پنل کاربر سبد خرید
ورود / عضویت



ورود
عضویت
بازیابی رمز
ورود / عضویت
۰
آشنایی با نسل های مختلف پردازنده (Cpu)
تبلیغات
آشنایی با نسل های مختلف پردازنده (Cpu)

پردازنده های XT (نسل اول)


اولین رایانه شخصی شرکت آی بی ام در سال ۱۹۸۱ براساس پردازنده ی ۸۰۸۸ تولید شد.

    پردازنده ی ۸۰۸۶

    این نخستین پردازنده ای بود که برای آن، زبان های برنامه نویسی سطح بالا و سیستم های عامل قدرتمندی فراهم شد. این عوامل سبب شد که این پردازنده، پایه ی ساخت رایانه های آی بی ام گردد که بعداً به نام رایانه های شخصی نام گذاری شدند. همه ی سیستم های سازگار با آی بی ام نیز بر پایه ریزپردازنده ی۸۰۸۶ ساخته شدند. جانشین های بعدی ۸۰۸۶ نیز باید این پردازنده را شبیه سازی می کردند تا برنامه ها و نرم افزارهایی که برای پردازنده ی ۸۰۸۶ نوشته شده بودند، روی آن ها نیز اجرا شود.

    آشنایی با نسل های مختلف پردازنده (Cpu)

    نکته
    پردازنده های ۸۰۸۸ و ۸۰۸۶ پایه گذار نسل های مختلف پردازنده های ۸۶ شرکت اینتل هستند و با توجه به سادگی ساختار داخلی آن ها، می توان عملکرد پردازنده را به راحتی بررسی کرد.

    پردازنده های AT (نسل دوم)

    پردازندە ۲۸۶ اولین پردازنده ای بود که حالت حفاظت شده را معرفی کرد. حالت محافظت شده وضعیتی است که در آن هر برنامه در هنگام اجرا در فضای مخصوص به خود در حافظه ی توسعه یافته قرار می گیرد و در صورت ایجاد اشکال در زمان اجرای برنامه و یا بیکار ماندن به وسیله کاربر، در عملکرد سایر برنامه ها و یا منابع سیستم مشکلی پیدا نمی شود. در واقع با فناوری حالت حفاظت شده پردازنده ها توانایی اجرای چند برنامه را با هم دارند و این به معنای چند وظیفه ای است که می تواند بدون تداخل کارکرد نرم افزارها و سخت افزارها، برنامه های مختلف را به صورت جداگانه و هم زمان راه اندازی و اجرا کند.

    آشنایی با نسل های مختلف پردازنده (Cpu)

    نکته

    • مهم ترین سیاست شرکت های سازنده ی پردازنده به خصوص شرکت اینتل، سازگاری محصولات جدید با مدل های قبلی است. به همین دلیل این پردازنده نیز با استفاده از مجموعه دستور های پردازنده های قبلی توانایی اجرای برنامه های پیشین را دارد.
    • در تمام سیستم ها از XT به بعد مقدار حافظه ی اصلی یک مگابایت را حافظه متعارف یا حافظه پایه می نامند که کاربری آن در تمام این سیستم ها یکسان است. به حافظه ی بالای یک مگابایت تا هر مقداری که قابل نصب و استفاده باشد، حافظه توسعه یافته می گویند.

    بیشتر بدانید

    توانایی اجرای هم زمان چند برنامه در زمان سیستم عامل DOS به دلیل این که طراحی این سیستم عامل یک سیستم عامل چند وظیفه ای نبود، مورد توجه کاربران قرار نگرفت. اما با عرضه ی سیستم عامل های جدید مانند ویندوز، کاربران می توانند از این ویژگی جدید استفاده کنند.

    پردازنده ۸۰۳۸۶ (نسل سوم)

    در سال ۱۹۸۶ شرکت اینتل پردازندە ۸۰۳۸۶ را معرفی کرد که به اختصار به آن ها ۳۸۶ می گویند. پردازندە ۸۰۳۸۶ از ۲۷۵۰۰۰ ترانزیستور ساخته شده است و توانایی اجرای ۶ میلیون دستور در ثانیه را دارد.

    آشنایی با نسل های مختلف پردازنده (Cpu)

    پردازنده ۸۰۴۸۶ (نسل چهارم)

    در بخش مربوط به برد اصلی درباره ساعت دوگانه گفته شد که این ویژگی به سازندگان پردازنده امکان افزایش فرکانس پالس ساعت پردازنده را با توجه به فرکانس پالس ساعت گذرگاه سیستم می داد. پردازنده ی ۴۸۶ اولین پردازنده ای بود که از این قابلیت استفاده کرد و دارای فرکانس کاری چند برابر فرکانس پالس ساعت گذرگاه سیستم است که در پردازنده ها به این قابلیت Overdrive می گویند. به همین دلیل در این دوره زمانی پردازنده های مختلف ۴۸۶ با فرکانس کاری بالا عرضه شدند. در آن زمان به دلیل اینکه فرکانس پالس ساعت گذرگاه سیستم، ۳۳ مگا هرتز بود، پردازنده با دو، سه و چهار برابر کردن این فرکانس توانست با مدل های ۴۸۶DX5/133 و ۴۸۶DX4/100 و ۴۸۶DX2/66 عرضه شدند.

