◄◄همه چیز درباره معماری Ivy Bridge

[Over_Cracker]

همه چیز درباره Ivy Bridge

بخش نسخت:

از زمان انتشار اولين اطلاعات درباره خانواده پردازنده‌هاي Ivy Bridge اينتل و همچنين فناوري‌هايي مانند Tri-Gate كه در اين نسل از پردازنده‌ها مورد استفاده قرار گرفته‌اند، تماس‌ها و ايميل‌هاي زيادي از سوي شما دريافت كرديم كه خواسته بوديد بيشتر با پردازنده‌هاي آتي اينتل آشنا شويد. با اين‌حال همان‌طور كه قبلا هم اشاره كرده بوديم، ترجيح داديم صحبت درباره Ivy Bridge را تا زماني‌كه اطلاعات فني كاملي درباره آن‌ منتشر شود به تعويق بيندازيم. در اين مقاله كه از سايت Anandtech انتخاب شده، از جنبه‌هاي مختلف با فناوري‌هاي پياده‌سازي شده در پردازنده‌هاي جديد اينتل كه قرار است در سال 2012 روانه بازار شوند آشنا خواهيد شد.

پنج سال پيش، اينتل ضرب‌آهنگ تيك-تاك در عرضه محصولات خود را معرفي كرد. بسياري از تحليلگران ترديد داشتند كه اينتل بتواند چنين برنامه زمان‌بندي تهاجمي را تحقق بخشد، اما به استثناي چند ماه جابه‌جايي در دوره‌هاي مختلف اين برنامه، بايد اعتراف كنيم كه فرآيند تيك-تاك اينتل تاكنون موفق بوده است. در سال‌هايي كه با يك تيك علامت‌گذاري شده‌اند، اينتل فرآيند توليد جديدي را معرفي مي‌كند. از سوي ديگر، در طول سال‌هاي تاك اين فرآيند توليد ثابت مي‌ماند و اينتل يك معماري پردازنده جديد را معرفي مي‌كند. تا امروز ما سه تاك(Conroe، Nehalem و Sandy Bridge) و دو تيك(Penryn و Westmere) را پشت سر گذاشته‌ايم. Ivy Bridge كه نمونه‌هاي عملي آن در پايان سال جاري عرضه مي‌شوند و در نيمه اول سال آينده روانه بازار خواهد شد، سومين تيك اينتل به‌شمار مي‌آيد.

Ivy Bridge اولين تراشه‌اي است كه از ترانزيستورهاي Tri-Gate م 22 نانومتري اينتل استفاده مي‌كند. اين ترانزيستورها به مقياس‌دهي فركانس و كاهش مصرف برق پردازنده كمك خواهند كرد. به‌عنوان يك اشاره ابتدايي، بد نيست بدانيد كه نسخه موبايل Ivy Bridge اولين پردازنده اينتل خواهد بود كه چهار هسته را با يك TDPم 35 واتي ارايه مي‌كند.در يك سطح بالا، Ivy Bridge شباهت بسيار زيادي به Sandy Bridge دارد. اين تراشه هنوز يك die يك‌پارچه به‌شمار مي‌آيد كه به يك GPU مجهز شده است. كل die با استفاده از فناوري 22 نانومتري اينتل ساخته مي‌شود و به همين دليل مسير اينتل براي توجه واقعي به عملكرد موتور گرافيك مجتمع را ادامه خواهد داد. البته Ivy Bridge نيز همانندSandy Bridge از نياز به يك GPU الحاقي خلاص نشده است، اما يك گام در مسير صحيح محسوب مي‌شود.
اينتل هنوز اندازه die پردازنده بعدي خود را اعلام نكرده، اما تعداد ترانزيستورهاي پياده‌سازي شده روي آن تقريبا به 4,1 ميليارد عدد افزايش پيدا كرده است. براي مقايسه بد نيست بدانيد كه Sandy Bridge به16,1 ميليارد ترانزيستور مجهز است، يعني تعداد ترانزيستورها در پردازنده جديد با يك رشد 7,20 درصدي همراه خواهد بود. با مقياس‌گذاري بي‌نقص، يك dieم 22 نانومتري پردازنده Sandy Bridge بايد 3,47 درصد اندازه يك dieم 32 نانومتري همان پردازنده را داشته باشد. حتي با وجود افزايش تعداد ترانزيستورها، با اطمينان مي‌توان گفت كه Ivy Bridge به‌طور قابل توجهي كوچك‌تر از Sandy Bridge خواهد بود.

