reloj. De manera similar, en ese momento el Intel 80486 se vendía junto con el Pentium , que ofrecía casi el doble de rendimiento que el 80486 con la misma frecuencia de reloj. [2]
El mito surgió porque la frecuencia de reloj se consideraba comúnmente una medida simple del rendimiento del procesador y se promovía en la publicidad y por parte de los entusiastas sin tener en cuenta otros factores. El término comenzó a usarse en el contexto de comparar las computadoras Apple Macintosh basadas en PowerPC con las PC basadas en Intel. La comercialización basada en el mito llevó a que se le diera mayor prioridad a la frecuencia de reloj que al rendimiento real y llevó a AMD a introducir números de modelo que daban una frecuencia de reloj teórica basada en el rendimiento comparativo para superar una deficiencia percibida en su frecuencia de reloj real. [3]
Las comparaciones entre PowerPC y Pentium se habían convertido en un elemento básico de las presentaciones de Apple. En la Macworld Expo de la ciudad de Nueva York el 18 de julio de 2001, Steve Jobs en su " Stevenote " describió un PowerPC G4 de 867 MHz que completaba una tarea en 45 segundos, mientras que un Pentium 4 de 1,7 GHz tardaba 82 segundos en realizar la misma tarea, diciendo que "el nombre que le hemos dado es el mito de los megahercios". [4] Luego presentó al vicepresidente senior de hardware Jon Rubinstein , quien dio un tutorial que describía cómo los pipelines más cortos daban un mejor rendimiento a la mitad de la frecuencia de reloj. Posteriormente, el programa de dibujos animados en línea The Joy of Tech presentó una serie de dibujos animados inspirados en el tutorial de Rubinstein. [5]
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Desde aproximadamente 1995 hasta 2005, Intel publicitó sus procesadores Pentium principalmente basándose únicamente en la velocidad de reloj, en comparación con los productos de la competencia de AMD. Los artículos de prensa habían predicho que los procesadores de computadora podrían llegar a funcionar a una velocidad de entre 10 y 20 gigahercios en las próximas décadas.
Esto continuó hasta aproximadamente 2005, cuando el Pentium Extreme Edition estaba alcanzando los límites de disipación térmica al funcionar a velocidades de casi 4 gigahercios. El procesador no podía ir más rápido sin requerir cambios complejos en el diseño de refrigeración, como canales de refrigeración microfluídicos integrados dentro del propio chip para eliminar el calor rápidamente.
A esto le siguió la introducción del procesador de escritorio Core 2 en 2006, que representó un cambio importante respecto de los procesadores de escritorio Intel anteriores, permitiendo una disminución de casi el 50% en la frecuencia del procesador manteniendo el mismo rendimiento.
Core 2 tuvo sus inicios en el procesador móvil Pentium M , donde la eficiencia energética era más importante que la potencia bruta, e inicialmente ofrecía opciones de ahorro de energía que no estaban disponibles en el Pentium 4 y el Pentium D.
En los años posteriores a la desaparición de la microarquitectura NetBurst y sus CPU de más de 3 GHz, las velocidades de reloj de los microprocesadores siguieron aumentando lentamente después de caer inicialmente alrededor de 1 GHz. Los avances de varios años en los procesos de fabricación y la gestión de la energía (en concreto, la capacidad de establecer velocidades de reloj por núcleo) permitieron velocidades de reloj tan altas o más altas que las de los antiguos Pentium 4 y Pentium D NetBurst, pero con una eficiencia y un rendimiento mucho mayores. A partir de 2018, muchos microprocesadores Intel pueden superar una velocidad de reloj base de 4 GHz (los Intel Core i7-7700K y i3-7350K tienen una velocidad de reloj base de 4,20 GHz, por ejemplo).
En 2011, AMD logró romper por primera vez la barrera de los 4 GHz para los microprocesadores x86 con el debut de las primeras CPU AMD FX basadas en Bulldozer . En junio de 2013, AMD lanzó el FX-9590, que puede alcanzar velocidades de hasta 5,0 GHz, pero volvieron a surgir problemas similares con el consumo de energía y la generación de calor.
Ni Intel ni AMD produjeron el primer microprocesador de la industria que rompiera las barreras de los 4 GHz y los 5 GHz. El IBM z10 alcanzó los 4,4 GHz en 2008, y el IBM z196 alcanzó los 5,2 GHz en 2010, seguido por el z12 que alcanzó los 5,5 GHz en otoño de 2012.