نگاهی بر پردازنده‌های نسل یازدهمی و چیپست های سری 500 اینتل؛ چه چیزی تغییر کرده است؟

پردازنده های نسل یازدهمی یا همان Rocket Lake-S اینتل از راه رسیده اند و ما در «شهرسخت افزار» همگام با رسانه های دنیا بررسی Core i7-11700K را برای مخاطبان فارسی زبان آماده کردیم. اما پردازنده های نسل یازدهمی اینتل و چیپست های سری 500 چه تفاوت ها، قابلیت های جدید و تغییراتی با خود دارند؟

  معرفی پردازنده های نسل یازدهمی اینتل

پردازنده‌های نسل یازدهمی اینتل در این مقطع شامل مدل‌های Core i5 با شش هسته پردازشی و توانایی اجرای هم زمان دوازده Thread و مدل‌های Core i7 و Core i9 هر دو با هشت هسته پردازشی و شانزده Thread  هستند. کلیه پردازنده‌ها از فرکانس حافظه 3200 مگاهرتز پشتیبانی می‌کنند و دارای 20 خط ارتباطی PCIe 4.0 هستند. با این حال پشتیبانی از PCIe 4.0 در کلیه مادربردهای سازگار با این نسل یافت نمی‌شود و به سری 500 نیاز است.

در این نسل پردازنده‌های Core i9 و Core i7 هیچ تفاوتی از نظر تعداد هسته‌های پردازشی ندارند و تفاوت آنها به فرکانس بالاتر و وجود قابلیت Thermal Velocity Boost (TVB) در پردازنده‌های Core i9 محدود می‌شود. همچنین مدل‌های Core i9-K و i9-KF دارای قابلیت Adaptive Boost Technology (ABT) هستند اما در مدل‌های غیر K یافت نمی‌شود.

در جدول بالا لیست موج اول از پردازنده‌های نسل یازدهمی اینتل را به همراه مشخصات آنها مشاهده می‌کنید.

اینتل در پردازنده‌های نسل یازدهمی Rocket Lake برای ایجاد توانایی رقابت با رقیب خود ناچار شده دو فناوری جدیدتر را به فناوری ساخت قدیمی‌تر بک پُرت کند. اولین آنها هسته‌های پردازشی 10 نانومتری Sunny Cove قرض گرفته شده از ریزمعماری Ice Lake هستند که با فناوری ساخت 14 نانومتری تولید شده‌اند و Cypress Cove نام گرفته‌اند. فناوری دوم پردازنده گرافیکی داخلی Xe هستند که از پردازنده‌های 10 نانومتری Tiger Lake عاریه گرفته‌اند و پس از پُرت به فناوری ساخت 14 نانومتری، UHD 750 نام گرفته است.

از تغییرات دیگر پردازنده‌های نسل یازدهمی اینتل نسبت به نسل دهم یا همان Comet Lake می‌توان به پشتیبانی از AVX512، پشتیبانی از PCIe 4.0  و حافظه رم سریع‌تر اشاره کرد. همچنین چیپست های سری 500 اینتل حالا به طور ذاتی از USB 3.2 Gen 2x2 پشتیبانی می‌کنند. دو برابر شدن پهنای مسیر ارتباطی DMI میانی چیپست و پردازنده نیز تغییر مهم دیگر این نسل و مادربردهای سری 500 است.

هسته های پردازشی جدید Cypress Cove
همان‌طور که پیش‌تر هم اشاره شد، اینتل به دلیل ناتوانی در عرضه پردازنده 10 نانومتری و برای حفظ رقابت ناچار شده هسته‌های پردازشی 10 نانومتری Sunny Cove را به فناوری ساخت قدیمی‌تر 14 نانومتری پُرت کند تا امکان به‌کارگیری آن در پردازنده‌های 14 نانومتری Rocket Lake وجود داشته باشد. البته هسته‌های 14 نانومتری Cypress Cove دقیقاً همان Sunny Cove نیستند و تفاوت‌های جزئی هم دارند.

از جمله تغییرات اساسی این نسل در سطح ریزمعماری می‌توان به افزایش دو برابری حجم حافظه کش سطح دوم (L2) و افزایش مجموع کش داده و دستورالعمل سطح اول (L1) به 80 کیلوبایت اشاره کرد. با این حال حجم حافظه کش سطح سوم (L3) بدون تغییر همان 2 مگابایت به ازای هر هسته پردازشی باقی مانده است.

متأسفانه اینتل جزئیات کاملی از هسته‌های پردازشی Cypress Cove بکار رفته در پردازنده‌های نسل یازدهمی ارائه نکرده است اما پیش‌تر وعده تا 19 درصد افزایش تعداد دستورالعمل های قابل اجرای به ازای هر سیکل (IPC) را داده بود. این پیشرفت موجب کارایی بالاتر پردازنده‌های نسل یازدهمی نسبت به نسل دهم شده است که در اصل از ریزمعماری Skylake متعلق به سال 2015 میلادی بهره می‌بردند.