پشتيباني چيپ‌ست و مادربردها
Ivy Bridge با مادربردهاي LGA-1155 امروزي سازگار است، هر چند كه چيپ‌ست و مادربردهاي جديدي براي اضافه شدن برخي ويژگي‌ها مانند PCI Express 3.0 يا پشتيباني ذاتي از USB 3.0 روانه بازار خواهند شد. خانواده چيپ‌ست جديد تحت عنوان سري 7 شناسايي مي‌شود. هم‌زمان با عرضه پردازنده Ivy Bridge يا مدت كوتاهي پس از آن، شاهد عرضه چيپ‌ست‌هاي Z77، Z75، H77، Q77، Q75 و B75 براي اين پردازنده‌ها خواهيم بود. همان‌طور كه قبلا نيز اشاره كرديم، Ivy Bridge سرانجام از USB 3.0 پشتيباني مي‌كند. چيپ‌ست‌هاي سري 7 مخصوص كاربران عام در مجموع 14 درگاه USB فراهم خواهند كرد كه 4 عدد از آن‌ها با مشخصات USB 3.0 انطباق دارند. خود پردازنده به 16 مسير نسل سوم PCIe (يك اسلات x16 يا دو اسلات X8 يا يك اسلات X8 و دو اسلات X4) مجهز خواهد بود كه مي‌توانند براي اتصال كارت گرافيكي يا كاربردهاي I/O با عملكرد بالا مورد استفاده قرار گيرند. شما سرعت‌هاي نسل سوم اينترفيس PCIe را تنها روي مادربردهايي كه تاييديه اين استاندارد را دريافت كرده‌اند، خواهيد ديد. اين وضعيت از نظر فني روي مادربردهاي سري 6 نيز امكان‌پذير خواهد بود، اما روي مادربردهاي سري 7 تضمين مي‌شود. چيپ‌ست‌هاي Z77 و H77 از فناوري Smart Response اينتل (كاشه‌گذاري SSD) پشتيباني خواهند كرد كه امروزه انحصارا در اختيار Z68 است.
درگاه‌هاي SATA و اسلات‌هاي PCIe متصل به چيپ‌ست تغييري نكرده‌اند. اوركلاكينگ روي تمام چيپ‌ست‌هاي Z پشتيباني شده است در حالي كه چيپ‌ست‌ H همچنان از آن بي‌بهره است. تمام چيپ‌ست‌هاي جديد از موتور گرافيكي HD اينتل پشتيباني مي‌كنند. به اين ترتيب سردرگمي كاربران در بين چيپ‌ست‌هاي پشتيباني كننده از موتور گرافيكي مجتمع پردازنده (چيزي كه در مورد Sandy Bridge با P67 شاهد آن هستيم) به پايان خواهد رسيد.

تغييرات معماري هسته
Ivy Bridge از نقطه نظر پردازنده‌اي به‌عنوان يك تيك در نظر گرفته مي‌شود، اما از ديدگاه GPU يك تاك است. از جنبه هسته CPU، اين تعريف به معناي آن است كه شما مي‌توانيد انتظار مشاهده يك بهبود عملكرد «كلاك به كلاك» بين 4 تا 6 درصدي را از آن داشته باشيد. به‌رغم افزايش محدود عملكرد در سطح هسته، اصلاحات فراواني در طراحي آن صورت گرفته است. براي دستيابي به يك زمان‌بندي قطعي، چندان غيرمعمول نيست كه بعضي از ويژگي‌ها در يك طراحي پياده‌سازي نشوند بلكه به تدريج در محصولات بعدي اضافه شوند. محصولات گروه تيك براي انجام اين كار عالي هستند.پنج سال پيش، اينتل پردازنده‌هاي Conroe خود را معرفي كرد كه معماري سطح بالايي را براي هر نسل پس از خود پايه‌گذاري نمود. Sandy Bridge اولين دگرگوني چشمگير پس از Conroe به‌شمار مي‌آيد و حتي طراحي اين پردازنده نيز در مقايسه با Core 2 اوليه تفاوت بسيار زيادي نكرده است. Ivy Bridge نيز همين مسير را ادامه خواهد داد.