    آشنایی با نسل های مختلف پردازنده (Cpu)

    پردازندە ۴۸۶، اولین پردازنده ی اینتل است که در داخل خود حافظه ی نهان دارد. علاوه بر این پردازندە ۴۸۶ مانند پردازنده ی ۳۸۶ می تواند از حافظه ی نهان روی برد اصلی نیز پشتیبانی کند. مقدار حافظه ی نهان داخلی سطح یک (L1) برای این پردازندە ۸ کیلوبایت است و حافظه ی نهان خارجی سطح دو (L2) متناسب با طراحی برد اصلی می تواند ۶۴ کیلوبایت تا یک مگابایت باشد. تصویر زیر پردازندە ۴۸۶DX4/100 با سرعت ۱۰۰ مگاهرتز و سوکت شمارە ۳ را نشان می دهد.

    آشنایی با نسل های مختلف پردازنده (Cpu)

    نکته
    شرکت اینتل از پردازنده های ۴۸۶ به بالا، پردازنده و کمک پردازنده را به صورت یک تراشه عرضه کرد، در واقع کمک پردازنده قسمتی از پردازنده ی اصلی شده است.

    پردازنده پنتیوم (نسل پنجم)

    پردازنده ی ۸۰۵۸۶ در سال ۱۹۹۳ به وسیله شرکت اینتل به بازار عرضه شد که به اختصار به آن پنتیوم می گویند. پردازنده پنتیوم طی سال های بعد تکامل پیدا کرد. اولین پردازنده پنتیوم دارای فرکانس پالس ساعت ۶۶ مگاهرتز بود و تا فرکانس پالس ساعت ۲۳۳ مگاهرتز نیز عرضه شد. پنتیوم دارای ۳/۲ میلیون ترانزیستور و پهنای باند گذرگاه داده ۳۲ بیت در گذرگاه سیستم و در داخل پردازنده به صورت ۶۴ بیتی است. سوکت ۴ در سال ۱۹۹۳ وارد بازار شد که در نهایت برای دو پردازندە مدل پنتیوم ۶۰ و پنتیوم ۶۶ مورد استفاده قرار گرفت.

    آشنایی با نسل های مختلف پردازنده (Cpu)

    پردازندە پنتیوم نیز مانند پردازندە ۴۸۶، حافظه ی نهان سطح یک بین حافظه نهان خارجی سطح دو و ثبات های پردازنده قرار دارد. با این تفاوت که در پردازنده پنتیوم مقدار ۱۶ کیلو بایت حافظه نهان داخلی سطح یک را به دو بخش ۸ کیلوبایتی تقسیم می کنند. تقسیم حافظه ی نهان سطح یک به دو بخش مساوی برای نگهداری داده ها و دستورالعمل ها، به دلیل پردازش موازی صورت می گیرد. در واقع می توان گفت که حافظه ی نهان داده و دستورالعمل، به صورت جداگانه وجود دارد.

    آشنایی با نسل های مختلف پردازنده (Cpu)

    پردازنده ی پنتیوم ۷۵ و سوکت شماره ی ۵ آن را در تصویر زیر مشاهده کنید.

    آشنایی با نسل های مختلف پردازنده (Cpu)

    بیشتر بدانید
    پردازنده ی پنتیوم بعد از تولید انبوه به دلیل داشتن اشکال محاسباتی در بخش ممیز شناور، دردسر های زیادی را برای شرکت اینتل به وجود آورد.t

    شرکت اینتل بعد از پردازنده پنتیوم ۱۳۳ مگاهرتزی، برای اندازه گیری سرعت پردازنده های خود از معیار میلیون دستور در ثانیه یا MIPS استفاده نکرد. البته باید گفت که واحدهای سرعت پالس ساعت و MIPS، سرعت عملکرد پردازنده را به صورت مناسب برآورد نمی کنند. به همین دلیل شرکت اینتل پس از ارائه ی پردازنده ی پنتیوم ۱۳۳ مگاهرتزی، اندازه گیری سرعت پردازنده های خود را با استفاده از MIPS متوقف کرد.

    برای ارائه ی واحدهای بهتر و قابل قبول برای کاربران، شرکت اینتل از سال ۱۹۹۲ واحد iCOMP را برای اندازه گیری سرعت پردازنده های خود معرفی کرد. جدول زیر را مشاهده کنید.

    آشنایی با نسل های مختلف پردازنده (Cpu)

    بیشتر بدانید

    • نام گذاری پردازنده پنتیوم که شروع نسل پنجم پردازنده هاست، ساختار نام گذاری به صورت شماره ای پردازنده ها را بر هم زد. شرکت های معتبر سازنده ی پردازنده مانند Intel ،IBM ،Cyrix ،AMD، ... تا قبل از پردازنده ی پنتیوم محصولات خود را بر اساس شماره مانند ۸۶ نام گذاری می کردند. اما بعد از پنتیوم هر شرکت برای محصولات خود از نام خاصی استفاده می کند.
    • در روش اندازه گیری iCOMP، یک عدد که نتیجه ی آزمایشات گوناگون پردازنده با استفاده از روش های مختلف است به وسیله شزکت تولید کننده ارائه می شود. بهترین ویژگی شیوه اندازه گیری iCOMP، این است که می توان آن را برای مقایسه پردازنده ی مختلف به کار برد.
    • شرکت AMD، پردازنده ی AMD K5 را هم زمان با پردازنده پنتیوم به بازار معرفی کرد و شرکت Cyrix نیز پردازنده ۶x86 را عرضه کرد.

    پردازنده پنتیوم MMX (نسل پنجم)

    طی سال هایی که پنتیوم عرضه شد، نرم افزارهای چند رسانه ای، انیمیشن ها و بازی های رایانه ای رشد چشم گیری داشتند. این مجموعه نرم افزارها که مبتنی بر گرافیک هستند، دارای حجم اطلاعات بالایی جهت پردازش هستند. با وجود اینکه پردازنده ی پنتیوم سرعت بسیار بالایی در انجام عملیات داشت ولی نیازهای نرم افزارهای گرافیکی را به خوبی برآورده نمی کرد. برای برطرف کردن این مشکل در پردازنده های پنتیوم، تلاش شد تا مجموعه دستورهای جدیدی به پردازنده های پنتیوم اضافه شود که این مجموعه دستورها MMX نامیده شدند. مجموعه دستورهای MMX برای پردازش سریع تر صدا و تصویر به مجموعه دستورالعمل های پردازنده ی پنتیوم اضافه شد.

    دستورالعمل های MMX یک سری دستورالعمل توسعه یافته ای از دستورالعمل های عادی هستند که به صورت مدارهای منطقی به ساختار پردازنده اضافه شدند. در حقیقت با اجرای یکی از این دستورالعمل ها، چندین دستورالعمل عادی انجام می شود. مجموعه دستور های MMX ،۵۷ دستورالعمل هستند که تراشه ی مجهز به این دستورها، در جهت توسعه ی کاربردهای چند رسانه ای، نقش مؤثری دارد.

    این پردازنده ها حافظه ی نهان ۳۲ کیلوبایتی (۱۶ ۲ کیلوبایت) داخلی سطح یک و توان پشتیبانی را از حافظه ی نهان سطح دو روی برد اصلی تا یک مگابایت دارند .سوکت هفت برای پردازنده ی پنتیوم ۱۶۶MMX ،عرضه شد که به برد اصلی با دو ولتاژ ( ۲/۷ و ۳/۳ ولت ) برای هسته و بخش های دیگر پردازنده احتیاج دارد.

    آشنایی با نسل های مختلف پردازنده (Cpu)

    در همین زمان ساختار شکل ATX طراحی و به بازار معرفی شد. در این ساختار جدید یک منبع تغذیه جدید طراحی شد که به رایانه این امکان را می دهد تا وارد وضعیت انتظار (Standby ) شود و یا به وسیله ی یک نرم افزار خاموش یا روشن شود. در آن زمان، حافظه هنوز از نظر سرعت انتقال داده ها کند بود و همچنین از نظر قیمت گران بود. به همین دلیل اینتل امکان دسترسی مستقیم کارت گرافیک به حافظه ی اصلی را فراهم ساخت. همان گونه که در بخش برد اصلی اشاره شد، به امکان ارتباط مستقیم کارت گرافیک به حافظه DMA گفته می شود.

    پردازنده ی پنتیوم پرو (نسل ششم)

    در این پردازنده مقدار حافظه ی نهان سطح یک، ۳۲ کیلوبایت است که به صورت دو حافظه مجزای ۱۶ کیلوبایتی وجود دارد. یکی از ویژگی های مهم پردازنده ی پنتیوم پرو این است که برای اولین بار حافظه ی نهان سطح دو از روی برد اصلی به داخل پردازنده انتقال یافت و این خصوصیت در پردازنده های بعدی نیز ادامه پیدا کرد.

    آشنایی با نسل های مختلف پردازنده (Cpu)

    پردازنده ی پنتیوم II (نسل ششم)

    مهم ترین ویژگی تأثیرگذار بر مدل های مختلف این پردازنده حافظه ی نهان در دو سطح یک و دو است. همه ی این پردازنده ها دارای حافظه ی نهان سطح یک ۳۲ کیلوبایتی به صورت دو حافظه ی ۱۶ بایتی هستند.

    آشنایی با نسل های مختلف پردازنده (Cpu)

    بیشتر بدانید

    اینتل با عرضه ی پنتیوم II تاریخچه ی سوکت ۷ را با پردازنده پنتیوم ۲۳۳MMX به اتمام رساند و از آن به بعد از شکاف ۱ (Slot1) برای پردازنده های خود استفاده می کرد، یکی از نکته های متفاوتی که در پردازنده های شکاف ۱ دیده شد این بود که حافظه نهان سطح دو از روی بُرد اصلی برداشته شده و روی کارت پردازنده ( نه داخل پردازنده ) قرار گرفت. در مورد پردازنده های سلرون باید گفت که شرکت اینتل برای کاهش قیمت تمام شده و رقابت با شرکت هایی رقیب مانند AMD، حافظه نهان سطح ۲ را از پنتیوم II حذف کرد، همچنین در این نوع پردازنده، قاب پلاستیکی پنتیوم II نیز برداشته شده و پردازنده در نهایت سادگی بر روی مدار شکاف ۱ قرار گرفت. در حقیقت شرکت اینتل با این بازگشت به نوع سوکت های متعارف و طراحی تراشه در قاب کلاسیک آن، به نوعی شکست خود را در طراحی پردازنده هایی با ساختار جدید شکاف ۱، پذیرفت و از انحصاری که در مورد شکاف ویژه ی آن ایجاد کرده بود، نه تنها سودی نبرد بلکه بیشتر کاربران از شکاف ۱ به علت قیمتش استقبال نکردند به همین دلیل طراحی تراشه های پردازنده در قالب یک سیلیکون مربع شکل را احیا نمود و در سال ۱۹۹۸ فناوری جدید سوکت ۳۷۰ در دو حالت مختلف PPGA و FC-PGA عرضه شد.

    آشنایی با نسل های مختلف پردازنده (Cpu)

    حذف حافظه نهان سطح دوم، به طور محسوسی کارایی یک پردازنده را تحت تاثیر قرار می دهد. شرکت اینتل فقط همین یک بار و آن هم در پردازنده ی پنتیوم ?? کلاس B سلرون، از این نوع حافظه استفاده نکرد.

    پردازنده ی پنتیوم III ( نسل ششم)

    پردازنده های تعبیه شده روی شکاف ۱ و هم چنین سوکت ۳۷۰ برای یک دوره طولانی مدت ساخته و فروخته شد. اما بعد از پیدایش پنتیوم III با سرعت یک گیگا هرتز به بالا دیگر استفاده از شکاف ۱ خاتمه یافت.

    آشنایی با نسل های مختلف پردازنده (Cpu)

    پردازنده ی پنتیوم IV ( نسل هفتم)

    برترین ویژگی پردازنده ی پنتیوم IV افزایش سرعت انتقال داده در گذرگاه سیستم است. در حقیقت این گذرگاه در پردازنده های پنتیوم IV گذرگاهی چهار کاناله است که مانند چهار گذرگاه سیستم عمل می کنند. به همین دلیل در هر سیکل ساعت به میزان چهار برابر، داده ها را منتقل می کند. می توان گفت برای فرکانس پالس ساعت ۱۰۰،۱۳۳ و ۲۰۰ مگاهرتز مانند یک (۸۰۰=۴ ۲۰۰) و (۵۳۲=۴ ۱۳۳)، (۴۰۰=۴ ۱۰۰) ساعت پالس فرکانس با سیستم گذرگاه مگاهرتز عمل می کند.

    استفاده از حافظه ی نهان در پردازنده های پنتیوم IV با پردازنده های قبلی شرکت اینتل متفاوت است. در این پردازنده ها مقدار حافظه ی نهان سطح یک ۲۰ کیلوبایت و به صورت ۱۲ کیلوبایت برای دستورالعمل و ۸ کیلوبایت برای داده هاست. حافظه ی نهان سطح دو نیز حداقل ۲۵۶ کیلوبایت است. این پردازنده علاوه بر پشتیبانی از مجموعه دستورهای MMX و SSE می تواند از مجموعه دستورهای جدید SSE2 که شامل ۱۴۴ دستورالعمل جدید است نیز استفاده کند. پردازنده ی پنتیوم IV روی سوکت ۴۲۳ وارد بازار گردید. سوکت ۴۷۸ هم زمان با پردازندە پنتیوم IV با هسته Northwood و هم چنین حافظه ی نهان سطح دو با ظرفیت ۵۱۲ کیلو بایت یعنی دو برابر مدل قبلی وارد بازار شد. اینتل در مسیر حرکت از سوکت ۴۷۸ به سوکت LGA775، گام بزرگی را برداشت. در پردازنده های LGA برخلاف پردازنده های دیگر، پین وجود ندارد و به جای آن در زیر پردازنده سوراخ هایی تعبیه شده است که پین های روی سوکت LGA در برد اصلی داخل آن ها فرو می رود. سوکت های LGA براساس تعداد پایه های خود شماره گذاری می شوند و به همان نام هم شناخته می شوند. از ویژگی های پردازنده ی پنتیوم IV که در موفقیت و ماندگاری آن نقش فراوان داشت فناوری Hyper-piplined است.

