انجمن وب سایت مشاوره در زمینه پروژه های برنامه نویسی و طراحی وب سایتهای تجاری
بررسی ساختار و تفاوتهای ساختاری انواع CPU - نسخه‌ی قابل چاپ

+- انجمن وب سایت مشاوره در زمینه پروژه های برنامه نویسی و طراحی وب سایتهای تجاری (http://forum.a00b.com)
+-- انجمن: مطالب و مقاله های کامپیوتری (/forumdisplay.php?fid=7)
+--- انجمن: مقاله های مرتبط به رشته نرم افزار کامپیوتر (/forumdisplay.php?fid=8)
+--- موضوع: بررسی ساختار و تفاوتهای ساختاری انواع CPU (/showthread.php?tid=338)



بررسی ساختار و تفاوتهای ساختاری انواع CPU - ali - 07-13-2020 12:01 PM

فهرست مطالب
مقدمه 6
فصل اول: CPU به زبان ساده 7
اشاره 8
CPU چگونه كار ميكند ؟ 10
8086 Compatible instructions 11
عناصر تشكيل دهنده CPU 12
مراحل كاري CPU 14
سرعت پردازنده و Clock Puls 16
Cache Memory 19
CPU و اصطلاح نانومتر تكنولوژي 22
پردازنده هاي دو هسته اي 23
CPU واجزای داخلی آن (تهیه کننده سیروان یوسفی) 24
واحد کنترل(cu) 26
حافظه ثبات 26
حافظه پنهان 26
درون يک پردازنده 30
فصل دوم: تاریخچه CPU های شرکت Intel 35
1978 : آغاز عصر تاريخي X86 39
1989: سوكت 1 ، 2 و3 41
سال 1998 تا 2000 : سوكت 7 و پردازنده هاي AMD 46
سوكت 370 از آوريل 1998 تا ژوئن سال 2001 : 52
پردازنده هاي Pentium 4 سوكت 423 : نوامبر 2000 تا اوت 2001 : 54
سوكت 478: از ژوئيه 2001 تا مارس 2004 56
سوكت 775: ژوئن 2004 تا به امروز : 60
فصل سوم: CPU های Intel در Notebook ها 62
Intel Celeron M
( HT ( Hyper Threading 70
يك هشدار 72
Intel Pentium M 74
افزايش طول عمر باطري 75
سخت افزار 76
Firm Ware Intel Core Solo Processors 80
Intel Core Due Processors 81
ويژگي‌ها و مزايا 81
Intel Core 2 Duo Processor 85
مدل پردازنده 88
سرعت پردازنده 88
ولتاژ پردازنده 89
جايگاه پردازنده 89
پردازنده هاي تقلبي 90
خرابي پردازنده ها 91
تکنولوژی بکار رفته در cpu های دو هسته ای 91
چند پردازشگرهای متقارن ( SMP (symmetric Multi processing SMP
دو چیپ در یک قالب … چرا؟ 94
دسترسی اینتل به پردازشگر دو هسته ای 96
گرما و پهنای باند : 97
دو پردازشگر تک هسته ای در مقابل یک پردازشگر دو هسته‌ای 98
تکنولوژی Centrino 99
فصل چهارم: مقایسه CPU های شرکت Intel با سایر شرکتها 101
پردازنده هاي Slot A 102
پردازنده هاي Socket A : 104
پردازنده هاي سوکت 940 : 110
Athlon64 3200+ تا Athlon64 3700+ 111
معرفی تکنولوژی به کار رفته در CPU های AMD- 790FX 118
ضمیمه1: دستورهای ریز پردازنده 119
دستورالعمل های ريزپردازنده 120
ضمیمه2: دستورهای ریز پردازنده 126
نامگذاری سی پی یو ها: 129
بررسی ساختمان CPU از دیدگاه داخلی و سخت افزاری و منطقی 133
آشنايي با تعريف عملياتي CPU 133
واحد محاسبه و منطق (ALU) 133
واحد كنترل CU يا conmtrol- unit 134
حافظه هاي ثابت يا Register 134
حافظه هاي پنهان يا cache 134
آشنايي با تراكم عناصر ساختماني در پردازنده 135
آشنايي با سرعت ساعت سيستم 135
آشنايي با سرعت ساعت داخلي 135
سرعت ساعت خارجي سيستم 136
آشنايي با مديريت انرژي پردازنده 136