برای مشاهده این لینک/عکس می بایست عضو شوید ! برای عضویت اینجا کلیک کنید

Front End در پردازنده‌هاي Ivy Bridge هنوز 4 مسير پهنا دارد و از تركيب دستورالعمل‌هاي x86 و uOps (ريزعمليات) كدگشايي شده پشتيباني مي‌كند. كاشه uOp معرفي شده در Sandy Bridge بدون هيچ تغيير قابل ملاحظه‌اي در Ivy Bridge باقي خواهد ماند. بعضي از ساختارهاي داخل تراشه براي اجراي تك رشته‌اي (Single-Threaded) بهتر بهينه‌سازي شده‌اند. Hyper-Threading به مجموعه‌اي از تقسيم‌بندي‌هاي ساختار داخلي (بافرها/صف‌ها) نياز دارد تا به دستورالعمل‌هاي رشته‌هاي متعدد امكان دهد كه به‌طور هم‌زمان از اين ساختارها استفاده كنند. در Sandy Bridge، بسياري از اين ساختارها به‌صورت استاتيك تقسيم‌بندي شده‌اند. اگر شما بافري داشته باشيد كه مي‌تواند 20 ورودي را نگه‌دارد، هر رشته تا 10ورودي در بافر را به‌دست خواهد آورد. در اين وضعيت هنگامي‌كه فشار كاري شامل يك رشته پردازشي واحد باشد، نيمي از بافر بدون استفاده باقي خواهد ماند.
Ivy Bridge بعضي از اين ساختارهاي ديتا را مورد بازنگري قرار داده تا منابع موجود به‌صورت ديناميك به رشته‌ها تخصيص داده شوند. حالا اگر تنها يك رشته پردازشي فعال وجود داشته باشد، اين ساختارها تمام منابع موجود را در اختيار همان رشته قرار خواهند داد. يك مثال از اين‌گونه موارد، صف DSB است كه به كاشه uOp اشاره شده در بالا سرويس مي‌دهد. يك مكانيزم Lookup براي قرار دادن uOpها در كاشه وجود دارد. اين درخواست‌ها در صف DSB قرار مي‌گيرند كه معمولا به‌طور مساوي مابين رشته‌ها تقسيم مي‌شود. در پردازنده Ivy Bridge، صف DSB به‌صورت ديناميك به يكي از رشته‌ها يا هر دو آن‌ها تخصيص داده خواهد شد.اينتل در پردازنده‌هاي Sandy Bridge طراحي بخش پيش‌بيني كننده انشعاب خود را از پايه مورد بازنگري قرار داد. به اين ترتيب تكرار همين كار براي Ivy Bridge منطقي به‌نظر نمي‌رسد و در نتيجه بخش پيش‌بيني انشعاب بدون تغيير باقي خواهد ماند.
تعداد واحدهاي اجرايي در پردازنده Ivy Bridge تغيير نكرده، اما تغييراتي در اين بخش به چشم مي‌خورند. تقسيم‌كننده FP/Integer در اينجا شاهد يك بهبود عملكرد ديگر است. به‌طور دقيق‌تر، توان عملياتي تقسيم‌كننده Ivy Bridge دو برابر نمونه پياده‌سازي شده در Sandy Bridge خواهد بود. مزيت اين ويژگي بيشتر در فشارهاي كاري اعشاري (FP) خودنمايي خواهد كرد زيرا اين نوع بارهاي كاري از نظر محاسباتي سنگين‌تر هستند.عمليات MOV حالا به‌جاي اشغال يك درگاه اجرايي مي‌تواند در مرحله تغيير نام رجيستر انجام شود. دستورالعمل x86 MOV تنها محتويات يك رجيستر را به رجيستر ديگري كپي مي‌كند. دستورالعمل‌هاي MOV در پردازنده Ivy Bridge تنها با هدايت يك رجيستر به موقعيت يك رجيستر ديگر انجام مي‌شوند. اين عملكرد با بهره‌گيري از فايل رجيستر فيزيكي امكان‌پذير شده كه براي اولين‌بار در Sandy Bridge معرفي شد. البته مجموعه بزرگي از ساختارهاي منطقي باهوش در داخل IVBم (Ivy Bridge) نيز در فرآيند مذكور شركت دارند. با وجود آن‌كه دستورالعمل‌هاي MOV هنوز پهناي باند كدگشايي را اشغال مي‌كنند، اما يك درگاه اجرايي را به خود اختصاص نمي‌دهند كه باعث مي‌شود دستورالعمل‌هاي ديگري به جاي آن‌ها اجرا شوند.

تغييرات ISA
اينتل تغييرات مشخصي را در بخش ISA پردازنده جديد خود معرفي كرده است. مي‌توان گفت درج يكDRNGم (Digital Random Number Generator) بسيار پرسرعت و همچنين حالت SMEPم (Supervisory Mode Execution Protection) برجسته‌ترين موارد در اين فهرست هستند.DRNG در پردازنده Ivy Bridge مي‌تواند اعداد تصادفي با كيفيت بالا (منطبق با استانداردها) را با نرخ 2 تا 3 گيگابيت بر ثانيه توليد كند. DRNG براي هر دو كد سطح كاربر و سطح سيستم عامل قابل دسترسي خواهد بود. اين موضوع براي جنبه‌هاي امنيتي و پيشبرد الگوريتم‌ها از اهميت بسيار بالايي برخوردار است.SMEP در پردازنده Ivy Bridge محافظت سخت‌افزاري در برابر اجراي كد حالت كاربري در سطوحي با امتيازهاي بيشتر را فراهم مي‌كند.


تغييرات كاشه، كنترلر حافظه و اوركلاكينگ
تا جايي كه مي‌دانيم، كاشه Ivy Bridge با تغييرات چنداني مواجه نشده است. آخرين سطح كاشه (L3) هنوز از طريق يك گذرگاه حلقه‌اي مابين تمام هسته‌ها، GPU و System Agent به اشتراك گذاشته مي‌شود. پردازنده‌هاي چهار هسته‌اي Ivy Bridge حداكثر از هشت مگابايت كاشه L3 پشتيباني خواهند كرد. كاشه‌هاي خصوصي L1/L2 هر هسته نيز در مقايسه با پردازنده‌هاي Sandy Bridge افزايشي نداشته‌اند(32+32 كيلوبايت براي L1 و 256 كيلوبايت براي L2).