برخلاف نسل دهم اینتل خبری از پردازنده‌های 10 هسته‌ای نیست و پردازنده‌های Rocket Lake حداکثر 8 هسته پردازشی دارند. احتمالاً حذف مدل‌های 10 هسته‌ای ناشی از پُرت کردن هسته‌های پردازشی 10 نانومتری به 14 نانومتری باشد و پیچیدگی‌های بسیار بالای آن موجب بسنده کردن اینتل به همان 8 هسته پردازشی شده است.

فناوری های توربو بوست
با Rocket Lake فناوری توربو بوست اینتل به نسل پنجم خود رسیده است و حالا پردازنده‌های Core i9-K و i9-KF چهار سطح بوست فرکانس دارند. البته این موضوع باعث پیچیدگی بسیار زیاد فرکانس بوست در پردازنده‌های اینتل شده است که درک کامل آن آسان نیست و در عین حال بیشینه فرکانس بوست کاملاً مشروط است.

قابلیت Thermally Velocity Boost یا به اختصار TVB در صورتی که دمای پردازنده کمتر از 70 درجه سانتی‌گراد باشد، فرکانس تمامی هسته‌های پردازشی را 100 مگاهرتز بیشتر از فرکانس Turbo Boost 2.0 بوست می‌کند.

اما قابلیت Adaptive Boost Technology یا به اختصار ABT که تنها در پردازنده‌های Core i9-K و i9-KF یافت می‌شود، یک پله پایین‌تر از TVB قرار می‌گیرد و هنگامی که از 3 هسته یا بیشتر استفاده می‌شود، سعی می‌کند بسته به محدودیت‌هایی چون دما و مصرف انرژی فرکانس را تا جای ممکن افزایش دهد. نکته مهم درباره ABT غیر قطعی بودن مقدار بوست آن است و بسته به شرایط کاملاً متغیر خواهد بود.

همچنین باید در نظر داشت اولویت ABT بالاتر از TVB است و هنگامی که ABT فعال می‌شود، دیگر بوست وعده داده شده با TVB ملاک نیست.

معرفی چیپست های سری 500 اینتل

اینتل با پردازنده‌های نسل یازدهمی خود چیپست های سری 500 را هم معرفی کرده که متشکل از چیپست های Z590، B560 و H510 هستند. اما چیپست های جدید سری 500 اینتل چه قابلیت‌های جدید و تغییراتی نسبت به سری 400 دارد.

عرضه چیپست های جدید در کنار پردازنده‌های جدید اینتل اتفاق تازه‌ای نیست اما در برخی نسل‌ها شاهد تغییرات بزرگ یا اضافه شدن برخی از قابلیت‌ها و فناوری‌های نوظهور هستیم که موجب اهمیت تهیه مادربرد جدید می‌شود.

پرچم‌دار چیپست های جدید سری 500 اینتل Z590 است که سه قابلیت جدید مهم با خود دارد. اولین قابلیت جدید دو برابر شدن پهنای باند مسیر ارتباطی پردازنده با چیپست و بالعکس (DMI) هنگام ترکیب با پردازنده‌های نسل یازدهمی است. البته در این نسل هم مسیر ارتباطی DMI بر پایه استاندارد PCIe 3.0 است و خبری از PCIe 4.0 نیست.

اما تغییر بزرگ دیگر اضافه شدن پشتیبانی ذاتی از USB 3.2 Gen 2x2 با پهنای باند 20 گیگابیت در ثانیه است. سومین تغییر بزرگ سری 500 اینتل اضافه شدن پشتیبانی از PCIe 4.0 است که البته مستقیماً از خود پردازنده ناشی می‌شود اما هنوز برای استفاده از آن به یک مادربرد سری 500 نیاز است.

اتفاق مهم دیگر اضافه شدن قابلیت اورکلاک کردن حافظه رم در مادربردهای H570 و B560 است. اینتل این قابلیت را با سری 400 حذف کرده بود اما حالا با سری 500 شاهد معرفی دوباره آن هستیم.

USB 3.2 Gen 2x2 همان استاندارد USB 3.2 اما با پهنای باند دو برابری است که حالا به طور ذاتی بر روی چیپست های سری 500 اینتل یافت می‌شود. تا پیش از این برای ارائه این قابلیت به تعبیه کنترلر ثالث ساخت ASMedia نیاز بود اما حالا مادربردهای اینتل ذاتاً از آن پشتیبانی می‌کنند. البته این قابلیت بر روی تمامی مادربردهای سری 500 یافت نمی‌شود و سازندگان انتخاب می‌کنند بر روی چه مدلی ارائه شود.

دو چیپست اصلی این نسل Z590 پرچم‌دار و B560 میان رده محسوب می‌شود. قیمت مادربردهای Z590 از 175 دلار شروع می‌شود و به 1000 دلار می‌رسد. اما قیمت مادربردهای B560 بین 75 تا 220 دلار است.

از تفاوت‌های میان چیپست Z590 و B560 می‌توان به محدود بودن تعداد خطوط PCIe در B560 (تنها 16 خط ارتباطی)، پایین‌تر بودن تعداد درگاه‌های USB  و کمتر بودن تعداد خطوط PCIe 3.0 قابل استفاده برای شکاف M.2 یا کنترلرهای اضافی است.

با وجود امکان اورکلاک کردن حافظه رم بر روی مادربردهای B560 و H570 با کلیه پردازنده‌های نسل دهمی و یازدهمی اینتل، هنوز هم قابلیت اورکلاک کردن پردازنده مرکزی به چیپست های پرچم‌دار سری Z محدود می‌شود.

امکان تغییر ضریب اورکلاک حافظه رم
یکی از تغییرات یا بهبودهای این نسل در زمینه اورکلاکینگ به حافظه رم و کنترلر حافظه داخلی پردازنده مربوط می‌شود. در این نسل می‌توان نسبت نرخ تبادل کنترلر حافظه به ماژول حافظه را از 1:1 به 0.5:1 تغییر داد که به افزایش اورکلاک پذیری حافظه کمک می‌کند.

تا پیش از این که امکان تعیین نسبت سرعت کنترلر به ماژول حافظه وجود نداشت، برای دستیابی به فرکانس‌های حافظه رم بالا باید یک پردازنده اینتل با کنترلر حافظه داخلی (IMC) خوب هم داشت. برای نمونه اگر کاربر قصد استفاده از یک ماژول حافظه DDR4-5000 را داشت، باید کنترلر قادر به کار با نرخ تبادل 5.0 گیگاترانسفر در ثانیه (GT/s) بود.

اما حالا می‌توان سرعت کنترلر حافظه پردازنده را نصف سرعت ماژول حافظه تعیین کرد تا از این طریق دیگر کنترلر نامرغوب پردازنده موجب کاهش پتانسیل اورکلاک کردن حافظه نشود. در صورتی که ضریب بر روی 2:1 قرار بگیرد، کنترلر حافظه با سرعت 2.5 گیگاترانسفر در ثانیه کار می‌کند. البته نباید فراموش کرد فرکانس در اصل نصف آن (1250 مگاهرتز) خواهد بود زیرا حافظه‌های DDR4 از نوع Double Data Rate هستند و به ازای هر سیکل دو برابر داده جابجا می‌کنند.

به طور پیش‌فرض و بدون استفاده از پروفایل XMP، پردازنده‌های نسل یازدهمی Rocket Lake از حافظه رم DDR4-2933 در حالت نسبت سرعت کنترلر حافظه به ماژول حافظه 1.1 استفاده می‌کنند و فرکانس‌های بالاتر با نسبت 2:1 خواهد بود. البته در مورد پردازنده‌های Core i9 یک استثنا وجود دارد و از DDR4-3200 با نسبت 1:1 پشتیبانی می‌کنند.

با این حال بررسی‌ها نشان می‌دهد همه مادربردها از  DDR4-3200 با نسبت 1:1 پشتیبانی می‌کنند و تفاوت یاد شده در عمل وجود ندارد.

پشتیبانی از POST دوگانه
تا پیش از این برای اورکلاک کردن حافظه و اعمال تغییرات به راه اندازی مجدد سیستم نیاز بود اما با Z590 می‌توان دو نسبت  حافظه متفاوت را اعمال کرد. برای نمونه می‌توان سیستم را با حافظه رم پایین‌تر راه اندازی کرد تا قادر به پشت سر گذاشتن مراحل بوت باشد اما پس از آن برای کسب امتیاز بالاتر در بنچمارک ها، به نسبت سریع‌تر سویچ کرد و پس از آن به نسبت کُندتر بازگشت.

به این ترتیب اورکلاکرهایی که به دنبال دست یابی به رکوردهای جهانی هستند شانس بالاتری خواهند داشت.

اینتل بهبودهای بیشتری را هم در زمینه اورکلاکینگ اعمال کرده است. برای نمونه می‌توان با اعمال آفست جداگانه مانع از اورکلاک شدن AVX-512 یا AVX-2 شد تا موجب افزایش شدید مصرف پردازنده و تولید گرمای شدید نشود. همچنین امکان غیر فعال کردن AVX وجود دارد. بنابراین می‌توان در بنچمارک های غیر AVX-512 از پایداری بالاتری برخوردار شد.

در این نسل قابلیت‌های پیشین چون امکان کنترل جداگانه Hyper-Threading به ازای هر هسته پردازشی، تنظیم جداگانه فرکانس به ازای هر هسته پردازشی و کنترل پیشرفته بر PLL وجود دارد. همچنین اینتل اعلام کرده با پردازنده‌های نسل یازدهمی Rocket Lake امکان بیشتری برای اورکلاک کردن از طریق BCLK فراهم کرده است، با این حال هنوز جزئیات و نتیجه آن مشخص نیست.

تغییرات دیگری هم در بخش قابلیت‌های ارتباطی چون Wi-Fi، اترنت گیگابیتی و Thunderbolt 4 وجود دارد اما غالباً این قابلیت‌ها برای کاربران دسکتاپ کم اهمیت هستند.

این ها مهم ترین تغییرات و قابلیت های جدید پردازنده های نسل یازدهمی اینتل و چیپست های سری 500 هستند.