گذشته، حال و آینده پردازنده‌های Amd

[Security]

حدود سه سال از زمان ارائه اولین پردازنده دو هسته‌ای دنیای دنیای کامپیوتر های Pc

می گذرد. زمانی کهamd اولین پردازنده دوهسته ای دسکتاپ را از پردازش 64 بیتی بهره

می برد روانه بازار کرد.

ما در این مقاله قصد مقایسه پردازنده های چند هسته ای را نداریم بلکه تحلیلی کوتاه بر

پرسه تولیدات شرکت Amd از زمان تولید پردازنده های دو هسته ای (در سال 2005) تا

چند هسته ای های سال 2009 خواهیم داشت. بنابر این پردازنده های مختلف را بر

اساس نوع معماری آنها مورد بررسی قرار می دهیم.

منبع مقاله : سایت سخت افزار

نویسنده: آرش بطنی

[Security]

ذهنیت استفاده از دو پردازنده جداگانه دسکتاپ بر روی یک برد از مدتها قبل وجود داشته ، اما مشکلاتی از تحقق این فکر ممانعت می‌کرده از جمله اینکه رابطه دو پردازنده با حافظه اصلی تمام پهنای باند ارتباطی را اشغال خواهد کرد و عملا پردازنده با دیگر قطعات پر سرعت مانند گرافیک نمی تواند ارتباط قابل قبولی را دلشته باشد.


اما این معماری نیز با به کارگیری چند تکنیک بر این مشکلات فایق آید. از این زمان به بعد تمام پردازنده های FX AMD بر مبنای معماری 4*4 طراحی می شوند (حتی در معماری K10 ). لازم به ذکر است که K8L اولین معماری است پردازدنده های آن مجهز به حافظه کاشه سطح 3 هستند.


با اینکه زمان زیادی از ارائه این تکنولوژی ها گذشته و مطمئنا شما هم با آن ها آشنایی دارید اما از آنجا که در مباحث بعدی درباره توسعه این تکنولوژی ها بحث می شود در ذیل اشاره ای کوتاه به این تکنولوژی ها می کنیم.


Integrated Memory Controller : هدف این تکنیک از بین بردن واسطه در ارتباط پردازنده با حافظه اصلی بوده و در نتیجه کاهش زمان دسترسی به حافظه (از 80 نانوثانیه به 45 نانو ثانیه) با بر قراری ارتباط مستقیم را به ارمغان آورده است برای این کار کنترلر حافظه مجتمع در پردازنده با دو خط ارتباطی 72 بیتی با حافظه ارتباط دارند که در پردازنده های سرور با حافظه DDR2 667 MHz رنج انتقال داده ای برابر 10.7 GB/s و در مدلهای دسکتاپ با 4 هسته در معماری 4*4 (که از حافظه های DDR2 1066 MHz در معماری K10 پشتیبانی می کنند) به رنج انتقال داده 25.6 GB/s دست یافته اند.


اما یک تکنیک مشکلاتی را هم برای AMD به وجود آورده است از جمله این که تغییر تکنولوژی برای پشتیبانی از حافظه های جدید بسیار پر هزینه خواهد بود به همین دلیل معمولا AMD از نظر زمانی دیر تر از اینتل از حافظه های جدید پشتیبانی می کند.


HyperTarsport : ایده اصلی از آنجا نشات گرفت که کنترلر حافظه مجتمع در پردازنده عملا تمام پهنای باند پردازنده را اشغال کرده بود به همین منظور از یک مسیر اختصاصی برای ارتباط دیگر قطعات سخت افزاری پرسرعت مانند VGA که احتیاج به پهنای باند گسترده دارند طراح شده. HT در نسخه اولیه فرکانسی برابر 2.0 GHz و رنج انتقال دادهای برابر 6.4 GB/s را داراست.


(Virtualization (AMD-V : این تکنولوژی باعث افزایش قابلیت سیستم در هنگام ایجاد یک ماشین مجازی روی سیستم (مخصوصا برای پردازنده های سرور) با استفاده از کاهش لایه های میان برنامه های کاربردی و سیستم عامل است این فناوری که pacefica نام دارد یک رابط سخت افزاری با نام Hypervisor است که جایگزین Software Virtualization گشته است شکل شماره (1) به خوبی گواه این موضوع است.


