دوستان و همراهان سخت افزار، با بخش دوم نوستالژی پردازنده های اینتل در خدمت شما هستیم. پس از معرفی کارت گرافیک های برندهای ATI/AMD و NVIDIA از ابتدا تا کنون و قسمت نخست از مرور پردازنده های اینتل از ابتدا تا کنون، اینک به سراغ بخش دوم این مطلب خواهیم رفت. با ما همراه باشید.
پردازنده P6 Pentium III
پس از حضور موفق نسل دوم از پردازنده های پنتیوم، اینتل پردازنده P6 Pentium III را معرفی کرد. پس از معماری Netburst اینتل به سراغ معماری پنتیوم رفت. این پردازنده ها با کد رمز Katmai راهی بازار شدند و اینتل و مراحل 14-stage pipeline را به 10 بخش کاهش داد. از سوی دیگر همچنان یک مشکل کوچک در بخش حافظه های کش L2 وجود داشت و آن نیز نرسیدن سرعت آن به حداکثر سرعت پردازنده یا ژنراتور کلاک داخلی بود. اینتل در پی افزایش فرکانس کاری، این پردازنده ها را با فرکانس های بالاتر از پنتیوم 2 عرضه کرد. Katmai با استفاده از ترانزیستورهای 250nm تولید شد. با این حال، پس از حرکت به یک فرایند ساخت 180nm اینتل عملکرد آنها را افزایش داد. این اولین باری نبود که اینتل لیتوگرافی پردازنده ها را کاهش می داد. در آن زمان پردازنده های Athlon AMD با پردازنده های Intel برای رقابت به منظور شکستن فرکانس 1 گیگاهرتز رقابت می کردند. به دلیل عدم ثبات پردازنده های Athlon AMD در فرکانس 1 گیگاهرتز، پس می توان گفت که اینتل با پردازنده های پنتیوم 3 پیروز این میدان بود. آخرین پردازنده های Pentium III با کد رمز Tualatin در لیتوگرافی 130 نانومتری و با فرکانس 1.4 گیگاهرتز تولی شدند. حافظه نهان سطح L2 آنها به 512 کیلوبایت افزایش یافته بود.
پردازنده های P5 And P6: Celeron And Xeon
در زمان کناره گیری از پردازنده های پنتیوم 2، اینتل همچنین خطوط تولید پردازنده های Celeron و Xeon خود را معرفی کرد. هسته های مورد استفاده در این پردازنده پنتیوم بودند؛ اما تفاوت هایی مانند حافظه های کش بود که سلرون و زئون ها را از مدل های دیگر تمیز می داد. اولین پردازنده های سلرون بر اساس پنتیوم II طراحی شده بودند که فاقد کش L2 بودند. عملکرد این پردازنده ها چندان رضایت بخش نبود. مدل های بعدی نیز با حافظه کش نیمه فعال L2 رونمایی شدند. در ابتدا هر هسته دارای 128 کیلوبایت حافظه کش L2 بود و سپس مدل های بعدی با کد رمز Tualatin عرضه شدند که دارای 256 کیلوبایت حافظه نهان L2 برای هر هسته بودند. این پردازنده ها به نوعی یک رقیب برای AMD Duron ها به حساب می آمدند. از جمله موفقیت های این پردازنده ها می توان به استفاده از یک پردازنده سلرون با فرکانس 733 مگاهرتز در کنسول اولیه بازی XBOX اشاره کرد. مدل های اولیه زئون بر اساس هسته های Pentium II طراحی شده بودند اما در نمونه های بعدی حافظه کش آنها به 2 مگابایت افزایش پیدا کرد.