آشنايي با ولتاژ عمليات پردازنده 137
توانايي شناخت نسلهاي پردازنده 138
نسل اول (لامپهاي خلاء) 138
نسل دوم (ترانزيستوري) 138
نسل سوم (مدارات مجتمع يا IC) 138
نسل چهارم (ريزپردازنده ها) 138
نسل پنجم (كامپيوترهاي هوشمند) 139
آشنايي با پردازنده مدل 8086/8088 140
آشنايي با پردازنده مدل XT 80186 140
آشنايي با پردازنده XT 80286 141
آشنائي با پردازنده مدل 80386 141
آشنائي با پردازنده 80486 142
آشنائي با پردازنده پنتيوم (P5) 143
معماري فوق سنجش در PENTIUM 143
پيش بيني انشعاب در PENTUM 145
حافظه پنهان پردازنده در PENTIUM 146
گذرگاه داده هاي 64 بيتي در PENTIUM 146
آشنايي با پردازنده مدل PENTIUMPRO 147
آشناي با پردازنده PENTIUM II 147
آشنايي با پردازنده مدل PENTIUM III 148
آشنايي با پردازنده مدل AMD K6 148
آشنايي با پردازنده مدل Deschutes 149
آشنايي با پردازنده مدل P7- merced 149
شناسائي اصول بررسي لوازم هاي مادربردها 151
سوكت ZIF 151
شكاف slot 1 151
بانكهاي حافظه 168 پين 154
شكاف گسترش (Enhanced ISA) ELSA 157
معماري PCI 164
بررسی سيگنالهای باس PCI 165
در طول فاز ديتا 166
Initialization Device Select 168
LOCK# 168
نحوه تولید و ساخت CPU 169
ماده اوليه 169
2: آماده سازي 170
3: ساخت ترانزيستورها بر روي ويفر سيليكوني 171
4: ماسك كردن 173
5: تكرار 175
6: غربال كردن 175
شركت هاي توليد كننده پردازنده 177
درون يک پردازنده 181
ريجستر و Cache 186
دستورالعمل های ريزپردازنده 186
نسل هاي پردازنده ها 192
موارد موثر بر روی کارایی یک پردازنده 193
1:سرعت پردازنده 193
2: ولتاژ پردازنده 194
3:جايگاه پردازنده 194
4: گرماگير پردازنده 194
راههای تشخیص پردازنده تقلبی 195
بررسی انواع پردازنده پنتیوم : 195
پردازنده های پنتیوم اینتل 197
پردازشگر های ۶۴ بیتی 199
مقایسه پردازنده های 32 بیتی با 64 بیتی 200
نكاتی در مورد تراشه های 64 بیتی 203
ویژگی هایLGA775 و سوکت Prescott 205
تکنولوژی Hyper-Threading 206
تکنولوژی Hyper Pipelined 206
مجموعه دستورات Streaming SIMD Extension 3 206
گذرگاه سیستم با فرکانس 800MHz 207
اجرای پویا و پیشرفته دستورات 207
حافظه نهان L2 با ظرفیت 1M 208
واحد Floating Point/Multimedia توسعه یافته 208
حافظه نهان ردیابی اجرا 208
هسته سریع اجرایی 208
تکنولوژی 4-Wire 209
طرز کار پردازنده ای چند هسته ای 211
ساختار پردازنده های دو هسته ای 212
چند پردازشگرهای متقارن SMP (symmetric Multi processing) 213
دو چیپ در یک قالب ... چرا؟ 214
دسترسی AMD به تکنولوژی دو هسته ای 215
وقفه های CPU 217
1 مقدمه 217
سازمان وقفه 8051 219
1-2- فعال و غير فعال كردن وقفه 219
جدول 1 خلاص ثبات IE (فعال كنندة وقفه) 221
2-2- تقديم وقفه 222
3-6 وقفه هاي پردازنده 224
جدول 3 بيتهاي پرچم وقفه 225
بردارهاي وقفه 226
جدول 4 بردارهاي وقفه 227
4- طراحي برنامه با استفاده از وقفه ها 228
1-4- رولهاي سرويس وقفه كوچك 229
2-4 روالهاي سرويس وقفه بزرگ 231
5- وقفه هاي درگاه سريال 236
6- وقفه هاي خرجي 238
7-6 زمان بندي وقفه 243
منابع 245

مقدمه
ریزپردازنده واحد پردازش مرکزی (CPU) در رایانه است. ریزپردازنده‌ها تراشه‌های کوچکی هستند که می‌توانند عملیات حسابی و منطقی را انجام دهند. این تراشه‌ها خود از تعداد بسیار زیادی ترانزیستور ساخته شده‌اند.
ریزپردازنده قلب هر رایانه دستی یا رومیزی است که به عنوان واحد پردازشگر مرکزی شناخته شده است. یک دستگاه محاسبه‌ای کامل است که روی یک تراشه واحد ساخته می‌شود و مجموع دستورات دستگاه را اجرا می‌کند. سه کار مهم را انجام می‌دهد یکی اینکه از واحد همبستگی منطقی/ حساب، استفاده می‌کند یعنی کارهای وابسته به ریاضی چون جمع، تفریق، ضرب و تقسیم‌کردن را انجام می‌دهد, دوم می‌تواند اطلاعات را از مکان یک حافظه به حافظه دیگر انتقال دهد و سوم اینکه می‌تواند تصمیم بگیرد و به یک سری از دستورات جدید که براساس آن تصمیمات است جهش کند.
فناوری پردازنده‌ها بر پایه حداقل طول کانال ترانزیستورهای آنها که معمولاً "mosfet" هستند سنجیده می‌شوند. در واحدهای پردازش مرکزی P4 عادی این مقدار 0.18 میکرون است. در پردازنده‌های جدید این مقدار به 90 نانومتر کاهش پیدا کرده است و هم اکنون نیز سعی بر کاهش آن است. یکی دیگر از معیارهای فناوری پردازنده‌ها حداکثر بسامد پالس ساعت (Clock Pulse) است. هرچه این مقدار بیشتر باشد واحدهای منطقی داخلی سریع تر به ورودی‌ها واکنش می‌دهند.
یکی از مسایل مهم در طراحی ریزپردازنده ها، کنترل دمای داخل cpu است. بدلیل افزایش روزافزون سرعت آنها، دمای داخلی هم زیاد می‌‌شود و باید برای جلوگیری از سوختن آن فکری کرد. یکی از راهکارها ایجاد مکانیزمی است که بتواند حرارت داخل را به بیرون هدایت کند. از جمله نصب گرماگیر (hitsink) روی سطح خارجی cpu و همچنین قرار دادن لوله‌های نازک دارای آب در داخل آن از این قبیل هستند.