Only the registered members can see the link

[Security]

زمانی که در سال 2003 ، AMDپردازنده های مبتنی بر معماری K8 را ارائه کردند این شرکت از تولید نسل بعدی پردازنده های سرور (Opteron) خود را با استفاده از معماری K9 در سال 2005 خبر داد.


در ابتدا قرار بر این بود این معماری فقط به سرور ها اختصاص یابد و بعد در اواسط 2007 هر سه گروه پردازنده ها (سرور ، دسکتاپ و موبایل) به سمت معماری K10 حرکت کنند اما اینگونه نشد و AMD ترجیح داد که تا سال 2007 همچنان پردازنده های سرور خود را با استفاده از معماری K8 (البته توسعه یافته آن) تولید کند و از ماه نوامبر سال جاری پردازنده های K10 با اسم رمز Barcelona را وارد بازار خواهد کرد.


لازم به ذکر است پیش از آنکه AMD به طور کامل به سوی معماری K10 حرکت کند در نیمه اول سال 2007 برای توسعه پردازنده های دسکتاپ سری موفق Athlon و Sempron خود اقدام به تولید پردازنده هایی با هسته های جدید (البته برمبنای K8) کرده که در جدول ذیل به توضیح آنها پرداخته ایم.


Only the registered members can see the link

جدول شماره(1): تمامی پردازنده ها به تکنولوژی AMD-V مجهز هستند.

[Security]

اما معماری کامل‌تری که AMD برای توسعه پردازنده‌های چند هسته‌اي خود انتخاب کرده، K10 نام دارد.‌اين معماری برای هر سه دسته پردازنده‌های موبایل ، دسکتاپ و سرور در نظر گرفته شده که حدودا از نوامبر سال 2007 در پردازنده‌های ‌اين شرکت مبتنی بر ‌اين معماری تولید خواهند شد.

K10 در ابتدا از فناوری ساخت 65 نانومتری تولید خواهند شد اما به تدریج در فاز دوم به سمت فناوری 45 نانومتری و همچنین پشتیبانی از حافظه های DDR3 با استفاده از سوکت جدید خود AMD3 حرکت خواهد کرد (همچنین بهره گیری از تکنولوژی SOI در ساخت پردازنده 45 های نانومتری).


Only the registered members can see the link

از برتری‌های معماری K10 (که البته در تمام پردازنده‌هايی‌ كه از اين معماری استفاده مي‌كنند وجود خواهد داشت) مي‌توان به استفاده از حافظه نهان سطح 1 سه طرفه (64KB) با پهنای باند128 bit ، افزایش دستورالعمل‌های SSE4A,MMX و رمزگشایی تمامی ‌اين دستورالعمل‌ها به شیوه مسیر مستقیم و اضافه کردن 8 ثبات (GPR (General Purpose Register ثبات داده واحد پردازش در مُد 64 بیتی.


K10 از Instruction Fetch 32 بايتي پشتیبانی مي‌کند .


Instruction Fetch ، واحد واکشی برای خواندن دستوالعمل‌ها از حافظه اصلی و انتقال آن به ثبات های پردازنده که در داخل آن تعبیه شده است مي‌باشد.

البته قرارگیری دستورالعمل هر کد و محل دستور بعدی(در صورت شرطی بودن دستور) در حافظه نهان پیش بینی شده است.

همچنین ماکزیمم پهنای باند ارتباطی CPU و حافظه اصلی از 6.4 GB/s (در K8) به 25.4 GB/s (البته در قدرتمندترین پردازنده یعنی Quad FX) رسیده است.

در مورد تکنولوژی (HT (HyperTransport به کار رفته در ‌اين معماری باید گفت که ‌اين نسخه مجهز به HT3.0 است که قابلیت پشتیبانی کامل از نسخه بعدی اسلات کارت‌های گرافیک یعنیPCIExpress 2.0 (که مورد استفاده کارت‌های گرافیک MultiCore خواهد بود) را دارد.

در مورد سرعت HT3.0 باید گفت که در پرسرعت‌ترین نوع ، سرعت آن 5.2 GT/s خواهد بود و با وجود خطوط داده 16 بیتی خود به رقم باور نکردنی انتقال داده 41.6 GB/s دست یافته است، که ‌اين رقم دو برابر مقداری است که در نسخه قبلی (HT2.0) دیده بودیم.