برای مشاهده این لینک/عکس می بایست عضو شوید ! برای عضویت اینجا کلیک کنید

كنترلر حافظه نيز تقريبا بدون تغيير باقي مانده، البته با كمي انعطاف‌پذيري بيشتر. IVB موبايل علاوه بر DDR3 از DDR3L نيز پشتيباني خواهد كرد كه امكان استفاده از حافظه‌هاي 1/35 ولتي به‌جاي DDR3م 5,1 ولتي را فراهم مي‌سازد. اين موضوع خصوصا براي نوت‌بوك‌هايي مفيد است كه از تراشه‌هاي DDR3 در بخش زيرين خود استفاده مي‌كنند. در واقع OEMها با استفاده از DDR3L مي‌توانند نوت‌بوك‌هاي خود را كمي خنك‌تر نگه‌دارند.در مسير حركت از Nehalem به Sandy Bridge، اينتل سطح نسبتا بالايي از Power-Gating (امكان قطع و وصل تغذيه برق قسمت‌هاي مختلف پردازنده و در نتيجه از كار انداختن آن‌ها) را در سراسر پردازنده به نمايش گذاشت. با اضافه شدن چند مورد در Ivy Bridge، اينتل يكي از آخرين بخش‌هاي قابل دسترسي die خود را تحت كنترل درآورده است: اينترفيس DDR3. به اين ترتيب اگر هيچ فعاليتي در مسير حافظه خارجي وجود نداشته باشد، اينترفيس DDR3 مي‌تواند كاملا خاموش شود.
I/Oهاي خارجي درست مانند هر ترانزيستور ديگري با مشكل نشت جريان مواجه هستند و به همين دليل قابليت مذكور مي‌تواند بسيار مفيد باشد.
Power-Gating باعث افزايش اندازه die خواهد شد اما اينتل در مقياس 22 نانومتر ناحيه سطحي بيشتري را براي استفاده در چنين مواردي در اختيار دارد. اوركلاكينگ حافظه نيز در Ivy Bridge پررنگ‌تر شده است. حداكثر فركانس DDR3 پشتيباني شده در SNBم (Sandy Bridge) معادل 2133 مگاهرتز بود. پردازنده‌هاي IVB اين سقف را تا 2800 مگاهرتز بالاتر برده‌اند. شما در عين حال مي‌توانيد فركانس حافظه را در فواصل 200 مگاهرتزي افزايش دهيد.
بهبودهاي بازدهي مصرف برق
هنگامي كه اينتل ترانزيستورهاي Tri-Gateم 22 نانومتري خود را معرفي كرد، مدعي شد كه اين ترانزيستورها مي‌توانند يك افزايش 18 درصدي نسبت به فناوري 32 نانومتري را در عملكرد 1 ولتي فراهم كنند. با اين‌حال در سرعت سوييچينگ يكسان، ترانزيستورهاي 22 نانومتري اينتل مي‌توانند با 75 تا 80 درصد ولتاژ همكاران 32 نانومتري خود كار كنند. تغيير فناوري پردازش در Ivy Bridge به تنهايي مي‌تواند سطح چشمگيري از صرفه‌جويي در مصرف برق را براي آن به همراه داشته باشد. با اين‌حال علاوه بر كاهش اندازه فناوري ساخت پردازنده، تغييراتي در معماري IVB نيز اعمال شده است كه مصرف برق آن را بيش از پيش كاهش مي‌دهند.

ولتاژهاي پايين‌تر System Agent
System Agent براي اولين بار در پردازنده‌هاي Sandy Bridge معرفي شد، نامي كه براي اشاره به بخش‌هاي خارج از هسته پردازنده مورد استفاده قرار مي‌گرفت. با اين‌حال، نام مذكور اكنون براي اشاره به خروجي نمايشگر، كنترلر حافظه، DMI و اينترفيس‌هاي PCI Express به كار برده مي‌شود. همانند Sandy Bridge، كاشه L3 در پردازنده‌هاي جديد ديگر در خارج از هسته (Uncore) قرار نگرفته و به همين دليل بخشي ازSystem Agent محسوب نمي‌شود.System Agent بر اساس يك برنامه ولتاژ جداگانه نسبت به ساير بخش‌هاي تراشه كار مي‌كند. اينتل در پردازنده‌‌هاي IVB گزينه‌هاي ولتاژ System Agent پايين‌تري را براي SKUهايي با ولتاژ پايين‌تر فراهم مي‌كند كه به نوبه خود به بهينه‌سازي مصرف برق اينSKUها كمك خواهد كرد.
توصيف دقيق‌تر مشخصات ولتاژ
امروزه اينتل ولتاژهاي متفاوتي را براي هر يك از پردازنده‌هايSandy Bridge خود تعريف مي‌كند: LFM، اسمي (Nominal) و Turboم. LFM پايين‌ترين فركانسي است كه پردازنده مي‌تواند با آن فعال بماند (يعني در شرايط بي‌كاري كامل)، Nominal فركانسي است كه پردازنده براي كار با آن رده‌بندي شده است (مانند 3,3 گيگاهرتز براي 2500K) و Turbo نيز بالاترين فركانس قابل دسترسي Turbo Boost روي يك پردازنده به‌شمار مي‌آيد (مانند 3,7 گيگاهرتز براي 2500K). اينتل پايين‌ترين ولتاژ ممكن براي هر يك از اين فركانس‌ها را تعريف مي‌كند. Sandy Bridge به‌طور آشكار با بيش از تنها سه فركانس كار مي‌كند و فركانس‌هاي واسطه بسيار بيشتري وجود دارند كه پردازنده بر حسب فشار كاري خود در هر لحظه با آن‌ها كار مي‌كند. سطوح ولتاژ در اين فركانس‌هاي واسطه، از سه نقطه‌اي كه قبلا به آن‌ها اشاره كرديم درون‌يابي و محاسبه خواهند شد.
در پردازنده‌هاي Ivy Bridge، اينتل نقاط بيشتري را در امتداد منحني فركانس پردازنده‌ خود تعريف مي‌كند. اين شركت هنوز دقيقا فاش نكرده كه چند نقطه ولتاژ در اين طيف وجود خواهند داشت اما بدون ترديد تعداد آن‌ها بيشتر از سه نقطه خواهد بود. به اين ترتيب يك منحني با داده‌هاي فركانس/ولتاژ انطباق پيدا كرده و بر حسب فركانس كاري IVB، نقطه ولتاژ دقيق‌تري براي آن محاسبه خواهد شد. نتيجه تمام اين كارهاي به‌ظاهر ساده، كاهش ولتاژ هسته در فركانس‌هاي واسطه است. تغييرات ولتاژ داراي يك تاثير مكعبي بر ميزان مصرف برق هستند و به همين دليل حتي يك كاهش كوچك در اين بخش مي‌تواند تاثير چشمگيري را به همراه داشته باشد. در ميان نقاطي كه قبلا تعريف نشده بودند، مي‌توان به Max Thread Turbo اشاره كرد. حالا Ivy Bridge در شرايطي كه تمام هسته‌هاي آن را كاملا فعال نگه‌داشته‌ايد بازدهي مصرف برق بسيار بهتري خواهد داشت.