فصل اول: CPU به زبان ساده


CPU به زبان ساده
اشاره
CPU تقريباً گرانقيمت ترين و در عين حال سخت كوش ترين بخش يك كامپيوتر مي باشد ، همين دو ويژگي آشنايي با چگونگي كار كرد CPU را جالب مي كند. در اين مقاله قصد نداريم به مسايل پيچيده و بحث هاي خاص فني بپردازيم بلكه مي خواهيم با توضيحاتي نسبتا ساده شما را با نحوه عمكرد و اصطلاحاتي در خصوص پردازنده ها آشنا سازيم.
از مهمتري اجزاي كامپيوتر كه مخفف كلمه Central Processing Unit ميباشد پردازنده ميباشد چون عمل پردازش اطلاعات را انجام ميدهد . مركزي هست چراكه بخش مركزي سيستم را بر عهده دارد unit هست چون چيپستي مباشد كه حاوي ميليون ها ترانزيستور است .
بدون CPU چيزي به نام PC نخواهيم داشت اين قطعه نيز مانند ديگر قطعات كامپيوتري داراي پيشرفت چشمگيري شده است كه روز به روز بر سرعت اين پردازشگر ها اضافه ميشود به طور معمول بر طبق قانوني كه قانون مور نام دارد هر 18 ماه حداقل اين پردازشگر ها سرعتشان افزايش پيدا ميكند . تقريبا ميتوان تاريخچه پردازنده مركزي را از شركت ها يي چون IBM مخصوصا شركت Intel دانست . تقريبا ميتوانيد هشت يا هفت نسل براي پردازنده هاي مركزي در نظر بگيريم .
CPU از سال 1971 توليد شد وقتي كه يك شركت كوچك به نام intel چندين ترانزيستور را به هم وصل كرد و ان را central processing unit ناميد كه اين چيپ را با Intel 4004 قابل شناسايي هست . البته اين محصول هشت سال قبل از توليد اولين PC ساخته شد . البته اينتل تنها توليد كننده اين قطعه نيست اما خوب از نسل پنج به بعد شركت هاي ديگري نيز به بازار امدند در زير كمي در مورد ويژگيهاي اين نسل ها ميگويم :
نسل اول : نام CPU بود 8088 يا 8086 در سال 1978 تا 1981 تعداد ترانزيستور 29000
نسل دوم : نام CPU هست 80286 سال توليد 1984 تعداد ترانزيستور 134000
نسل سوم : نام CPU هست 80386DX و 80386SX سال توليد 1987 تا 1988 تعداد ترانزيستور 275000
نسل چهارم : نام CPU هست 80486DX , 80486SX , 80486DX2 , 80486DX4 سال توليد بين 1990 –1992 بوده است تعداد ترانزيستور اين پردازشگر ها 1200000 ميباشد
نسل پنجم : در اين نسل Pentium در سال 1993-1995 داراي 3100000 ترانزيستور . و همچنين Cyrix 6X86 در سال 1996 و همچنين AMD K5 در همان سال 1996 توليد شدند . IDT WinChip C6 در سال 1997 با 3500000 ترانزيستور توليد شد .
پيشرفته نسل پنجم : Pentium MMX سال 1997 با 4500000 ترانزيستور . IBM/Cyrix 6x86MX سال 1997 داراي 6000000 ترانزيستور . IDT WinChip2 3D سال 1998 داراي 6000000 ترانزيستور .
نسل ششم : Pentium Pro سال 1995 داراي 5500000 ترانزيستور . AMD K6 سال 1997 داراي 8800000 ترانزيستور . Pentium II سال 1997 با 7500000 ترانزيستور . AMD K6-2 سال 1998 با 9300000 ترانزيستور .
پيشرفته نسل شش : تمامي توليدات اين نسل را سال 1999 توليد شدند كه : Mobile Pentium II با 27400000 ترانزيستور . Mobile Celeron با 18900000 ترانزيستور . Pentium III با 9300000 ترانزيستور و AMD K6-3 . Pentium III CuMine با 28000000 ترانزيستور .
نسل هفتم : AMD original Athlon در سال 1999 با 22000000 ترانزيستور . AMD Athlom ThunderBird سال 2000 با 37000000 ترانزيستور و بالاخره Pentium 4 در سال 2001 با 42000000 ترانزيستور .
در مورد CPU هاي بالا نوع گونه هايي بودند با پسوند و پيشوند Mobile يا CuMine كه اينها داراي طول عمر بالا و همچنين Cache L2 بهره ميبرند كه درون اينها هم ترانزيستور هاي زيادي جاي ميگيرد .

CPU چگونه كار ميكند ؟
مانند ديگر اجزاي كامپيوتر بر روي مادربرد وصل ميشود . از پركارترين اجزاي كامپيوتر است كه اطلاعات و ديتاها را از طريق رم و ديگر ورودي هاي كامپيوتر دريافت ميكند . اين اطلاعات را فرضا خام بدانيم بعد از خروج از CPU پخته شده و اماده ميشوند . يا باصطلاح ديتاهايي كه بايد پردازش شوند پردازش ميشوند . اين ديتاها همانطور كه قبلا هم در مبحث باس ذكر كرديم از طريق سيستم باس به CPU منتقل ميشوند . يك واحد پردازنده مركزي دونوع ديتا دريافت ميكند :
اول اينكه دستورالعمل هايي كه بايد ديتا ها را بر طبق انها پردازش كند .
دو اينكه ديتاهايي كه بايد بر طبق دستورالعمل ها پردازش شوند.
اين دستورالعمل ها را ميتوانيد كدهاي برنامه هايي در نظر بگيريد كه شما به PC ميفرستيد مانند حركت ماوس و يا عمل كپي برداري و ...

