آشنایی با دنیای پردازنده‌ها و ویژ‌گی‌های آن‌ها - قسمت اول

آشنایی با دنیای پردازنده‌ها و ویژ‌گی‌های آن‌ها - قسمت اول

نوشته‌ی
avatar
3 سال و 9 ماه پیش

فهرست مطالب

آشنایی بیشتر با سی‌پی‌یوها

بی‌شک تمام شما مخاطبین اگزو با پردازنده‌های بازار آشنایی نسبی دارید و به خوبی می‌دانید کدام یک قدرت‌مند‌تر از سایرین است. برای این برتری‌ها چندین و چند علت مختلف وجود دارد. دنیای پردازنده ها پر است از اصطلاحات پیچیده‌ای که دانستن تمام آن‌ها شاید تنها به درد مهندسین سخت افزار بخورد.

اما ما در این مقاله قصد داریم تا شما را با بخش کوچکی از این حجم عظیم اطلاعات آشنا کنیم، تا وقتی که به لیست مشخصات یک پردازنده نگاه می‌کنید معنای تک تک لغات آن را بدانید و بتوانید انتخاب بهتری داشته باشید. با ما در اگزو مگ همراه باشید.

 

بخش اول : باکس یا ترِی ؟

به تصویر پایین دقت کنید :

جدول بالا لیست مشخصات پردازنده اینتل9900k   i9است. در ردیف اول ذکر شده: نسخه Tray (فاقد باکس). اغلب افراد می‌دانند که این اصطلاح به چه معنی است. اما برای اطلاع تازه کارها باید گفت که در حقیقت قیمت پردازنده‌های سری TRAY معمولا یک مقدار از سی‌پی‌یوهای باکس یا همان مدل‌های استاندراد ارزان‌تر بوده اما از نظر کارایی تفاوتی با یکدیگر ندارند.

این سی‌پی‌یو ها توسط اینتل بدون بسته بندی جداگانه، در بسته‌های 21 عددی به بازار عرضه می‌شود و فاقد خنک کننده است. بیشتر خریداران این پردازنده‌ها شرکت‌های بزرگ تولید کننده کامپیوترهایAll in One  هستند، اما قبل از خرید این دست از پردازنده‌ها  باید بدانید که شرکت اینتل خدماتی بابت خرابی این سی‌پی‌یوها به کاربران نهایی ارائه نمی‌کند و در صورت سوختن یا خرابی گارانتی شامل حال آنها نمی‌شود. البته این داستان مربوط به بازار کشور ما نیست !

در ایران سی‌پی‌یو‌های باکس شامل گارانتی نبوده و مدل‌های تری به عنوان دارای گارانتی تا یک ماه عرضه می‌شوند اما مشخص نیست در صورت خرابی چه کسی مسئول پرداخت خسارت است، آن هم در حالی که شرکت مادرگارانتی را پشتیبانی نمی‌کند!

 

بخش دوم : چگونه از اصالت کالا مطمئن شویم ؟

خرید یک کالای کامپیوتری چند ملیون تومانی کاری حساس است، مخصوصا وقتی که گارانتی هم وجود نداشته باشد و حتی در صورت وجود گارانتی و در شرایطی که شرکت پشتیبان کالای شما را پذیرش کند و آن را شامل گارانتی بداند، شما باید مدت زیادی منتظر رسیدن کالای خود باشید. اما شما می‌توانید به سادگی با خرید از اگزو گیم از خرید خود اطمینان حاصل کنید یا اگر هم قصد خرید از فروشگاه‌های متفرقه را دارید به نکات زیر توجه کنید :

  • سی‌پی‌یو‌های دست دومی که به جای ترای به فروش میرسند
  • سی‌پی‌یو‌هایی با باکس‌های متفرقه: این سی‌پی‌یو‌ها همان سی‌پی‌یو‌های تری هستند که اکثرا توسط چین یا حتی در داخل کشور باکس می‌شوند!

اما راه حل مشکلاتی از این دست تطبیق دادن سریال نامبر و بچ نامبر درج شده بر روی سی‌پی‌یو با باکس آن است. در تصویر زیر، شماره پنج همان بچ نامبر است.

(شماره یک : آرم تجاری اینتل، شماره دو : سری و خانواده پردازنده، شماره سه : فرکانس کاری، ‌شماره 4: کشور سازنده )

محل درج شماره سریال تا حدود متغیر است، اما شما می‌توانید 4 تا 6 رقم آخر شماره سریال یا ATPO را در حاشیه‌ها یا بر روی بلاک فلزی پیدا کنید. در ارتباط با پردازنده‌های ترِی نیز باید به بدون خط و خش بودن سی‌پی‌یو خوب دقت کنید زیرا این خط و خش‌ها معمولا به دلیل نصب خنک کننده‌ها بر روی سی‌پی‌یو به وجود می‌آیند و نشان دهنده کار کرده بودن سی‌پی‌یو هستند.

بخش سوم : حافظه کش (Cache)

یکی دیگر از ویژگی‌هایی که پردازنده‌های حرفه‌ای و سطح بالا را از نمونه‌های متوسط جدا می‌کند مقدار حافظه کش یا همان حافظه کش است. اگر به ردیف حافظه کش هوشمند در جدول ابتدای مقاله نگاهی بیاندازید، متوجه حجم 16 مگابایتی آن می‌شوید. اما آیا وجود یک حافظه 16 مگابایتی، تغییر بزرگی در عملکرد سیستم به وجود می آورد؟ یا مثل خیلی از ویژگی‌های کالاهای امروزی صرفا برای تبلیغات است؟

خب باید گفت که این حافظه‌ی کوچک تاثیر قابل توجه‌ای بر عملکرد پردازنده دارد و صرفا یک عدد تبلیغاتی نیست. در حقیقت مکان قرارگیری و سرعت این حافظه خیلی مهم‌تر از حجم آن است. برای روشن شدن عملکرد این پردازنده باید اول نگاهی به ساختار درونی پردازنده بیاندازیم.

به زمان ساده می‌توان گفت که یک سی‌پی‌یو ترکیبی از دو بخش اصلی حافظه داخلی یا همان کش، واحد‌ها یا همان تعداد هسته‌های پردازش و در برخی مدل‌ها واحد گرافیکی می‌باشد. سایر بخش عموما ارتباط دهنده این قسمت‌ها یا کنترل کننده این بخش‌ها هستند. هسته‌های پردازش (core) از واحدهای کوچک‌تری تشکیل شده اند. این واحدها ترازیستور نام دارند. برای ساخت یک پردازنده امروزی به چند میلیارد از این ترانزیستورها نیاز است!

کارخانه‌هایی نظیر TSMC ترانزیستورهایی با پهنایی درحدود ۱۰ اتم سیلیکون تولید می‌کنند. در حقیقت علم تولید پردازنده، علم قراردادن اتم‌ها در کنار یکدیگر است. در کنار این واحدهای پردازش ما حافظه کش را داریم.

در ابتدا باید از روند پردازش اطلاعات از هارد درایو تا ترانزیستورهای پردازنده آگاه باشیم. ما می‌دانیم که وظیفه رم‌ها ذخیره اطلاعات مورد نیاز سی‌پی‌یو برای پردازش سریع‌تر است، در این صورت سی‌پی‌یو نیازی به جست و جوی دیتاها از میان اطلاعات هارد ندارد، و حافظه کش هم تا حدودی عملکردی مشابه دارد.

فرض کنید ما برای پردازش اطلاعاتی نیاز به دیتایی به نام A داریم. در ابتدا این دیتا از درون هارد پردازش شده و سپس برای دسترسی سریع‌تر به این دیتا سیستم آن را درون رم قرار می‌دهد، اما در صورت نیاز بیشتر به دیتای A سیستم آن را وارد حافظه کش اولیه می‌کند که بسته به نوع پردازنده نام‌گذاری متفاوتی دارد.