[Security]

ویژگی‌های پردازنده‌های‌ خانواده K10

حال بعد از معرفی معماری جدید ، به ویژگی‌های پردازنده‌های ‌اين خانواده مي‌پردازیم. ابتدا از پردازنده‌های دسکتاپ و البته از قدرتمندترین آن یعنی AMD Quad FX شروع مي‌کنیم:

پردازنده‌های سری FX

پردازنده‌های سری FX در ابتدا با اسم رمز Agena FX با فناوری ساخت 65 نانومتر و بعد با اسم رمز Deneb FX که 45 نانومتری است عرضه مي‌گردد.


اين پردازنده‌ها تک چیپ و با چهار هسته خواهند بود که هر هسته ، از یک حافظه نهان سطح یک 64 کیلوبایتی ديتا و دستورالعمل و یک حافظه نهان سطح دو 512 کیلوبایتی به طور جداگانه برخوردار است و از 2MB حافظه نهان سطح سه به طور اشتراکی بین هر چهار هسته نیز بهره مي‌برد.

در معماری قبلی، AMD تکنولوژی Cool’n’Quiet را ارئه کرده بود که بر طبق آن فرکانس کاری پردازنده متناسب با فعالیت سیستم تغییر مي‌کرد. در معماری K10 مي‌توان گفت که نوعی Cool’n’Quiet به کار رفته به طوری که کار کلی پردازنده بین هسته تقسیم مي‌شود( شكل 2) ، ‌اين امر باعث مي‌شود که توان مصرفی پردازنده تا حد قابل ملاحظه‌اي کاهش یابد.


Only the registered members can see the link

K10 تقسيم كار بين هسته‌ها در معماري

Only the registered members can see the link[/CENTER]

البته همانگونه که قبلا هم اشاره شد در مرحله بعد تمام Agena ها جای خود را به Deneb خواهند داد و سوکت‌ها هم در مدل‌های X4 و X2 ، همگی AM3 خواهند شد.


در‌اين میان جای یک پردازنده تک هسته‌اي برای در اختیار گرفتن بازار پردازنده‌های ارزان قیمت (چیزی شبیه به Sempron) خالی به نظر مي‌رسد به همین سبب AMD پردازنده Spica را برای‌اين بازار در نظر گرفته که از تمامي ‌امکانات پردازنده‌های هم خانواده خود (SSE4A , AMD-V , AM2+ , HT 3.0) بهره‌مند خواهد بود.

همانطور که در جدول 2 مشاهده کردید برای مدل‌های مختلف، فقط به وسیله تفاوت فرکانس کاری از هم تمیز داده شده‌اند علت آن است که AMD در K10 از روال همیشگی برای نامگذاری استفاده نخواهد کرد.


از اخبار منتشر شده ‌اينگونه بر می‌آيد که پسوند 64 از نام پردازنده حذف خواهد شد. علاوه بر آن نام پردازنده به شما اطلاعات بیشتری همچون توان مصرفی ، رده پردازنده ، و فرکانس اسمي ‌و کاری خواهد داد. برای مثال در پردازنده ای با نام BE-2350 حرف B نشانده این است که این

پردازنده در رده میانی (Intermediate) یا متوسط قرار دارد ، حرف E نشانه آن است که توان مصرفی این پردازنده کمتر از 65W خواهد بود و رقم اول عدد چهار رقمی نشانه دو هسته ای بودن این پردازنده است.

البته از آنجا که تا زمان عرضه این پردازنده ها احتمال تغییر در نحوه نامگذار وجود دارد در این مقاله از پرداختن به این موضوع اجتناب شده است.

[Security]

اما بازار دیگری که برای AMD هم بسیار پر اهمیت است بازار پردازنده های موبایل می

باشد. در حقیقت پردازنده موبایل AMD از سال 2008 هم در زمینه هسته پردازنده و هم

در پلتفرم دست خوش تغییراتی خواهند شد که نتیجه آن مشاهده امکاناتی است که

پیش از آن فقط در کامپیوترهای رومیزی شاهد آنها بودیم.

اولین پردازنده ای که در سال 2008 عرضه می شود Griffin نام دارد که می توان آن را از

سری پردازنده های موفق Turion 64 X2 به حساب آورد.Griffin با پلتفرم جدید خود یعنی

Puma ارائه خواهد شد.

Griffin یک پردازنده دو هسته ای با توان مصرفی (split-power) و ولتاژ ورودی بسیار پایین

است که نتیجه داشتن لپ تاپهایی با طول عمر باطری بیشر خواهد بود.

در مورد امکانات Griffin باید گفت که از حافظه های DDR2-800MHz (دو کاناله) وهمچنین

از HT 3.0 پشتیبانی خواهد کرد. برای Griffin هنوز سوکتی در نظر گرفته نشده است اما

مطمئنا باید انتظار سوکتی جدید و البته متفاوت با سوکت S1 (که درHawk به کار رفت) را

داشته باشیم.

[Security]

دسته آخر پردازنده های معاری K10 که به آن می پردازیم پردازنده Barcelona است. بارسلونا (که از پردازنده های Cities Family به شمار می رود) یک پردازنده چهار هسته ای 65نانومتری است که از HT 2.0 پشتیبانی می کند. دیگر مشخصات این پردازنده مانند حافظه کاشه، دستورالعملهای SSE و.... کاملا مشابه Phenom ها هستند و فقط امکانات امنیتی پیشرفته ای به آن لضافه شده که آن هم به خاطر ماهیت سرور بودن بارسلونا طبیعی است.


Only the registered members can see the link

درباره دیگر خصوصیات بارسلونا باید گفت که یک پردازنده پندway به شمار می رود. منظور way در server تعداد پردازنده های قابل استفاده در معماری server است.

پردازنده های بارسلونا به دو دسته Opteron 8000/2000 و Opteron 1000 تقسیم می شوند.سریOpteron 8000/2000از سوکتF و حافظه های DDR2 667MHz پشتبانی می کنند و سرعت HT آنها 2.0GT/s است.

سری Opteron 1000 از سوکت +AM2 و حافظه هایDDR2 800MHz پشتیبانی می کنند و سـرعت HT بـــرابـر5.2 GT/s دارنــــد.

AMD طبقه بندی دیگری بر اساس توان مصرفی در هر سری انجام داده:

SE پردازنده هایی با توان مصرفی 120W

Standard پردازنده هایی با توان مصرفی 95w

و HE پردازنده هایی با توان مصرفی .68w

احتمالا زمان عرضه بارسلونا نوامبر سال جاری خواهد بود البته همزمان با عرضه بارسلونا در زمینه پردازنده های Opteron Mulri Way یک پردازنده 1-Way با اسم رمزBudapest نیز عرضه می کند.

به گفته phil hester (رئیس بخش تکنولوژی AMD)بارسلونا از 40 تا 90% از پردازنده های دو هسته ای سرور این شرکت سریع تر خواهد بود.

اما گام بعدی AMD در سرورها تولید پردازنده هایی از دسته Multi Way با یک پلتفرم بسیار قوی و پیشرفته است این پردازنده در سال 2008 با سوکت +F ارائه خواهد شد. اولین پردازنده این سری با اسم رمز Shanghai می باشد. در شکل روبرو برتری بی چون و چرای این پلتفرم را مشاهده می کنید.



Only the registered members can see the link

[Security]

AMD از زمان خریداری کمپتانی ATI چیپ‌ستهای مادربردی که از پردازنده‌های AMD‌پشتیبانی می‌کنند را خود متناسب با تولیدات پردازنده‌هایش تولید و عرضه می‌کنند RD790 نیز یک چیپ‌ست جدید است که برای پردازنده‌های معماری K10 طراحی شده‌ است.


RD790 درحقیقت توسعه یافته چیپ‌ست ATI 580X با تغییرات عمده می‌باشد. که توانایی‌های قابل توجهی را به آن افزوده شده است.یکی از این تغییرات که بزرگترین امتیاز RD790 نیز به حساب می‌آید استفاده از 41 مسیر PCI-e2.0 است که پشتیبانی از 4 اسلات PCI-e2.0x16 را برای RD790 به ارمغان و توانسته یک برتری نسبی از رقیب خود پیدا کند.


برخلاف nvidia SLI که فقط توانایی بهره‌مندی از 2 یا 4 پردازنده گرافیک را در حالت SLI دارد. چیپ‌ست RD790 در حالت Cross fire توانایی پشتیبانی از 1,2,4 ویا حتی 3 پردازنده گرافیک را دارا می‌باشد. در حالت استفاده از 3 پردازنده 2.6x افزایش سرعت و کارایی و در هنگام استفاده از 2 کارت ، 1.8x بهبود را شاهد هستیم. اما هنوز AMD نتایج استفاده از 4 پردازنده را فاش نکرده است.