    آشنایی با نسل های مختلف پردازنده (Cpu)

    پردازنده های چند هسته ای ( نسل هشتم)

    پردازنده های چند هسته ای ( Core Multiple ) شرکت اینتل تاکنون در سه خانواده مختلف به نام های Core i ،Core 2 ،Core تولید شده اند. جدیدترین پردازنده های این شرکت که خانواده Core i5 ،Core i3 و Core i7 نام دارند، اواخر ۲۰۰۹ میلادی و اوایل ۲۰۱۰ معرفی شدند. به همین دلیل در این قسمت به بررسی این پردازنده ها، مزایا و معایب آن ها پرداخته می شود.

    پردازنده های سری Core2

    پردازنده های Core 2 دومین نسل از پردازنده های همراه مبتنی بر نام Core هستند. پردازنده های این خانواده با دو فناوری ساخت ۴۵ و ۶۵ نانومتر تولید می شوند. پردازنده های ۶۵ نانومتر در حال حاضر منسوخ شده اند و نوت بوک های بسیار اندکی مبتنی بر آن ها در بازار وجود دارد، اما در مقابل بسیاری از نوت بوک های رایج در بازار اکنون مبتنی بر پردازنده های ۴۵ نانومتری هستند.

    بیشتر پردازنده های Core 2 Duo و تمامی پردازنده های Core 2 Quad رایج در بازار مبتنی بر این هسته هستند. پردازنده های Core 2 فاقد فناوری Hyper Threading بوده و در نسخه های دو و چهار هسته ای عرضه می شوند. اینتل پردازنده های این سری را در چهار سطح ولتاژی مختلف عرضه کرده است. پردازنده های ولتاژ معمولی، پردازندە های ولتاژ متوسط و پردازنده های ولتاژ پایین و پردازنده های ولتاژ بسیار پایین. توان مصرفی این پردازنده ها به ترتیب برابر با ۲۵، ۳۵ ،۱۷ و ۱۰ وات است.

    مزایا

    • پردازنده های خانوادە Core 2 در حال حاضر قیمت های مناسب و متنوعی دارند و کاربران با هر میزان هزینه ای قادر به تهیه ی آن ها هستند.
    • با توجه به اینکه پردازنده های این خانواده در ولتاژهای متفاوتی تولید شده اند، بنابراین نوت بوک های کم مصرف زیادی را در بازار مبتنی بر آن ها می توان یافت.

    معایب

    پردازنده های این خانواده معماری قدیمی دارند و از برخی فناوری های جدید پشتیبانی نمی کنند. به طور مثال، فناوری های Turbo Boost و Hyper-Threading از جمله مهم ترین فناوری هایی هستند که پردازنده های این خانواده از آن ها پشتیبانی نمی کنند. از طرفی دیگر، در صورتی که پردازنده های این سری با چیپست های مجهز به گرافیک مجتمع اینتل استفاده شوند از نقطه نظر گرافیکی نسبت به پردازنده های چند هسته ای جدید شرکت اینتل، بسیار ضعیف تر خواهند بود.

    پردازنده های سری Core i7

    این خانواده از پردازنده های چند هسته ای شرکت اینتل در نسخه های دو و چهار هسته ای با فناوری ساخت ۳۲ و ۴۵ نانومتر عرضه شده اند و دارای فناوری های Turbo Boost ،Hyper-Threading و حافظه ی نهان سطح سه اشتراکی هستند. بسیاری از پردازنده های این خانواده دارای پردازنده گرافیکی مجتمع شده می باشند. شرکت اینتل پردازنده های این سری را در سه سطح ولتاژ عادی، ولتاژ پایین و ولتاژ بسیار پایین عرضه کرده است.

    آشنایی با نسل های مختلف پردازنده (Cpu)

    آشنایی با نسل های مختلف پردازنده (Cpu)

    توان مصرفی پردازنده های با ولتاژ بسیار پایین حدود ۱۸ وات، ولتاژ پایین حدود ۲۵ وات و ولتاژ عادی ۳۵ یا ۴۵ وات است. پردازنده های با ولتاژ بسیار پایین و پایین اغلب در نوت بوک های دوازده تا چهارده اینچی مورد استفاده قرار می گیرند که وزن آن ها به نسبت کم است.

    مزایا

    پردازنده های این سری قوی ترین پردازنده های شرکت اینتل هستند که برای کاربردهای چند وظیفه ای طراحی شده اند. این پردازنده ها برای کاربرانی که قصد ویرایش تصاویر، صدا و ویدئو و اجرای بازی های رایانه ای پیشرفته را دارند، مناسب است. هم چنین پردازنده های این سری پاسخ گوی نیاز برنامه های کاربردی که در آینده معرفی می شوند، هستند. پردازندە Core i7 با ۴ هسته و گذرگاه های QPI0 و QPI1 را در شکل زیر مشاهده کنید.

    معایب

    قیمت گران این نوع پردازنده یکی از معایب آن است. در مورد عملکرد آن نیز در ادامه توضیح داده می شود.