اما در اینجا ما از نام حافظه کش L3 استفاده می‌کنیم (حرف L برای اغلب پردازنده‌های امروزی استفاده می‌شود و عدد 3 تنها نشان دهنده حافظه کش 3 مرحله‌ای است). در صورت نیاز سی‌پی‌یو می‌تواند این دیتاها را به کش L2 یا L1 بیاورد. در صورت قرار گرفتن دیتای A در موقعیت کش L1 این دیتا به صورت لحظه‌ای و با تاخیر تقریبا 0.00 ثانیه‌ای در اختیار ترانزیستورها برای پردازش قرار می‌گیرد.

پس در نتیجه سه نوع حافظه‌ی کش وظیفه ساپورت هسته‌های پردازنده را دارند. کش سطح ۱ یا Level 1 سریع‌ترین و کم‌حجم‌ترین قطعه‌ی حافظه‌ی کش است. کش سطح ۲ (L2) حجیم‌تر ولی کندتر است و در مرحله آخر هم کش سطح ۳ (L3) ظرفیت نسبتاً زیادی داشته، اما سرعت کمتری نسبت به حافظه‌های کش دیگر دارد.

زمانی‌که پردازنده به دنبال دیتای A برای پردازش می‌گردد، ابتدا محتوای حافظه‌ی کش را به ترتیب از کش سطح ۱ تا ۳ وارسی می‌کند.

اگر داده‌های مورد نظر در حافظه‌ی کش موجود باشد یا به اصطلاح Cache Hit صورت بگیرد، در سریع‌ترین زمان ممکن پردازش اطلاعات اتفاق می‌افتد. اما زمانی‌که دیتای مورد نیاز از قبل در حافظه‌ی کش بارگذاری نشده باشد (Cache Miss)، پردازنده مجبور است به‌ سراغ رم سیستم برود که بار‌ها کندتر از حافظه کش است و این روند منجرب به کند شدن پردازش اطلاعات می‌شود. در حقیقت برنامه نویسی مناسب برای سازماندهی کش بسیار حیاتی بوده و این برنامه نویسی‌ها به گونه‌ای صورت می‌گیرد که بسیاری از پردازنده‌های مدرن امروزی پاسخ بیش از ۹۰٪ درصد از درخواست‌های خود را از اولین یا دومین سطح کش می‌گیرند و کمتر نیاز به مراجعه به حافظه‌‌های سطوح بعدی پیدا می‌کنند.

اما شاید برای شما سوال باشد که چرا تمام حافظه‌ها از نوع کش نیستند؟ جواب ساده است! نبود تکنولوژی و در نتیجه گران بودنی خارج از تصور. همچنین از دیگر عوامل موثر در سرعت بالای حافظه‌ی کش فاصله‌ی کم قرارگیری آن‌ها تا ترانزیستورهای هسته‌ها است. در نتیجه با افزایش این فاصله، سرعت کاهش چشم‌گیری خواهد داشت. مورد دیگری که باعث افزایش سرعت حافظه‌های کش می‌شود حجم چند مگابایتی آن‌هاست و با افزایش حجم اطلاعات سرعت جستجو کاهش می‌یابد.

حافظه‌ی کش با فناوری پیچیده‌ای طراحی می‌شود و افزایش حجم، پیچیدگی آن را بیش از پیش می‌کند. به همین دلیل ساخت این حافظه‌ها با تکنولوژی فعلی در ابعاد بزرگ‌تر به هیچ وجه توجیه اقتصادی نداشته و به نوعی نیز غیر ممکن است.

خب تا این‌ جا با دو فاکتور بسیار تاثیر گذار و کلی یعنی حافظه کش و ترِی بودن یا نبودن پردازنده آشنا شدیم. در ادامه این مجموعه مقالات شما را با سایر بخش‌های یک سی‌پی‌یو بیشتر آشنا می‌کنیم. با اگزو مگ همراه باشید.

 

مقالات مرتبط
برای ارسال دیدگاه ابتدا باید وارد شوید.
محصولات مرتبط