[Over_Cracker]

بخش پایانی:

هدايت وقفه با توجه به مصرف برق
اين ويژگي بسيار جالب توجه به نظر مي‌رسد. Ivy Bridge داراي يك ساختار منطقي براي هدايت و مسيريابي صحيح درخواست‌هاي وقفه به هسته‌هاي فعال به‌جاي هسته‌هايي است كه در پايين‌ترين وضعيت مصرف برق خود به خواب رفته‌اند. بديهي است كه اين روش مي‌تواند تا حدود زيادي در مصرف برق پردازنده صرفه‌جويي كند، با اين حال ممكن است مقداري از عملكرد هسته‌هاي فعال را كاهش دهد. IVB امكان اولويت‌بندي عملكرد را نيز فراهم خواهد كرد. به اين ترتيب اداره وقفه‌ها مي‌توانند با يك وضعيت مشابه با روش‌هاي امروزي انجام شده يا براي صرفه‌جويي در مصرف برق بهينه‌سازي گردد.

TDP قابل پيكربندي
تمام پردازنده‌ها با يك رده‌بندي TDP م (Thermal Design Point) عرضه مي‌شوند كه نشان مي‌دهد تراشه به چه نوع ساختار خنك‌كنندگي نياز دارد. به‌طور سنتي اين مقدار TDP ثابت باقي مي‌ماند و پردازنده هرگز نمي‌تواند از آن فراتر رود. پردازنده‌هاي Ivy Bridge مفهوم TDP قابل پيكربندي را معرفي مي‌كنند كه به پلتفرم امكان مي‌دهد با در اختيار داشتن پتانسيل خنك‌كنندگي بيشتر TDP پردازنده را افزايش داده يا در سيستم‌هايي با شكل ساخت كوچك‌تر اين مقدار را كاهش دهند.حالت cTDP بالا به‌وضوح براي نوت‌بوك‌هايي در نظر گرفته شده كه در پايه (Dock) اضافي قرار گرفته‌اند. شما مي‌توانيد يك نوت‌بوكIvy Bridge با يك پايه اختياري را در نظر بگيريد كه قابليت‌هاي خنك‌كنندگي ماشين را افزايش مي‌دهد. وقتي نوت‌بوك از اين پايه جدا مي‌شود، پردازنده آن براي مثال با حداكثر TDP معادل 17 وات كار مي‌كند، اما به محض اتصال نوت‌بوك به پايه‌اي با مكانيزم خنك‌كنندگي اضافي، TDP به 33 وات افزايش پيدا خواهد كرد. اين به OEMها بستگي خواهد داشت كه چطور در مورد نحوه بهره‌گيري از ويژگي مذكور تصميم بگيرند. در واقع ساختار مورد بحث مي‌تواند به سادگي يك پايه موبايل با فن‌هاي بيشتر يا به پيچيدگي يك مكانيزم خنك‌كننده مبتني بر آب مدولار با يك رادياتور بزرگ‌تر در يك پايه باشد.

اما حالت cTDP پايين چيست؟ همان پردازنده Ivy Bridgeم 17 واتي مثال قبلي را در نظر بگيريد كه حالا TDP آن به 13 وات كاهش پيدا مي‌كند. به اين ترتيب، سرعت و ولتاژ پردازنده محدود خواهد شد. اما چرا ممكن است بخواهيد چنين كاري را انجام دهيد؟ از نقطه نظر OEMها، ممكن است گزينه‌هاي TDP اينتل تا حدودي استبدادي و مطلق به نظر برسند. پيكربندي‌هاي پايين‌تر TDP به OEMها امكان مي‌دهند تا يك پيكربندي با مصرف برق پايين‌تر را به‌دست آورند، بدون آن‌كه اينتل را وادار به ايجاد SKU جديدي كرده باشند. امروزه OEMها مي‌توانند اين كار را با كاهش ولتاژ يا كاهش كلاك انجام دهند، اما مشخصات cTDP پايين حداقل مي‌تواند يك نسبت عملكرد به مصرف برق مشخص را براي آن‌ها تضمين كند.TDP قابل پيكربندي بدون ترديد در نسخه‌هاي موبايل Ivy Bridge بيش از هر نسخه ديگري خودنمايي خواهد كرد. به‌طور مشخص، نسخه‌هاي ULVم (Ultra Low Voltage) و XEم (eXtreme Edition) اين پردازنده از cTDP پشتيباني خواهند كرد.
تا جايي كه به ما مربوط مي‌شود، تراشه‌هاي ULVم 17 واتي پردازنده‌هاي Ivy Bridge بيش از هر نمونه ديگر قابل توجه هستند. امروزه براي دستيابي به شكل ساخت يك MacBook Air راهي غير از قرباني كردن سرعت كلاك پردازنده وجود ندارد. يك OEM باهوش كه از پردازنده Ivy Bridge استفاده مي‌كند، مي‌تواند يك پايه خنك‌كننده را ارايه كند كه بهترين جنبه‌هاي هر دو دنيا را در اختيار شما قرار مي‌دهد: يك كيس قابل حمل فوق‌العاده باريك و سبك در هنگام حركت و سرعت‌هاي كلاك بسيار بالاتر در شرايطي كه نو‌ت‌بوك شما به پايه خود متصل شده است.

GPU جديد
Westmere با يك تغيير در شيوه نزديك شدن اينتل به موتور گرافيكي مجتمع همراه بود. GPU در اين پردازنده به بسته‌بندي CPU انتقال يافت و از يك فرايند توليد n-1 استفاده مي‌كرد (45 نانومتر در زماني كه خود پردازنده 32 نانومتري بود). به اين ترتيب عملكرد موتور گرافيكي بهبود پيدا كرد اما هنوز دقيقا چيزي نبود كه بتوان آن را قابل قبول ناميد.Sandy Bridge يك هسته GPU با طراحي كاملا جديد را روي die خود پردازنده به همراه آورد. به عنوان بخشي كه در يك مكان مشترك با CPU قرار گرفته، با GPU به‌صورت تقريبا يكساني رفتار شده بود. به‌عبارت ديگر پردازنده‌ها با فناوري 32 نانومتري يكساني توليد شده بودند.GPU در پردازنده‌هاي Ivy Bridge روي die باقي خواهد ماند، اما رشد آن در اين نسل بسيار بيشتر از CPU خواهد بود. اينتل هنوز تقسيم‌بندي die خود را فاش نكرده اما اكنون واحدهاي اجرايي بيشتري در آن به چشم مي‌خورند (16 واحد در مقايسه با 12 واحد در Sandy Bridge). بنابراين به نظر مي‌رسد كه GPU در مقايسه با نسل قبلي درصد بيشتري از die را اشغال كرده است. البته اين تقسيم‌بندي هنوز به يك وضعيت 50/50 نزديك نشده است، اما همچنان نشان مي‌دهد كه اينتل عملكرد GPU را جدي مي‌گيرد.
هسته گرافيكي پردازنده‌هاي Ivy Bridge پشتيباني از OpenCL 1.1م، DirectX 11 و OpenGL 3.1 را معرفي خواهد كرد. به اين ترتيب، پردازنده‌هاي گرافيكي اينتل سرانجام در سطحي معادل نمونه‌هاي رقيب خود از AMD قرار مي‌گيرند. IVB در عين حال سه خروجي نمايشگر را فراهم كرد (Sandy Bridge تنها دو خروجي را در اختيار شما قرار مي‌داد). در نهايت، Ivy Bridge كيفيت فيلترگذاري Anisotropic را بهبود خواهد بخشيد. Tom Piazza يكي از مهندسين اينتل با اشاره به خروجي تصوير آزمايش مشهور AF مي‌گويد:« حالا ما به جاي گلبرگ‌هاي يك گل مي‌توانيم دايره‌هاي كاملي را رسم كنيم».
اينتل تركيب‌بندي مدولار GPU در پردازنده Ivy Bridge را نسبت به قبل افزايش داده است. در Sandy Bridge دو پيكربندي GPU وجود داشت: GT1 و GT2. پيكربندي GT1 دارايشش EUم (Shader/Core/Execution Unit) بود در حالي كه GT2 دوازده عدد از اين واحدها را در اختيار داشت. هر دو پيكربندي مذكور تنها يك واحد Texture Sampler را در اختيار داشتند. طراحي Ivy Bridge طوري انجام شده كه كاهش يا افزايش مقياس آن آسان‌تر انجام شود. در پردازنده جديد، پيكربندي GT2 داراي شانزده EU و دو TS است در حالي كه پيكربندي GT1 داراي تعداد نامشخصي از EU (احتمالا 8 عدد) و يك TS خواهد بود.با وجود آن‌كه اشاره كرديم Ivy Bridge براي افزايش مقياس‌دهي طراحي شده، اما متاسفانه اين وضعيت در آن به چشم نمي‌خورد. به عبارت ديگر GT2 سريع‌ترين پيكربندي قابل دسترسي روي اين پردازنده خواهد بود. به اين ترتيب مي‌توان گفت كه اينتل در نظر داشته IVB را با GPU قوي‌تري ارايه كند، اما اين وضعيت در نتيجه نهايي تحقق پيدا نكرده. شايد بتوانيم نتيجه مورد نظر را در Haswell مشاهده كنيم.
همان‌طور كه قبلا نيز اشاره كرديم، اينتل تعداد EUها را در پردازنده‌هاي جديد خود افزايش داده، حتي با وجود آن‌كه EUهاي جديد عملكرد بسيار بهتري را نسبت به اسلاف خود فراهم مي‌كنند. EUهاي پياده‌سازي شده در Sandy Bridge مي‌توانند عمليات MAD و غيرجبري را به‌طور هم‌زمان صادر كنند. Ivy Bridge قادر است دو برابر MAD را در هر سيكل كلاك خود انجام دهد. در نتيجه، يك EU واحد پردازنده Ivy Bridge به دو برابر IPC يك EU در پردازنده Sandy Bridge نزديك مي‌شود. به‌عبارت ديگر، شما براي هر EU تقريبا به دو برابر گيگافلاپس در عمليات محدودي Shader نسبت به پردازنده Sandy Bridge دست پيدا خواهيد كرد. اگر اين واقعيت را با تعداد بيشتر EUها در پردازنده جديد تركيب كنيد، با يك افزايش نزديك به 60 درصدي در عملكرد GPU پردازنده جديد مواجه خواهيد شد.
اينتل در عين حال يك كاشه L3 اختصاصي گرافيك را در داخل Ivy Bridge پياده‌سازي كرده است. به‌رغم اين‌كه امكان اشتراك‌گذاري كاشه L3 پردازنده با هسته گرافيكي وجود داشته، اما يك كاشه كوچك‌تر در داخل هسته گرافيكي جاسازي شده كه به آن امكان مي‌دهد بدون نياز به گذرگاه حلقه‌اي (Ring Bus) به‌طور مكرر به داده‌ها دسترسي داشته باشد.بهبودهاي عملكردي ديگري نيز در داخل هسته Shader پياده‌سازي شده‌اند. عمليات Scatter/Gather اكنون 32 برابر سريع‌تر ازSandy Bridge انجام مي‌شوند كه علاوه بر عملكرد عمومي GPU در بازي‌هاي سه‌بعدي، روي قدرت محاسباتي آن نيز تاثير خواهد داشت.
به‌رغم تمركز روي عملكرد، اينتل در عمل فركانس كلاك GPU داخلي پردازنده‌هاي IVB خود را كاهش داده است. اين هسته حالا با 95 درصد سرعت كلاك GPU پردازنده‌هاي Sandy Bridge و با يك ولتاژ پايين‌تر كار مي‌كند، در حالي‌كه عملكرد بسيار بالاتري را فراهم خواهد كرد. به لطف فرآيند پردازش 22 نانومتري اينتل (و البته بهبودهاي معماري كه قبلا به آن‌ها اشاره كرديم)، عملكرد GPU براي هر وات تقريبا دو برابرSandy Bridge خواهد بود. پردازنده‌هاي Llano شركت AMD نشان دادند كه مي‌توانند عمر باتري بسيار بيشتري را در بازي‌ها فراهم كنند (تقريبا دو برابر Sandy Bridge). بدون ترديد Ivy Bridge مي‌تواند اين فاصله را تا حدود زيادي برطرف كند.

