مجله ماشین

تکنولوژی در پردازنده های جدید

تکنولوژی در پردازنده های جدید

پردازنده یکی از قطعات مهم در کامپیوترها و سایر گجت هاست .پردازشگر یا به زبان دیگر cpu واحد پردازشگر مرکزی است ،که از ان به عنوان مغز سیستم یاد می شود.تمام اطلاعاتی که وارد سیستم می شوند ویا از سیستم خارج می شود از پردازشگرها عبور می کند.

پردازنده ها داری بخش های مختلفی هستند،که هرکدام خصوصیات و عملکرد خاص خود را دارند.هر دستورالعملی که به سمت پردازنده برای پردازش می رود ،شامل چند دوره زمانی است.درگذشته مراحل پردازش داده شامل چهار مرحله بود اما امروزه براساس معماری های متفاوت پردازنده ها تعداد این مراحل نیز افزایش یافته است.

پردازنده های جدید علاوه بر تعداد مراحل پردازش در تعداد هسته ها نیز متفاوت اند.برخی از این پردازنده ها دارای دو هسته پردازشی و برخی تعداد بیشتری دارند.هرپردازنده شامل یک سری ترانزیستور نیز می شود ،این ترانزیستورها می توانند به صورت های مختلفی کنار هم چیده شوند .براساس چیدمان ترانزیستورها ،کارکرد ان ها متفاوت است. پردازنده های امروزی شامل چندین میلیارد ترانزیستور می شود.

تاریخچه پردازنده ها

اولین ابزارهایی که عبارت CPU به ان اطلاق شد ،همراه ظهور اولین برنامه ذخیره شده در رایانه بود. ایدهٔ برنامهٔ ذخیره شده مربوط به بعد زمان طراحی ENIAC بود.که دانشمندی رایاضیدان ان را شرح داده بود و سپس بعد از مدتی شکل کلی برای برنامه قابل ذخیره در رایانه کامل شد.  ENIACیک سری دستورالعمل های معین را به گونه های متفاوت می تواند اجرا کند.از نکات قابل توجه این بود که برنامه‌ای که برای EDVAC نوشته شده بود در یک حافظهٔ رایانه‌ای سریع؛ ذخیره شده بود که سریعتر از ثبت سخت افزاری است این پیروزی یک محدودیت شدید را بر ENIAC ایجاد می‌کرد و آن عبارت بود از این که مقدار بسیار زیادی از زمان و تلاش آن صرف تنظیمات دوباره برای انجام یک کار(پردازشی) جدید بود .با طراحی فون نیومان ،برنامه یا نرم افزار که EDVAC اجرا می‌کرد می‌توانست تغییری ساده با محتوای حافظهٔ رایانه تغییر دهد .

پیچیدگی طراحی پردازنده‌ها هم ‌زمان با افزایش سریع فن آوری‌های متنوع که ساختارهای کوچک‌تر و قابل اطمینان تری را در وسایل الکترونیک باعث می‌شد، افزایش یافت . اولین موفقیت با ظهور اولین ترانزیستورها حاصل شد.با این پیشرفت پردازنده هایی با پیچیدگی و قابلیت اعتماد بیشتری بر روی یک یا چندین برد مدار چاپی که شامل قسمت‌های تفکیک شده بودند ساخته شدند.

در طول این مدت ، یک روش برای تولید تعداد زیادی ترانزیستور روی یک فضای فشرده نظر اکثریت را به خود جلب کرد. مدارات مجتمع (IC)‌ها ،این امکان را فراهم کردند که تعداد زیادی از ترانزیستورها روی یک پایه نیمه رسانا لایه لایه شده یا «چیپ»ساخته شوند.پردازنده هایی که براساس این واحد سیستم ساخته شده بودند،به طور کلی جز مدارات مجتمع مقیاس کوچک محسوب می شدند.

پیدایش ریز پردازنده‌ها در سال 1970 به طور قابل توجهی در طراحی و پیاده سازی پردازنده‌ها تاثیر گذار بود. از زمان ابداع اولین ریزپردازنده در سال 1970 و اولین بهره برداری گسترده از ریزپردازنده اینتل 8080 در سال 1974 ، این روند رو به رشد ریزپردازنده‌ها از دیگر روش های پیاده سازی واحدهای پردازش مرکزی پیشی گرفت ،کارخانجات تولید ابر کامپیوترها و کامپیوترهای شخصی در آن زمان اقدام به تولید مدارات مجتمع با برنامه ریزی پیشرفته نمودند تا بتوانند معماری قدیمی کامپیوترهای خود را ارتقا دهند و در نهایت ریز پردازنده‌ای سازگار با مجموعه دستورالعمل‌های خود تولید کردند که با سخت افزار و نرم افزارهای قدیمی نیز سازگار بودند.ریزپردازنده ها از تعداد کمتری IC تشکیل می شوند ،ان ها معمولا از یک    IC استفاده می کردند.