    آشنایی با نسل های مختلف پردازنده (Cpu)

    پردازنده های سری Core i5

    پردازنده های این سری، نسخه ی ساده شده ی پردازنده های Core i7 هستند. اینتل در حال حاضر چند پردازنده در این سری معرفی کرده که همگی دو هسته ای بوده و قابلیت Hyper-Threading را دارند. برخی از این پردازنده ها هم چنین دارای فناوری Turbo Boost و پردازنده ی گرافیکی مجتمع درون پردازنده هستند.

    آشنایی با نسل های مختلف پردازنده (Cpu)

    مزایا

    یک مدل از Core i5 دارای ولتاژ بسیار پایین است که به دلیل قیمت مناسب در طیف وسیعی از نوت بوک ها با اندازه، وزن و مصرف توان مختلف عرضه می شوند.

    معایب

    قیمت گران این نوع پردازنده یکی از معایب آن است. در مورد عملکرد آن نیز در ادامه توضیح داده می شود.

    طراحان پردازنده ها برای ساله های طولانی به منظور افزایش توان پردازشی، از میلیون ها ترانزیستور در هر تراشه استفاده می کردند. آن ها پردازنده هایی را تولید کردند که توانایی اجرای چندین پردازش را به طور هم زمان دارند. برای مثال، این پردازنده ها هم زمان با اجرای یک دستورالعمل می توانند دستورالعمل دیگری را از حافظه ی سیستم استخراج کنند. از طرفی تولیدکنندگان تراشه ها به طور دائم سرعت فرکانس ساعت پردازنده ها را تا حدی بالا برده بودند که اندازه در حال کاهش ترانزیستورها اجازه می داد.

    در سال ۲۰۰۳ تولیدکنندگان تراشه متوجه شدند دیگر نمی توانند ولتاژ عملیاتی ترانزیستورها را مانند قبل کاهش دهند و در نتیجه نمی توانند با همان نرخ کاهش قبلی، اندازه ترانزیستورها را کاهش و سپس سرعت تراشه ها را افزایش دهند. این وضعیت به افزایش گرمایی منجر شد که در هر میلی متر مربع از سیلیکون تولید می شد و برای کاربران به خصوص دارندگان لپتاپ غیر قابل تحمل بود.

    در نتیجه، طراحان با مشکلی مواجه شدند که به آن دیوار توان می گویند. در واقع حداکثر توان قابل دستیابی برای هر پردازنده، به دلیل افزایش بسیار زیاد گرما با محدودیت چشم گیری مواجه شد. در حال حاضر، طراحان این واقعیت را پذیرفته اند که با وجود کوچک تر شدن ترانزیستورها، امکان افزایش سرعت پردازنده ها به واسطه ی افزایش تعداد ترانزیستورهای یک تراشه وجود ندارد. به همین دلیل می توان گفت که حداکثر سرعت فرکانس ساعت پردازنده های امروزی از نمونه های تولید شده در چند سال قبل پایین تر است. بنابراین، اگر تعداد بسیار زیادی ترانزیستور را درون یک پردازنده ی بزرگ قرار دهید، به احتمال زیاد سرعت پردازش آن بیش از یک تراشه ی امروزی نخواهد بود. به همین دلیل، رویکرد جدید طراحان را که در آن، ترانزیستورهای جدید را به جای یک پردازنده در چندین هسته ی پردازشی نصب می کنند، به خوبی قابل درک می کند.

    چنین تراشه های پیشرفته ای به منظور تمایز با پردازنده های متداول، با عنوان پردازنده های چند هسته ای و یا زمانی که تعداد هسته ها زیاد باشد، پردازنده های پرهسته شناخته می شوند. از این پس، طراحان تراشه همانند نسل قبل از خود که راه هایی را برای به کارگیری میلیون ها ترانزیستور در یک تراشه ابداع کردند، برای یافتن راه حل های مناسب به منظور گردآوری تعداد زیادی هسته پردازشی درون یک واحد پردازنده تلاش می کنند.

    این واقعیت مهم که نرم افزارهای آینده تنها در صورتی با سرعت بیشتر اجرا می شوند که برنامه نویسان بتوانند نرم افزارهایی با قابلیت اجرای موازی روی پردازنده های چند هسته ای تولید شده به وسیله ی اینتل و سایر تولیدکنندگان تراشه را بنویسند، ممکن است برای کاربران سیستم های جدید خوشایند نباشد. در حال حاضر پردازنده های چند هسته ای برای موارد خاصی کارایی لازم را دارد. به عنوان مثال، می توان به بانک های اطلاعاتی مورد استفاده برای مدیریت تراکنش های دستگاه های خودپرداز اشاره کرد یا جستوجوی اینترنت که یک مثال دیگر از کاربردهای موازی سازی است. همان گونه که می بینید بیشتر کاربردهای این پردازنده های چند هسته ای برای سرورها و انجام امور خاص است. در واقع می توان گفت، استفاده از موازی سازی در برنامه هایی که تعداد زیادی از کاربران یکسانی را انجام می دهند مانند مثال های بالا، در مقایسه با مواردی که یک کاربر وظایف تقریبا عملیات بسیار پیچیده ای را اجرا می کند، ساده تر است، به همین دلیل در حال حاضر تنها این برنامه ها می توانند از امکانات پردازنده های چند هسته ای استفاده کنند.