8086 Compatible instructions
يكي از مهمترين كارهايي كه CPU بايد انجام دهد اينستكه دستورالعمل ها را ديكود و ديتاها را متمركز localize كند . ديكود كردن شامل فهميدن دستورالعمل هايي ميشود كه كاربر به PC منتقل ميكند . تمامي پردازشگر هاي PC ها اصطلاحا 8086 compatible هستند اين به ان معناست كه تقريبا تمامي برنامه ها با CPU سازگاري دارند . اما خوب ميدانيم نسل هاي بعدي پردازشگر هم امدند بنابراين براي انكه برنامه هاي قبلي كه با 8086 سازگاري داشتند با نسل هاي جديد هم سازگاري داشته باشند نسل هاي جديد با كمي تغيير سعي كرده اند كه تمامي دستورالعمل هاي ويژه ان دوره از پردازشگر را حمايت كنند .
CISC, RISC, and VLIW instructionsپردازشگر هاي اوليه را به CISC Complex Instruction Set Computer ميخوانند اين به اين معناست كه اين كامپيوتر ها ميتوانند تعداد زيادي دستورالعمل پيچيده را بفهمند . دستورالعمل هاي X86 كه گوناگوني انها از 8 تا 120 بيت تغيير ميافت براي 8086 درست شده بود كه داراي 29000 ترانزيستور بود . تعداد ديگري دستورالعمل هم براي نسل هاي بعدي به روز شد كه مثلا 80386 داراي 26 دستورالعمل اضافه تر از قبلي بود . براي 486 تعداد 6 دستورالعمل اضافي تر و براي پنتيوم هم 8 دستورالعمل اضافه تر شد . بنابراين برنامه ها بايد براي پردازشگر هاي جديد دوباره نوشته ميشدند براي مثال برنامه اي تنها قادر است تحت پردازشگر 386 اجرا شود .
دستورالعمل هاي RISC يا Reduced Instruction Set Computer كوتاهتر و براي مثلا 32 بيتي ها نوشته شده اند كه براي نسل Pentium pro ميباشد كه نسبت به CISC خيلي سريعتر عمل ميكنند .
VLIW يا very long instruction word processor براي انستكه تعدادي از دستورالعمل ها را به يك دستورالعمل تبديل كند . Word مجموعه ديتاهايي است كه به صورت يك بسته به CPU منتقل ميشود كه اين دستورالعمل ها به حداقل مثلا يك رسيده است تا كار پردازش اسان تر شود يك پردازشگر VLIW چندين دستورالعمل را در يك word دريافت ميكند . به هر حال طراحي در حالت VLIW بسيار پيچيده ميشود كه اينتل هم براي پردازنده 64 بيتي ايتانيوم خود سر همين موضوع با مشكلات زيادي روبرو شده است.

عناصر تشكيل دهنده CPU
CPU ، اين قطعه كوچك اما بسيار پيچيده چيزي نيست جز يك مجموعه بسيار بزرگ از ترانزيستورها.
اما ترانزيستور چيست ؟ به بيان بسيار ساده ، ترانزيستور از سه سيم تشكيل شده است كه يكي ولتاژ به آن وصل است و دو سيم ديگر نيز حامل جريان مي باشند. اگر ولتاژ قطع شود در پي آن جريان نيز قطع خواهد شد در حقيقت ترانزيستور مانند يك سوئيچ ساده اما بسيار كوچك عمل مي كند.
يك ترانزيستور به تنهايي كار خاصي انجام نمي دهد بلكه زماني كه تعدادي از آنها در كنار يكديگر قرار دهيم مي توان عمليات خاصي را توسط آنها انجام داد .با كنار هم قرار گرفتن ترانزيستورها مي توان گيت هاي منطقي ايجاد نمود كه توسط آنها اعمال منطقي ( Logical ) انجام مي شود .
به عنوان مثال جدول 1 نحوه عمل گيت XOR ( Exclusive OR ) را نشان مي دهد . خروجي گيت هنگامي 1 است كه فقط يكي از ورودي ها حامل ولتاژ ( 1 ) باشد.
Y X Z
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 0
جدول 1
حال ولتاژها را مانند اعداد دودويي در نظر بگيريد كه روشن ( ON ) به معناي 1 و خاموش ( OFF ) به معناي 0 است.
اكنون اعداد باينري را به ورودي گيت XOR مي دهيم. اگر هر دو ورودي 0 يا هر دو 1 باشد خروجي نخواهيم داشت يعني خروجي OFF مي باشد ( به جدول 1 توجه نماييد) و اگر فقط يكي از ورودي ها 1 باشد خروجي برابر 1 يعني روشن ( ON ) مي شود.

با در نظر گرفتن مثال فوق و به در صورتيكه از گيت هاي بيشتري در آن قسمت استفاده شود مي توان عمليات منطقي و رياضي مانند جمع ، تفريق ، ضرب و تقسيم را توسط ترانزيستورها و گيت ها انجام داد كه اساس كار CPU است.
اكنون كاري كه سازندگان CPU مثلاً AMD يا Intel انجام مي دهند عبارت است ازكنار هم قرار دادن ترانزيستورهاي بسيار زيادي ( بالغ بر 230 ميليون ترانزيستور ) براي انجام اعمال بسيار پيچيده تر كه دقيقا بر پايه همين علوم ساده استوار مي باشد.

مراحل كاري CPU
اگر كمي بيشتر پيش برويم مطالب زياد و مشتركي بين CPU هاي مختلف باقي مي ماند كه قابل بحث مي باشد مانند ثبات ها ( Register ) كه قطعه بسيار كوچكي از جنس حافظه مي باشند و مي توانند نتايج اعمال منطقي را در خود ذخيره كنند.
CPU هاي مختلف داراي رجيسترهاي گوناگون مي باشند. بعضي از رجيستري ها براي نگهداري نتايج اعمال استفاده مي شود و بعضي ديگر به عنوان اشاره گر و برخي نيز براي اهداف ديگر مي باشند. بعنوان مثال رجيستر AX براي نگهداري نتيجه يك عمل دودويي منطقي يا رياضي بكار مي رود و رجيستر Program Counter ( PC ) يك اشاره گر است كه بايد به دستوري كه در لحظه بعد توسط CPU اجرا شود اشاره كند. براي انجام يك عمل توسط CPU مراحل زيادي بايد طي شود تا آن عمل انجام شده و نتيجه مطلوب حاصل گردد.