برای مشاهده این لینک/عکس می بایست عضو شوید ! برای عضویت اینجا کلیک کنید

ساختار هسته گرافيكي Ivy Bridge

عملكرد بهتر Quick Sync
اينتل با Sandy Bridge يك موتور تبديل ويديوي سخت‌افزاري را با عملكرد فوق‌العاده بالا معرفي كرد كه تحت عنوان Quick Sync شناخته مي‌شود. اين راه‌حل بهترين تركيب از كيفيت تصويري و عملكرد را در بين تمام گزينه‌هاي تبديل موجود با شتاب‌دهي سخت‌افزاري از شركت‌هاي AMD، اينتل و Nvidia فراهم مي‌كرد. در پردازنده جديد،Quick Sync تركيبي از سخت‌افزارهاي تك منظوره (Fixed-Function)، موتور كدگشايي ويديويي IVB و آرايه EU را به خدمت خواهد گرفت.افزايش تعداد EUها و بهبود در توان عملياتي آن‌ها، هر دو به معناي افزايش در عملكرد تبديل ويديويي Quick Sync خواهند بود. احتمالاً اينتل روي جنبه كدگشايي نيز تاحدودي كار كرده و به همين دليل Sandy Bridge مي‌توانست تا اين اندازه در تبديل ويديو سريع باشد. تركيب تمام اين موارد در نهايت با دو برابر شدن عملكرد تبديل ويديويي نسبت به Sandy Bridge همراه خواهد بود. البته گزينه ديگري نيز وجود خواهد داشت كه با افزايش عملكرد كم‌تري همراه است اما كيفيت تصويري بسيار بهتري را فراهم مي‌كند.متاسفانه در حال حاضر با فقدان برنامه‌هاي تبديل ويديويي رايگاني كه قادر به پشتيباني از Quick Sync باشند مواجه هستيم و بعيد به نظر مي‌رسد كه اين موضوع تا زمان عرضه رسمي Ivy Bridge تغيير كند.