    یکی دیگر از کاربردهای عملی موازی سازی، ایجاد گرافیک رایانه ای است. فیلم های انیمیشن و فیلم هایی که از جلوه های ویژه رایانه ای بهره می برند، نوعی از موازی سازی را به کار می گیرند که در آن صحنه های مستقل به طور موازی پردازش می شوند. در این برنامه ها، برنامه نویسان از قابلیت موازی سازی برای پردازش هر یک از تصویرها بهره می برند. پردازنده های گرافیکی پیشرفت های که برای اجرای بازی ها روی رایانه های شخصی به کار گرفته می شوند، گاهی حاوی صدها هسته ی پردازشی دارند که هر یک تنها بخش کوچکی از فرایند ایجاد و بازسازی تصاویر را به انجام می رساند. در یک فناوری جدید شرکت اینتل راه حل جدیدی برای این مشکل ارائه ی کرده است.

    فناوری intel Turbo Boost

    یکی از ویژگی های بسیار ارزنده پردازنده های چند هسته ای Core i شرکت اینتل به خصوص پردازنده های سری Core i5 و Core i7 فناوری Turbo Boost است. برای درک بهتر ویژگی این فناوری دو پردازنده دو هسته ای و چهار هسته ای را که هر دوی آنها دارای توان مصرفی ۹۵ وات هستند، در نظر بگیرید. در پردازنده ی چهار هسته ای این توان بین چهار هسته تقسیم می شود، در حالیکه در پردازنده ی دو هسته ای توان بین دو هسته به اشتراک گذاشته می شود. به عبارت ساده تر در پردازنده ی چهار هسته ای، هر هسته ۲۳/۷۵ توان مصرف می کند، در حالی که توان مصرفی هر هسته در پردازنده ی دوهسته ای، ۴۷/۵ وات است. همان گونه که می دانید، توان کمتر موجب می شود تا پردازنده در فرکانس پایین تری کار کند. بنابراین پردازنده های چهار هسته ای فرکانس پایین تری نسبت به پردازنده های دو هسته ای دارند.

    به همین دلیل است که پردازنده های چهار هسته ای اینتل نسبت به نسخه های دو هسته ای با فرکانس پایین تری عرضه می شوند. در حقیقت، تعداد هسته های پردازنده و فرکانس ساعت پردازنده با یکدیگر رابطه ی عکس دارند و افزایش یکی به معنای کاهش دیگری است. از طرفی همان طور که گفته شد بسیاری از برنامه های کاربردی امروزی توانایی استفاده از تمام امکانات پردازنده های چند هسته ای را ندارند و بیشتر با دو هسته پردازشی اجرا می شوند.

    حال اگر چنین برنامه هایی روی یک پردازنده ی چهار هسته ای اجرا شوند، چه اتفاقی می افتد؟ برنامه کاربردی با توجه به خصوصیت خود تنها از یک یا دو هسته ی پردازنده استفاده می کند و به این دلیل بخش هایی از پردازنده غیرفعال است، در واقع مقدار کمی از ۹۵ وات توان مصرف می شود. در صورتی که اگر پردازنده قادر بود چنین وضعیتی را تشخیص دهد و تمامی توان خود را برای همان یک هسته استفاده کند که کار پردازش را انجام می دهد، در آن صورت می توانست با فرکانس پالس ساعت بالا تری عمل کند. در حقیقت، هنگامی که پردازنده در کاربردهای تک منظوری قرار می گرفت از تمامی توانش در یک هسته استفاده می کرد و فرکانس آن افزایش می یافت. اما هنگام استفاده از برنامه هایی که به چهار هسته نیاز دارند، فرکانس کاهش پیدا می کرد.

    فناوری Turbo Boost دقیقا پاسخی به این نیاز است. پردازنده های مبتنی بر این فناوری قادر هستند با توجه به تعداد هسته های فعال، فرکانس پردازنده را تغییر دهند. به طور مثال، فرکانس پردازندە ۸۷۰ Core i7 معادل ۲/۹۳ گیگاهرتز است، که با دو هسته ی فعال این فرکانس به ۳/۴۶ گیگا هرتز می رسد و در وضعیتی که یک هسته آن فعال باشد فرکانس آن ۳/۶۲ گیگاهرتز افزایش می یابد. پردازنده های سری Core i3 دارای این ویژگی نیستند.