به طور خلاصه براي انجام يك دستور مراحل زير انجام مي شود:
• ابتدا عمليات Fetch ، يعني آوردن دستور از داخل حافظه ( RAM ) به داخل CPU انجام گيرد.
• بعد از اين مرحله دستور بايد Decode شده تا CPU متوجه شود كه چه عملي بايد انجام گيرد.
• در مرحله بعد عمل Execute انجام مي گيرد كه دستور در واقع در اين مرحله اجرا مي گردد. انجام اين اعمال بر عهده قسمت هاي گوناگوني از CPU مي باشد كه تمامي آنها توسط مولد پالس ساعت CPU همزمان مي گردند.
منظور از دستور در اين مرحله ساده ترين نوع دستورات مي باشد مثلاً ضرب دو مقدار با يگديگر و يا جمع كردن عددي با عدد ديگر.
مجموعه دستوراتي كه در يك CPU مي توانند مورد استفاده قرار گيرند Instruction Set نام دارد.
سرعت پردازنده و Clock Puls
كارايي ، كليد موفقيت يك CPU مي باشد. اعمالي كه باعث مي شود كارايي يك CPU افزايش يابد ، مواردي هستند كه موجب برتري يك CPU اينتل به AMD و يا بالعكس مي شود. يكي از راه هاي افزايش كارايي ، بالا بردن سرعت ساعت( Clock Speed ) پردازنده مي باشد. همانطور كه مي دانيد پردازنده ها براي كار نياز به عاملي به نام Clock Puls ( پالس ساعت ) دارند.
پردازنده ها فركانس پايه كه اكثرا سرعت پاييني هم دارد ( مثلا 133 يا 200 مگاهرتز) را از مادر برد مي گيرد و بر اساس سرعت خود آن را در يك ضريبي خاص ضرب مي كند تا فركانس اصلي پردازنده را ايجاد كندبه عنوان مثال يك پردازنده Pentium 4 2.8GHz كه FSB آن 533 مگاهرتز مي باشد فركانس 133مگاهرتز را از مادريرد مي گيرد و آن را در عدد 21 ضرب مي كند.اين پردازنده در هر ثانيه 2800 ميليون پالس توليد مي كند در نتيجه اگر به طور مثال هر دستورالعمل در يك پالس انجام گيرد اين پردازنده قادر است در هر ثانيه 2800 ميليون دستور العمل را اجرا كند بنابراين در يك پردازنده هر چه تعداد پالس ها در يك ثانيه افزايش يابد تعداد دستورات بيشتري در هر ثانيه انجام شده و كارايي CPU افزايش مي يابد.
اما نكته قابل توجه اينست كه افزايش سرعت با مشكلاتي نيز همراه خواهد شد بطور مثال افزايش بيش از حد سرعت مي تواند در نحوه عملكرد ترانزيستور ها تاثير زيادي ايجاد كند كه مسئله موجب از كار افتادن پردازنده و بيش از حد داغ شدن آن مي شود.
Pipelining
متداولترين راه براي افزايش سرعت يك پردازنده ، بالا بردن فركانس آن مي باشد اما را ه هاي ديگري نيز وجود دارد كه به وسيله آن مي توان مقدار قابل توجهي كارايي يك پردازنده را افزايش داد راه هايي چون استفاده از Pipelining ، حافظه نهان ( Cache Memory) و Dual Core .
Pipelining ، روشي مي باشد كه مدت زيادي است در پردازنده ها از آن استفاده مي شود در اين روش پردازنده ها كمي باهوش تر عمل مي كند.
براي واضح تر شدن موضوع Pipelining ، مثالي از اجراي يك دستور در CPU را شرح مي دهيم ؛ يك پردازنده را در نظر بگيريد كه در هر پالس يك دستورالعمل را اجرا مي كند. در اولين پالس ، دستور را از داخل حافظه اصلي ( RAM ) به داخل CPU انتقال داده مي شود. در پالس بعدي CPU دستور را Decode و در پالس سوم دستور اجرا مي شود .

در پالس چهارم نتيجه عمل ذخيره مي گردد كه ا ين چرخه به صورت متوالي ادامه پيدا خواهد كرد.
در صورتيكه يك پردازنده داراي قابليت Pipelining باشد مي تواند چند عمل را در يك زمان و به صورت موازي انجام دهد بدين ترتيب كه :
• در پالس اول ، دستور اول از حافظه اصلي خوانده مي شود.
• در پالس دوم ، دستور اول Decode گشته و همزمان دستور العمل دوم از حافظه اصلي خوانده مي شود.
• در پالس سوم ، دستور العمل اول اجرا ، همزمان دستورالعمل دوم Decode و دستور العمل سوم از حافظه اصلي خوانده مي شود.
بدين ترتيب اين كارها همگي در يك زمان انجام مي گيرند كه به Pipelining معروف مي باشد.
طراحان و كارشناسان با انجام تغيير در معماري CPU ها توانستند با تكنولوژي Pipelining كارايي پردازنده را تا 4 برابر افزايش دهند.
نتيجه اي كه از اين قسمت مي توان گرفت اينست كه سرعت در پردازنده ها فقط به عامل فركانس بستگي ندارد بلكه فركانس فقط يكي از عوامل مهم در سرعت آنها مي باشد به همين دليل است كه كمپاني AMD بر خلاف اينتل نام پردازنده هاي خود را بر حسب فركانس بيان نمي كند بطور مثال پردازنده AMD Athlon XP 1800+ داراي فركانسي معادل 1533 مگاهرتز مي باشد اما اينتل تمام مدل هاي خود را برحسب سرعت فركانس آنها بيان مي كند به ( Pentium 4 2800MHz)