جمع‌بندي
Ivy Bridge سرعت‌هاي كلاك بالاتري را به‌لطف فناوري پردازش 22 نانومتري خود به همراه خواهد داشت، هر چند كه اين افزايش فركانس چندان چشمگير نخواهد بود. در واقع اينتل مدتي است كه موضوع افزايش سرعت كلاك را از فهرست اولويت‌هاي خود حذف كرده. عملكرد كلاك به كلاك پردازنده جديد بين 4 تا 6 درصد نسبت به Sandy Bridge افزايش خواهد داشت كه اگر آن را با سرعت‌هاي كلاك اندكي بالاتر Ivy Bridge تركيب كنيد، به يك افزايش عملكرد كلي تا سطح 10 درصد براي يك نسخه هم‌قيمت از پردازنده Ivy Bridge خواهيد رسيد. با اين‌حال، خبرهاي مهم‌تر به ميزان مصرف برق و عملكرد گرافيكي پردازنده جديد مربوط مي‌شوند.
Ivy Bridge براي مدتي پردازنده 22 نانومتري صدرنشين اينتل خواهد بود. در ابتدا قرار بود اين تراشه تا پايان سال جاري ميلادي روانه بازار شود، اما به‌ دلايلي عرضه آن با تاخير مواجه شد. حركت به فناوري پردازش 22 نانومتري در ساخت تراشه‌ها يك جهش بسيار بزرگ به‌شمار مي‌آيد. اين ترانزيستورها نه‌تنها به‌طور غيرقابل تصوري كوچك هستند، بلكه معرفي فناوريTri-Gate توسط اينتل باعث شده كه در مقايسه با طراحي‌هاي گذشته بسيار متمايز باشند. در واقع اگر مهندسين اينتل كار خود را درست انجام داده باشند، Ivy Bridge مي‌تواند مشخصات مصرف برق بسيار بهتري را نسبت به Sandy Bridge نشان دهد. همان‌طور كه اشاره كرديم، معرفي يك پردازنده 4 هسته‌اي35 واتي به اپل و ساير OEMها امكان مي‌دهد تا يك IVB چهار هسته‌اي را در يك سيستم 13 اينچي ارايه كنند.
از سوي ديگر، عملكرد GPU داخلي پردازنده‌هاي IVB بسيار فريبنده به نظر مي‌رسد. با 33 درصد افزايش در سخت‌افزار اجرايي و نزديك به دو برابر شدن عملكرد هر EU، كاملا آشكار است كه اينتل سرانجام عملكرد GPU خود را جدي گرفته است. اگر اينتل بتواند به اهداف خود در زمينه سرعت كلاك و عملكرد دست پيدا كند، Ivy Bridge مي‌تواند عملكرد گرافيكي معادل با پردازنده‌هاي Llano شركت AMD را فراهم سازد. با اين‌حال تا زماني كه Ivy Bridge از راه برسد، AMD با عرضه Trinity گام ديگري را به جلو برداشته است. پرسش اصلي اينجا است كه چه كسي مشكلات عملكردي خود را سريع‌تر برطرف خواهد كرد؟ آيا AMD عملكرد x86 خود را سريع‌تر بهبود مي‌بخشد يا اين‌كه اينتل مي‌تواند عملكرد GPU خود را در مدت كوتاهي اصلاح كند؟ آيا اساسا اين موضوع اهميتي دارد كه هر دو شركت بتوانند در مسير خود به نقطه مشابهي برسند؟ گذشته از اجراي بازي‌هاي سه‌بعدي، با اطمينان مي‌توان گفت كه عملكرد x86 در حال حاضر به‌عنوان پارامتر اصلي براي فروش پردازنده‌ها در نظر گرفته مي‌شود. با اين‌حال پذيرش OpenCL توسط اينتل و تلاش‌هاي AMD در اين حوزه نشان مي‌دهند كه در نهايت شاهد تغييراتي در اين حوزه خواهيم بود.
Sandy Bridge توانست افزايش چشمگيري در عملكرد CPU را به همراه داشته باشد، اما به نظر مي‌رسد Ivy Bridge كاملا روي اميدهاي اينتل در زمينه عملكرد گرافيكي متمركز شده است. با تمركز دو معماري متوالي روي بهبود عملكرد گرافيكي، بايد ديد كه آيا در Haswell نيز شاهد وضعيت مشابهي خواهيم بود يا خير. اينتل اعلام كرده است كه مقياس‌پذيري به سمت بالا يكي از اهداف كليدي طراحي GPU در Ivy Bridge بوده است. بنابراين شايد در سال 2013 بتوانيم شاهد تحقق اين هدف باشيم.Ivy Bridge مي‌تواند عملكرد بسيار خوبي را در نوت‌بوك‌ها فراهم كند. يك تراشه با بازدهي بالاتر كه از ترانزيستورهاي كم‌مصرف‌تري استفاده مي‌كند، بدون ترديد تاثير مثبتي را بر عمر باتري و خروجي حرارتي ابزارهاي موبايل به همراه خواهد داشت. كاربران دسكتاپي كه قبلا سيستم‌هاي خود را به پلتفرم Sandy Bridge ارتقا داده‌اند احتمالا ضرورتي را براي ارتقاي مجدد احساس نخواهند كرد. با اين‌حال، دستيابي به عملكرد گرافيكي بهتر روي تمام سيستم‌هاي جديد، خبر خوبي براي تمام صنعت به‌شمار مي‌آيد.

منبع:عصر شبکه
__________________

پی نوشت:این تاپیک صرفا برای ارائه اطلاعات بیشتر پیرامون میکرو معماری پردازنده های Ivy Bridge می باشد. خوانندگان می توانند جهت پرسش،پاسخ و کسب اطلاعات بیشتر و دقیق پیرامون این مهم،به تاپیک اخبار و مباحث پیرامون پردازنده های Ivy Bridge مراجعه نمایند.