RD790 یک چیپ‌ست 27*27mm با فناوری ساخت 65nm می‌باشد که توانایی پشتیبانی از HT3.0 و سوکتهای AM2+ را دارد.همچنین حداکثر توان مصرفی تحت بیشترین فشار کاری(TDP) در این چیپ‌ست 10Wat می‌باشد.

زمان ارائه RD790 چندان دور نیست و قرار است قبل از عرضه پردازنده‌های Phenom(نیمه دوم 2007)مادربردهای مجهز به این چیپ‌ست وارد بازار شوند.


Only the registered members can see the link

نمایی از مادربرد Gigabyte GA-M790-DQ6 که به چیپ‌ست‌RD790 مجهز است[/CENTER]

[Security]

Only the registered members can see the link

Fusion در لغت به معنی هم جوشی است و البته نام معماری بعدی AMD ، در حقیقت بعد از معماری K10 ،كمپاني AMD قصد دارد تا در تمام زمینه‌های فعالیتی خود، مخصوصا پردازنده‌های موبایل به سمت معماری Fusion حرکت کند. بزرگ‌ترین هدف ‌اين معماری را مي‌توان مجتمع کردن GPU یا همان پردازنده گرافیکی در پردازنده اصلی دانست.

هم اکنون به منظور به وجود آوردن قابلیت پردازش گرافیکی فوق العاده در کامپیوتر وظایف هر قطعه بسیار تخصصی‌ است به طوری که پردازنده اصلی (CPU) وظیفه‌ای برای پردازش گرافیکی برعهده ندارد و یک پردازنده جداگانه که به طور مستقل حافظه اصلی هم دارد به نام GPU اینگونه عملیاتها را انجام می‌دهد اما مشکلی که در این بین وجود دارد و مانعی برای توسعه آنها به شمار می‌رود وفقه زمانی بین پردازش این دو پردازنده به خاطر وجود پهنای باند محدود بین این دو قطعه است. جدیدترین راه حلی که برای حل این مشکل ارائه شده مجتمع کردن این دو پردازنده است.

Fusion را مي‌توان تا حدودی با کاری که‌اينتل با FPU انجام داد مقایسه کرد(اینتل FPU را در پردازنده های سری 486 خود به داخل CPU انتقال داد که از آن زمان تا کنون همچنان‌ اين جریان ادامه دارد).

اما بايد گفت چند تفاوت عمده ميان FPU وGPU وجود دارد که بزرگی و دشواری کار را هرچه بیشتر نمایان می‌سازد. از جمله ابعاد GPU است که اصلا با FPU قابل مقايسه نيست و ديگري نا هماهنگي در فرکانس کاري ‌اين دو پردازنده است.

البته ‌اين نکته را هم بايد در نظر گرفت که در صورت مجتمع شدن GPU احتياج به يک پهناي باند گسترده براي ارتباط با حافظه اصلي و سرعت بخشيدن به ‌اين حافظه است.

در صورت تحقق‌ اين طرح ، بهترين نامي‌که مي‌توان بر روي ‌اين پردازنده‌ها گذاشت Heterogeneous Multicore processor خواهد بود.

در مورد پلتفورم Fusion اطلاعات زيادي در دست نيست ولي احتمالا پشتيباني از DirectX 11 را در‌اين پلتفورم شاهد خواهيم بود.

-------------------------------------------
پایان مقاله .

امیدوارم مورد توجه و استفاده شما دوستان قرار گرفته باشد .

با تشکر از سایت سخت افزار

[M A H R A D]

ممنون سعید جان

به دوستان توصیه میکنم این مقاله رو هم بخونند :

Only the registered members can see the link r.com%2F%2Findex.php%3Foption%3Dcom_content%26task %3Dview%26id%3D205%26Itemid%3D9

سپاس

[Shahryar]

ممنون .

يك نكته جالب ! كمتر پيش مياد كه ما خبر يا مقاله اي را در شهر سخت افزار بگذاريم و دوستان عزيز در سخت افزار اتفاقي اون مطالب را نگذارند با يك فاصله زماني ! :1. (38):


موفق باشيد
شهريار:give_rose:

[Quick]

معلومه دیگه همیشه سایت های کوچکتر از سایت های بزگتر کپی می کنن! :دی