در حالیکه پیچیدگی، اندازه،ساختمان و شکل کلی ریزپردازنده‌ها نسبت به 60 سال گذشته کاملا تغییر کرده ، این نکته قابل توجه‌است که طراحی بنیادی و ساختاری آنها تغییر چندانی نکرده‌است. مطابق قانون مور که در حال حاضر نیز مطابق آن عمل می‌شود ، رویکرد استفاده از فناوری جدید کاهش در مدارات مجتمع ترانزیستوری مد نظر است. در نهایت مینیاتوری کردن مدارهای الکترونیکی باعث ادامه تحقیقات و ابداع روش های جدید محاسباتی مانند ایجاد کامپیوترهای ذره‌ای شد . به علاوه موجب گسترش کاربرد موازی سازی و روش های دیگر که ادامه دهنده قانون سودمند کلاسیک نیومن است،گردید.

تکنولوژی های جدید در ریزپردازنده ها

دنیای پردازنده ها طی دوسال گذشته شامل تغییرات گسترده ای  شده است.درحالی که اینتل از نقشه های خود عقب مانده است ،برای چندمین بار از تاخیر خود در عرضه ی پردازنده های 10نانومتری خبر داد،AMD طبق برنامه قبلی خود حرکت می کند. تولید و عرضه‌ی پردازنده‌های ۷ نانومتری، معماری جدید Zen 2، نسل جدید پردازنده‌های سرور، دسکتاپ، ورک‌ استیشن و کارت‌های گرافیک، همگی طبق نقشه‌ی راه AMD در حال اجرا هستند.

درنمایشگاه CESکه نزدیک به 10روز دیگر اغاز به کار می کند،اخبار ضد و نقیضی به گوش می رسد که AMDخود را برای کنفرانسی اماده می کند.در این کنفرانی مدیر عامل شرکت از نسل جدید پردازنده های رایزن دسکتاپ با کد 3000رونمایی خواهد کرد.احتمالا در ساخت این پردازنده ها از لیتوگرافی 7نانومتری استفاده شده است،تا از این طریق بتواند برتری خود را نسبت به سایر رقبا اعلام کند.

غول دنیای نیمه‌هادی‌ها از نسل جدید پردازنده‌های مجهز با واحد مجتمع گرافیکی خود نیز رونمایی خواهد کرد APU.های رایزن مدل 3000 با پردازنده های 7نانومتری نسل دوم Zen در کنار واحدهای گرافیکی گسترش یافته اند، با قیمت رقابتی خود قطعا گزینه‌ی به مراتب جذاب‌تری نسبت به انواع اینتل خواهد بود که در حال حاضر از هسته‌های ۱۴ نانومتری کافی‌ لیک در کنار واحد گرافیکی نه چندان قدرتمند Intel HD تشکیل می‌شوند. طبق برخی اخبار، پردازنده و APU‌ جدید AMD در بازه‌ی زمانی کوتاهی پس از CES 2019 به بازار عرضه خواهند شد.

پردازنده های دسکتاپ تنها محصولی نیست که در کنفرانس AMD معرفی خواهد شد.بلکه بعد از توقف طولانی تری ،پردازنده های نسل سوم مخصوص لب تاپ و اترابوک را نیز رونمایی خواهد کرد.قبلا بنچمارک چند پردازنده ی جدید AMD که در لب تاپ های اچ پی استفاده شده بود نیز فاش شد ،که خبر از رونمایی و عرضه ان ها می داد.به نظر می رسد نسل سوم این پردازنده های نسل سوم از لیتوگرافی 12نانومتری و هسته های بهبود یافته وگا بهره خواهند برد.

در کنار این محصولات مسلما صحبتی از پردازنده های گرافیکی رادئون نیز خواهد شد.کارشناسان پیش بینی کرده اند ،که قطعا این شرکت نسل جدیدی از کارت های گرافیکی خود را نیز عرضه خواهد کرد. ظاهرا محصولات جدید AMD در بخش گرافیک Radeon Vega II نام خواهد داشت که نمونه‌ی عادی و تجاری شده‌ی پردازنده‌های وگا ۲۰ که پیش‌تر برای کسب‌و‌کار‌ها و شرکت‌ها عرضه شده بود.

logo

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *