در چندين ماه گذشته پيشرفت هاي جديدي در طراحي پروسسورها، بويژه از طرف شرکت AMD حاصل شد. اين شرکت علاوه بر اينکه يک cpu با طراحي کاملا ْ64 بيتي عرضه کرد که باعث برتري يافتن اين شرکت در بازار کامپيوترهاي روميزي پيشرفته گرديد، همچنين در حذف کنترل کننده‌هاي حافظه (MCH) پيشقدم شد که در عملکرد Athlon 64 و چيپهاي"optron" يک پيشرفت قابل ملاحظه نسبت به پروسسورهاي intel به حساب مي‌آيد. اينتل به طور متقابل پروسسور سازگار 64 بيتي را عرضه نمود. به تازگي نيز هر دو شرکت پردازشگرهاي دوهسته اي را عرضه نموده‌اند، اين پروسسورها بهتر از آن چيزي که شما انتظار داريد کار مي‌کنند. پروسسورهاي اينتل و AMD هر دو داراي دو هسته پروسسور، در حال کار در يک قالب مي‌باشند که هر يک از هسته‌ها بصورت مستقل توابع و پردازشهاي داده را انجام مي‌دهند (در مورد اينتل اين مورد کامل تر است) و هر دو اين هسته‌ها توسط نرم افزار سيستم عامل هم آهنگ مي گردند. در اين مقاله سعي شده تا تکنولوژي که در اين دو محصول استفاده شده و مقدار افزايش کارايي که شما مي توانيد از آنها انتظار داشته باشيد بررسي گردد. در حال حاضر AMD فقط پروسورهاي کلاس سرور opteron با دو هسته را بطور کامل به بازار عرضه کرده و بزودي Athlon 64x2 براي کامپيوترهاي روميزي را نيز به بازار عرضه مي‌کند. در طرف مقابل اينتل در حال حاضر پنتيوم Extreme Edition 840 روميزي با دو هسته را به بازار عرضه نموده در حالي که خطهاي توليد Pentium D و dual xeons هنوز متوقف نشده اند. با توجه به اينکه پروسسورهاي دو هسته‌اي در اصل يک سيستم چند پروسسوره که در يک قالب قرار گرفته اند، مي باشد. اجازه بدهيد اينک چندين تکنولوژي که در سيستم هاي چند پردازشگر استفاده مي شود را مورد بررسي قرار دهيم.

ساختار پردازنده هاي دو هسته اي
 

همانطور که از نام آن ها پيداست در اين تراشه ها ، دو پردازشگر و دو کش L2 در يک واحد سيليکوني قرار گرفته اند . مزيت اين گونه پردازنده ها ، پردازش بهتر دستورات مالتي تسک است . در واقع مزاياي پردازنده هاي دو هسته اي زماني بهتر لمس خواهد شد که به طور همزمان چندين کار انجام پذيرد . تراشه هاي دو هسته اي اينتل نياز به يک مادربرد جديد دارند در صورتي که پردازنده هاي دو هسته اي AMD نياز به مادربورد جديد ندارند و فقط با به روز رساني بايوس مي توان اين پردازنده ها را روي مادربورد هاي سوکت 939 نصب کرد .

چند پردازشگرهاي متقارن SMP (symmetric Multi processing)
 

روش مشترکي مي باشد که چندين پردازشگر بطور جداگانه با يکديگر در يک مادربرد کار مي‌کنند. سيستم عامل با هر دو cpu تقريباً بطور يکسان کار مي‌کند و کارهاي مورد نياز را به آنها ارجاع مي‌دهد. چيپ‌هاي دوهسته اي جديد intel و AMD توانايي SMP را بصورت داخلي مورد توجه قرار داده‌اند. پروسسورهاي سرور opteron دوهسته اي مي‌تواند همچنين بصورت خارجي با ديگر چيپ‌هاي دوهسته اي ارتباط برقرار کند. (بشرط آنکه چيپ متقابل نيز داراي اين خاصيت باشد) محدوديت اصليSMP در پشتيباني سيستم عاملها و نرم افزارها از اين تکنولوژي مي‌باشد. خيلي از سيستم عاملها (مانند ويندوز XP سري خانگي ) توانايي پشتيباني از SMP را ندارند و از دومين پردازشگر استفاده نمي‌کنند. همچنين بيشتر برنامه‌هاي پيشرفته بصورت تک رشته اي کار مي‌کنند، در اصل در هر زمان فقط يک پردازشگر در حالت فعال مي باشد. برنامه هاي چند رشته‌اي از پتانسيل موجود در سيستم‌هاي دو يا چند پرازشگر، مي‌توانند نتايج مفيدتري بگيرند، ولي به صورت کامل عموميت ندارد. در گذشته intel و AMD سعي داشته‌اند تا تکنولوژي جديدي مثل SMP را بيشتر براي پردازشگرهاي سرور پيشرفته مانند opteron و Xeon استفاده نمايند ( البته تا قبل از پنتيوم 3)

Hyperthreading
 

اين تکنولوژي بصورت اختصاصي توسط اينتل در پردازشگرهاي چند هسته‌اي بکار گرفته شده است. اين تکنولوژي قبلاً نيز توسط اين شرکت بکار گرفته ‌شده‌ بود. اينتل براي آنکه از منابع CPUبه نحو بهتري استفاده نمايد فقط قسمتهايي که کار پردازش اطلاعات را انجام مي دهد را تکثير کرده است. يعني آنکه منابع داده در داخل CPU بصورت مشترک استفاده مي‌شد. ايده hyperthreading براي دو برابرکردن مقدار فعاليت چيپ مي‌باشد تا آنکه کاهش عملکرد سيستم که در اثر فقدان حافظه Cache روي مي‌دهد کمتر گردد همچنين بصورت تئوري نشان داده شده که منابع سيستم کمتر تلف مي‌‌گردند. در صورتي که CPU هاي hyperthreading مانند دو پروسسور حقيقي بنظر مي رسد. ولي اين CPU ها نمي‌توانند عملکردي مشابه دو CPU مجزا مانند CPU هاي دوهسته اي داشته باشند. زيرا در CPU هاي دو هسته اي دو "Threads"مشابه بطور همزمان و با Cache ‌هاي جداگانه L1 و L2 مي‌توانند اجرا گردند که اين عمل در پردازشگرهاي hyperthreading قابل انجام نمي‌باشد. يکي از چيپهاي جديد اينتل بنام ، پردازشگر پنتيوم Extreme Edition 840 ، در داخل هر هسته خود از تکنولوژي hyperthreadings نيز پشتيباني مي‌کند، يعني آنکه در يک سيستم عامل آن بصورت چهار پردازشگر حقيقي ديده مي‌شود.

دو چيپ در يک قالب ... چرا؟
 

چرا دو شرکت اينتل و AMD بطور ناگهاني شروع به توزيع پردازشگرهاي دو هسته‌اي کردند؟
اول از همه رقابت چنانچه بعداً بيان خواهيم کرد AMD از ابتدا توانائي بالقوه دوهسته‌اي را در پردازشگرهاي 64 بيتي خود داشت. ساختمان ورودي و خروجي براي دومين هسته در CPU هاي فعلي 64 بيتي AMD موجود مي‌باشد. هيچ شرکتي نمي تواند ديگران را از بدست آوردن تکنولوژي‌هاي جديد منع نمايد و AMD در حال حاضر با موفقيت چشمگير خط توليد پرداشگرهاي 64 بيتي آسودگي را از intel سلب نموده ‌است. براي اينتل ضروري مي‌باشد که داراي يک توليد تخصصي در تکنولوژي دوهسته اي ‌باشد تا رقابت با شرکاء تجاري خود را حفظ نمايد. دوم، کارايي مي‌باشد. مطمئناً برنامه‌هاي کاربردي چند رشته‌اي در پردازشگرهايي که توانايي انجام چند پردازش را دارند در پردازشگرهايي که يک پردازش را در هر زمان انجام مي‌دهند، بهتر عمل خواهند نمود. البته براي سيستم هاي چند پردازشگره يک ايراد عمومي وجود دارد و آن تاْخيري مي‌باشد که اين CPU ها در اجراي کار سيستم بوجود مي آورند. به بيان ساده در حال حاضر روشي براي سيستم عامل‌هاي موجود وجود ندارند تا پردازشها را بطور کاملاً مساوي در بين پردازشگرها تقسيم نمايد، پردازشگر دوم عموماً بايک مداخله کمتر و کارايي پايين‌تر کارمي‌کند، در صورتي که ممکن است پردازشگر اول بصورت 100% در حال پردازش ‌باشد. سومين دليل کمتر نمايان است، نااميدي AMD و اينتل مي‌باشد، هر دو شرکت با يک مانع جدي براي افزايش سرعت پردازشگرها و کوچکتر کردن اندازه قالب آنها روبرو شده اند تا اين مانع حذف نشود و يا اينکه تا کاربران عمومي متوجه نشوند که GHZ به تنهايي کارايي را بيان نمي‌کند. هر دو شرکت براي دست يافتن به هر پيشرفت که کارايي پردازشگرها را بهبود بخشيد تلاش خواهند نمود و تقريباً دليل اصلي بوجود آمدن پردازشگرهاي دو هسته اي را مي‌توان همين دليل سوم بيان نمود.

دسترسي AMD به تکنولوژي دو هسته اي
 

فرم فاکتور فعلي پردازشگر 64 اتلن به طراحي دو هسته اي خيلي نزديک مي‌باشد. وجود کنترل کننده‌هاي Hypertransport و کنترل کننده حافظه درقالب چيپهاي فعلي 64 اتلن به معني آنست که اضافه نمودن دومين هسته در داخل چيپ چندان مشکل نمي‌باشد. بدليل رابط NorthBridge که AMD براي اتلن 64 تهيه کرده‌ است کنترل کننده حافظه و رابط Hypertransport در داخل چيپ پشتيباني مي گردد. اين به چيپ‌هاي دوهسته‌اي امکان مي دهد که از داخل خود پردازشگر با يکديگر ارتباط برقرار کنند.
تعداد ترانزيستورهاي پردازشگرهاي اتلن 2X64بيش از دو برابر پردازشگرهاي اتلن 64 مي‌باشد. با توجه به اينکه در ساختن CPU هاي جديد از روش 90nm استفاده مي شود سايز کل چيپ کمي افزايش پيدا کرده و ولتاژ عملکرد 1.35 تا 1.4 مي‌باشد و گرماي خروجي به بيش از 110w کمي افزايش مي‌يابد. هر هسته پردازشگر حافظه Cache L1 و L2 مخصوص به خود را دارد، 128 KB براي L1 و بسته به مدل 512 KB تا 1 MB براي L2. L2 داراي Advaced Trsnsfer Cache(ATC) مي باشد. ATC وظيفه هدايت توان عملياتي و تبادل اطلاعات بين هسته پردازنده و حافظه نهان L2 را بر عهده دارد . L 2 داراي رابط 256 بيتي (32 بايتي) مي باشد که باعث تبادل داده در هر سيکل Clock هسته مي شود. هسته Prescott در مقايسه با هسته Northwood که داراي KB512 حافظه نهان L 2 است ، داراي حافظه نهان Mb1 مي باشد. ضمنا با توجه به فناوري ساخت 90نانو افزايش KBبه512 MB1 تاثيري در تغيير اندازه Die پردازنده بوجود نياورده است.
حافظه نهان L1 به دو قسمت حافظه نهان داده L1 و حافظه نهان رديابي اجرا L1تقسيم مي شود. حافظه نهان داده L1 داراي 8کيلو بايت ظرفيت و حافظه نهان رديابي اجرا ريز عمل هاي کد گشايي (Decode) شده را در خود نگهداري مي نمايد که باعث حذف کد گشا از حلقه اجرايي وکاهش خط لوله مي شود.دو برتري مهمي که AMD در CPU هاي دو هسته‌اي دارد عبارتند از اينکه :
"Crossbar Switch" که آدرسها را جمع‌آوري کرده و توزيع مي کند و داده را از هر هسته به هسته ديگر يا باقي سيستم توزيع مي کند در حال حاضر امکان اضافه شدن دومين هسته را دارد. موفقيت ديگر AMD که از نظر مصرف کننده خيلي مهم مي‌باشد امکان استفاده اتلن2X64 از مادربردهاي سوکت 939/940 مي باشد و فقط لازم است که شرکت توليد کننده مادربرد BIOS را براي پشتيباني از خصوصيات جديد به روز رساني نمايد.
ارسال توسط کاربر محترم سايت: sm1372
/ج