پردازنده Netburst: Pentium 4
در سال 2000 معماری Netburst در اوج تکامل خود بود که منجر به تولید پردازنده های Pentium 4 شد. کد رمز Willamette برای مدل های اولیه انتخاب شد و اینتل موفق به دست یابی فرکانس 2.0 گیگاهرتز شد. این در حالی بود که اوج فرکانسی در نسل پیشین 1.4 گیگاهرتز بود. مشکل Willamette با تعدد خطوط لوله ای بود که 20 عدد رسیده بود و اینتل حتی برای رسیدن به فرکانس بیش از 2.0 نیز آماده بود با این وجود مشکلاتی از قبیل توان حرارتی (TDP)، مصرف انرژی و… جلوی این اقدام را می گرفت. مدل های بعدی با کد رمز Northwood عرضه شد و اینتل موفق به افزایش فرکانس تا 3.2 گیگاهرتز شده بود. حافظه کش L2 از 256 کیلوبایت به 512 کیلوبایت افزایش یافت و معماری تولید نیز 130 نانومتری بود. در مدل های high-end اینتل برای اولین بار از فناوری Hyper-threading استفاده کرد و Willamette و Northwood در پردازنده های Celeron و Xeon هم مورد استفاده قرار گرفتند.
پردازنده P6: Pentium-M
Netburst یک معماری سطح بالا اما تشنه توان بود؛ در نتیجه جای دادن آن در سیستم هایی مانند نوت بوک و … کار چندان ساده ای نبود. اینتل در سال 2003 برای نخستین بار یک معماری اختصاصی جهت استفاده در نوت بوک ها را معرفی کرد. Pentium-M ها با یک سیستم جالب توجه در stage pipeline ها طراحی شده بودند به طوری که آرایش 12/14 خط لوله برای آنها در نظر گرفته شده بود و کارایی آن بدین صورت بود که دستورالعمل می تواند با طی کردن 12 لوله به مرحله پایانی دست یابد و این در صورتی بود که اطلاعات مورد نیاز جهت فراگیری در کش لود شده باشد. در غیر این صورت دور مرحله دیگر نیز بدان افزوده می شد. اولین بار این پردازنده های با ترانزیستور 130nm راهی بازار شدند که 1 مگابایت حافظه کش L2 در آنها به خدمت گرفته شده بود. فرکانس کاری آنها به 1.8 گیگاهرتز می رسید و این در حالی بود که جریان درخواستی تنها 24.5 وات بود. در سال 2004 مدل هایی با لیتوگرافی 90 نانومتری راهی بازار شد که 2 مگابایت حافظه L2 و IPC معقول تر را ارائه می داد. نسل دوم دارای بهبود های دیگری نظیر فرکانس حداکثر 2.27 گیگاهرتز بود با این وجود توان آن به 27 وات افزایش یافته بود. عماری پنتیوم-M در نهایت داخل پردازنده های موبایل Stealey A100 جای گرفت.
پردازنده Netburst: Prescott
دوران معماری Northwood رو به پایان بود و اینتل معماری نوینی دیگر با نام Prescott را در سال 2004 توسعه داد. اینتل در آن حافظه های کش L2 را به سادگی به 2 مگابایت افزایش داده بود و رابط کاربری LGA 775 و پشتیبانی از حافظه های DDR2 و 4 پمپ FSB را به آنها افزود. پهنای باند این پردازنده به لطف موارد ذکر شده به شدت افزایش یافت و Prescott نخستین پردازنده اینتل در مدل 64-bit x86 بود که دسترسی بیشتر به حافظه های رم را فراهم می کرد. Prescott که قرار بود گل سر سبد اینتل شود، مشکلاتی را به همراه داشت؛ به عنوان مثال مصرف بالای جریان و حرارت از جمله آنها بود که اینتل به امید کاهش آنها، لیتوگرافی 90 نانومتری را تولید کرده بود. فرکانس آنها از 3.8 گیگاهرتز بالاتر نمی رفت و خطوط لوله ها به 31 لوله افزایش یافته بود. سیر تکاملی Prescott تنها با مشکلات بیشتر همراه بود. رقیب اینتل در آن زمان پردازنده های AMD K8 را با ترانزیستورهای کوچکتر معرفی نمود که به همین علت بازار CPU برای مدت کوتاهی در دستان AMD قرار گرفت.
پردازنده Pentium D
سال 2005 را می توان به یک رقابت برای تولید پردازنده های دو هسته ای مصرف گرا تشبیه کرد. AMD پردازنده های دو هسته ای Athlon 64 را تولید کرده بود که هنوز در دسترس قرار نگرفته بودند. اینتل با عجله پردازنده های Pentium D را با کد رمز Smithfield معرفی کرد. این پردازنده ها نیز انتقاداتی را به همراه داشتند؛ با این وجود بسیاری از مشکلات پرسکات ها در این CPU ها برطرف شده بود. بسیاری از فرکانس ها بر روی 3.2 گیگاهرتز ست شده بود و این معماری با پهنای باند محدود خود مشکلاتی را در زمینه دستورات IPC ایجاد کرده بود. شایان ذکر است که پردازنده های AMD از یک قالب بزرگتر بهره می بردند. اسمیت فیلد های Presler، به تکنولوژی 65nm ترانزیستور منتقل شدند. سپس این پردازنده ها به دو Ceder Mill در MCM مجهز شدند که حرکت به سمت فرکانس 3.8 گیگاهرتز را امکان پذیر می کرد. سپس اینتل به سرعت مدل های Hyper-Threading را عرضه کرده و با وجود قلب کوچکتر به نسبت AMD، اما حافظه کش سطح L2 در پردازنده های دو هسته ای اینتل به مراتب بهتر از مدل های رقیب کار می کرد. هر قالب L2 در این پردازنده ها به 2 مگابایت می رسید. تمامی پردازنده های Pentium D از 4 گیگابایت حافظه رم و تمامی نرم افزارهای 64 بیتی پشتیبانی می کردند.
پردازنده های Core 2 Duo
اینتل چند معماری خود را در یک نقطه خاص جهت تولیداتی مانند سری M قرار داد. حرکت بعدی جهت یک اجرای جدید از P6 بود. در مدل های جدید P6 به مانند مدل های Pentium-M اینتل از آرایش Pipe ها در حالت 12/14 استفاده کرد. این مقدار در برابر 32 مرحله در معماری Prescott بسیاری کمتر بود. هسته ها بسیار مقیاس پذیر از آب درآمدند و Intel قادر به اجرای توان حرارتی از 5 الی 130 وات بود. این پردازنده ها تحت عناوینی مانند Core 2 Duo یا Core 2 Quad فروخته شدند. هسته های آنها در پردازنده هایی مانند تک هسته ای های Celeron، مدل های Pentium و حتی Xeon مورد استفاده قرار گرفت. قالب اصلی برای دو هسته طراحی شده بود و پردازنده های 4 هسته ای دارای دو بلوک دو هسته ای ترکیبی در یک Die بودند. حتی در مدل های تک هسته ای یک بلوک دو واحدی با یک هسته قفل شده استفاده شده بود. حافظه های Cache L2 از 512 کیلوبایت تا 12 مگابایت بود. عصر طلایی پردازش و رقابت در دنیای پردازش در این مرحله آغاز شد!
پردازنده های Bonnell
اینتل به یک معماری و پلتفرم جدید برای پردازنده های مورد استفاده در تجهیزات کوچکتر نیاز داشت. محصولی با قیمت کمتر اما کارایی مناسب و توان حرارتی پایین. برای این منظور اینتل از یک قالب (Die) در ابعاد 26mm2 استفاده کرد و معماری Atom Bonnell را معرفی کرد. قالب این پردازنده ها یک چهارم پردازنده های Core 2 Duo بوده و توان حرارتی آنها در رنج 5 الی 3 وات بود. نخستین پردازنده های این معماری با کد رمز Silverthorne که به طور دقیق 3 وات توان حرارتی را ایجاد می کرد. وضعیت اجرای دستورات IPC بسیار جالب توجه بود و فرکانس موثر آن به 2.13 گیگاهرتز می رسید. حافظه نهان سطح L2 در آن به 512 کیلوبایت می رسید.
