◄◄همه چیز درباره معماری Ivy Bridge

[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.