    آشنایی با نسل های مختلف پردازنده (Cpu)

    حافظه نهان در پردازنده های Core i و Core 2

    پردازنده های Core 2 دارای دو سطح حافظه ی نهان هستند. به عبارت ساده تر در این پردازنده ها هر هسته دارای حافظه های نهان سطح یک و سطح دو مستقل است. پردازنده های جدید چند هسته ای Core i، دارای سه سطح حافظه ی نهان هستند. حافظه های نهان سطح یک و دو مستقل و وابسته به هر هسته است، اما حافظه ی نهان سطح سه بین تعدادی از هسته ها مشترک است. حافظه ی نهان اشتراکی موجب می شود تا در صورتی که یکی از هسته های درون پردازنده غیرفعال شود، حافظه ی نهان مرتبط با آن غیرفعال نشده و هسته های دیگر قادر به استفاده از آن باشند. این موضوع سبب می شود تا کارایی پردازنده در برنامه هایی که به یک هسته نیاز دارند، افزایش یابد. به طور کلی، ظرفیت حافظه ی نهان پردازنده در کاربردهایی مانند ویرایش تصاویر ویدئویی تأثیر بسزایی دارد.

    آشنایی با نسل های مختلف پردازنده (Cpu)

    پردازنده های نسل Core i نیز مانند سایر پردازنده ها به سیستم های خنک کننده نیاز دارند.

    رایانه های چند پردازنده ای

    تا چند سال پیش همه ی رایانه های شخصی تک کاربر و حتی بسیاری از ایستگاه های کاری دارای یک پردازنده برای انجام تمام کارها بودند. اما توسعه ی فناوری و نیاز به افزایش کارایی و مهم تر از همه افت قیمت پردازنده ها، سازندگان و طراحان اقدام به معرفی سیستم های جدید با چند پردازنده کردند. طراحی این نوع سیستم ها به صورت چند پردازنده ای متقارن است. سیستم چند پردازنده ای متقارن را می توان به طور واقعی رایانه ای خودکفا با خصوصیات زیر بیان کرد:

    آشنایی با نسل های مختلف پردازنده (Cpu)

    - هر سیستم چند پردازنده ای متقارن دو یا چند پردازنده مشابه با توانمندی زیاد دارد.

    - تمام پردازنده های این نوع سیستم از حافظه ی اصلی و امکانات ورودی/خروجی مشترک استفاده می کنند و به وسیله ی گذرگاه سیستم به هم متصل می شوند. دستیابی هر پردازنده به حافظه به طور یکسان است.

    - همه پردازنده ها به دستگاه های ورودی/خروجی دسترسی دارند.

    - همه پردازنده ها توانایی اجرای اعمال لازم را دارند. به همین دلیل به آن ها پردازنده های متقارن گویند.

    بیشتر بدانید
    با وجود همه پیشرفت ها در صنعت پردازنده های چند هسته ای و همچنین عدم توانایی طراحان نرم افزار برای به کارگیری هسته های متعدد در پردازش برنامه های تولیدی خود، چند پیش بینی برای وضعیت فناوری در سال ۲۰۲۰ میلادی صورت گرفته است. نخستین امکان این است که متخصصان برنامه نویسی از ادامه راه منصرف شوند و این در شرایطی است که تعداد هسته های یک پردازنده به حداکثر ممکن برسد و رشد توان پردازشی از این طریق متوقف شود. این رخداد تأثیر بسیاری بر صنعت فناوری اطلاعات بر جای می گذارد. امکان دوم این است که محققان بتوانند با وجود وضعیت نامناسب نرم افزار های فعلی، روش هایی را برای برنامه نویسی موازی بیابند. به احتمال زیاد تنها نرم افزار های چندرسانه ای مانند بازی های ویدیویی می توانند از قابلیت های موازی سازی و افزایش تعداد هسته های پردازشی بهره بگیرند. به این ترتیب، پردازنده های سال ۲۰۲۰ برخلاف نمونه های امروزی بیشتر شبیه پردازنده های گرافیکی شرکت Nvidia ،AMD و اینتل خواهند بود. امکان سوم و خوش بینانه ترین حالت این است که تعدادی از متخصصان، روش تولید یک نرم افزار مطمئن را با توانایی بهره برداری از تمامی هسته های پردازشی بیابد. این رخداد بستر مورد نیاز را برای تولید پردازنده های سی سال آینده فراهم می کند. به این ترتیب، کاربران می توانند با استفاده هم زمان از چند پردازنده به افزایش کارایی مورد نظر خود دست یابند.

    تبلیغات
    برچسب ها
    منابع
    نویسنده
    آتوسا الهی
    آتوسا الهی

    نا مشخص
    مجموع پست ها: 35 مجموع سوالات: 0 مجموع پاسخ ها: 0
    مطالب مرتبط
    تبلیغات
    سایر آموزش های لوازم دیجیتال
    پرسش و پاسخ
    ۰ پاسخ
    ۲ امتیاز
    ۰ پاسخ
    ۰ امتیاز
    اندروید سیستم ریکاوری
    آموزش تصویری ریست فکتوری تبلت های لنوو Lenovo A7-40, A7-50
    ۰ پاسخ
    ۰ امتیاز
    اندروید سیستم ریکاوری
    آموزش تصویری ریست فکتوری تبلت های لنوو Lenovo A7-40, A7-50
    سوالتان را بپرسید
    تبلیغات
    محصولات آموزشی
    فروشگاه