پردازنده های Nehalem
نخستین پردازنده های Core i7 در این معماری تولید شدند. اینتل در این زمان فرصتی برای اتکا به معماری های پیشین خود نداشت و از این رو پردازنده های Nehalem را معرفی کرد. این پردازنده ها در لیتوگرافی 45 نانومتری تولید شدند و حافظه L2 برای هر هسته 256 کیلوبایت را در نظر گرفته بود. اضافه شدن حافظه نهان L3 نیز علاوه بر افزایش چشمگیر کارایی، بین 4 الی 12 مگابایت ظرفیت را به همراه داشت. باس (Bus) سنتی اینتل که از سال 1980 مورد استفاده قرار می گرفت جای خود را به QuickPath Interconnect (QPI) داد و سیستم های high-end با DMI تعویض شد. این اجازه به اینتل داده شده بود که به سمت حافظه های DDR3 حرکت نماید و برخی از کنترلرهای کلیدی PCIe به داخل CPU آورده شد. افزایش پهنای باند به خودی خود منجر به کاهش زمان تاخیر شد. processor pipeline ها به 20 الی 24 عدد افزایش پیدا کردند با این وجود نیت اینتل افزایش فرکانس به این طریق نبود. این پردازنده ها برای اولین بار فناوری Turbo Boost را معرفی کردند که از فرکانس 3.3 به فرکانس 3.6 افزایش پیدا می کرد. در پردازنده های Nehalem مجددا سر و کله فناوری Hyper-Threading با ویژگی های بهبود یافته پیدا شده بود. این پردازنده ها تحت عناوین Celeron, Pentium, Core i3, Core i5, Core i7 و Xeon راهی بازار شدند؛ این نام گذاری تا کنون نیز ادامه یافته است.
پردازنده های Bonnell
در سال 2009 اینتل دو قالب جدید از پردازنده های Atom را معرفی کرد. این پردازنده ها بر اساس معماری Bonnell توسعه داده شده بودند که با کد رمز Pineview راهی بازار شدند. آنها در یک فرآیند 45 نانومتری تولید شده و برای نخستین بار به طور کامل در یک SOC شامل کنترلر، چیپ و پردازنده مجتمع گرافیکی تولید شدند. همچنین اینتل کنترلر حافظه را در آنها جاسازی کرده بود.
پردازنده های Westmere
اینتل در معماری Westmere برای اولین بار از پردازنده های گرافیکی مجتمع استفاده نمود. این محصولات در قالب های 32 نانومتری تولید شده و حداکثر 10 هسته را در خود جای می داند. همچنین حافظه کش آنها در سطح L3 به 30 مگابایت می رسید. Intel GMA 4500 به طور کامل در پردازنده ساخته و پرداخته می شد. همچنین دو واحد EU نیز به آنها افزوده شده بود و کلاک این بخش بین 166 مگاهرتز (در مدل های همراه) و 900 مگاهرتز در مدل های دسکتاپ بود. با وجود کوچک شدن قالب و لیتوگرافی و حتی یکپارچگی واحد های گرافیکی در CPU، کاهش تاخیر در GMCH و CPU روی داد. پشتیبانی از API های جدید به طور قابل توجهی پیاده سازی GMA را بهبود بخشیده بود؛ هر چند که امروزه این عملکرد تا 50% بهبود یافته است.
پردازنده های Sandy Bridge
پردازنده های سندی بریج یک جهش عظیم در صنعت پردازش به حساب می آیند؛ این محصولات با کوتاه کردن خطوط Pipeline راهی بازار شدند و به وسیله اجرای کش micro-op قادر به اجرای 1500 رمزگشایی در 5 مرحله بودند. پشتیبانی از حافظه های DDR3 با فرکانس بیشتر و نقل مکان از دو قالب (در Westmere) به یک قالب از جمله ویژگی های آن بود. یک باس زیر سیستم برای بلوک ها تعریف شده بود که سرعت ارتباط را بسیار بهبود می بخشید؛ همچنین موتور گرافیکی مجتمع اینتل در 3 نمونه متفاوت عرضه شد؛ به عنوان HD Graphics 3000 با 12 واحد EU و HD Graphics 2000 به همراه شش واحد EU عرضه شدند.
پردازنده های Bonnell: Cedarview
در سال 2011 کمپانی اینتل سری جدید پردازنده های اتم موسوم به Cedarview را معرفی کرد. هسته به پیشرفت های جزئی دست یافته بود که می توانست اجرای دستورات همگون و IPC را به صورت بهتر رندر نماید و ترانزیستورها نیز در لیتوگرافی 32 نانومتری در کنار هم جای گرفتند. کنترلر DDR3 اینبار از حافظه های رم سریع تر پشتیبانی می کرد.
پایان قسمت دوم…
توسط 
بازم ممنون