Cache Memory
يكي ديگر از راه هاي افزايش كارايي در پردازنده ها استفاده از حافظه نهان يا همان Cache Memory مي باشد.
با يك مثال وظيفه حافظه نهان ( Cache Memory ) را شرح مي دهيم :
بخش بايگاني اداره اي را در نظر بگيريد .كارمند اين بخش ، پرونده ها را منظم در قفسه هاي متراكم و شلوغ قرار داده است.
فرض كنيد پيدا كردن يك پرونده بطور ميانگين يك دقيقه از وقت كارمند را بگيرد.اگر كارمند قسمت بايگاني احتمال دهدكه ممكن است مجددا به اين پرونده مراجعه شود و به جاي آنكه آن را مجددا در قفسه قرار دهد روي ميز خود بگذارد در مراجعه بعدي به همان پرونده ديگر زماني براي جستجو و پيدا كردن آن تلف نخواهد شد.
وظيفه حافظه نهان يا Cache Memory نيز دقيقا همين است . حافظه نهان در حقيقت همان ميز كارمند است ( كه در مقايسه با قفسه ها از ابعاد بسيار كوچكي برخوردار مي باشد ) و پرونده نيز در حكم دستور العمل و يا داده اي مي باشد كه از آن زياد استفاده مي شود. پردازنده در هنگام اجراي يك برنامه و خواندن اطلاعات از حافظه اصلي ، با دستورات و يا داده هايي برخورد مي كند كه به دفعات از آنها استفاده مي شود.

براي جلوگيري از مراجعه از تكرا ر مراجعه پردازنده به حافظه اصلي براي خواندن دستورات و يا داده هاي تكراي اين اطلاعات به قسمتي به نام حافظه Cache ممنتقال مي گردد. اين حافظه به دليل اينكه از نوع حافظه هاي Static مي باشد( بر خلاف حافظه اصلي كه از نوع Dynamic مي باشد ) داراي سرعت بسيار بيشتري نسبت به حافظه اصلي است و زمان مراجعه به آن بسيار كمتر از زمان مراجعه به حافظه اصلي ( RAM ) مي باشد.
همانطور كه مي دانيد حافظه اصلي ( RAM ) از تعداد بسيار زيادي خازن تشكيل شده است اما در Cache Memory همانند CPU در ساختمان آن از ترانزيستور استفاده شده است و به همين دليل است كه افزايش مقدار Cache در پردازنده ها با افزايش قيمت همراه است . در حال حاضر مقدار حافظه نهان در پردازنده ها معمولي از 256 كليو بايت تا 1 مگابايت مي باشد.

CPU و اصطلاح نانومتر تكنولوژي
همانطور كه در ابتدا نيز به آن اشاره شد يك پردازنده متشكل از چند صد ميليون ترانزيستور است.
استفاده از Pipelining ، Cache Memory و موارد ديگر در ساختار داخلي پردازنده ها موجب افزايش تعداد ترازيستور ها مي شود بطوريكه در پردازنده جديد تعداد ترازيستور ها تقريبا دو برابر شده است. اين افزايش ترانزيستور ها موجب شد كه متخصصان شركت هاي سازنده پردازنده رو به كاهش اندازه ترانزيستور ها بياورند تا بتواند از ترانزيستور هاي بيشتر در هسته پردازنده استفاده نمايند.
تا دو سال قبل اندازه هر ترانزيستور 180 نانومتر بود كه بعد از مدتي به 130 نانو و 90 نانو رسيد و اخيرا نيز اينتل پردازنده Pentium D 900 را با تكنولوژي 65 نانو عرضه كرده است. اما مشكلي كه با افزايش تعداد ترانزيستور ها پيش آمده اينست كه اين عمل موجب افزايش توان مصرفي و همچنين توليدگرماي بسيار زياد توسط CPU مي باشد.


شكل 1 : نمايي از داخل يك پردازنده دو هسته اي .
همانطور مشاهده مي شود دو هسته كاملا مشخص شده است.
پردازنده هاي دو هسته اي
شركت هاي Intel و AMD با كاهش سايز ترانزيستورها سعي مي كنند تا بتوانند از ترانزيستورها بيشتري در يك CPU استفاده كنند. اين قابليت موجب شده است كه اين شركت ها بتوانند در يك پردازنده از دو هسته( Dual Core ) استفاده كنند اين عمل در افزايش كارايي پردازنده ها بسيار موثر مي باشد.
شركت AMDاخيرا پردازنده هاي Dual Core خود با نام Athlon64 X2 را وارد بازار كرده است و در پي آن نيز شركت Intel براي ماندن در عرصه رقابت پردازنده هاي دو هسته اي خود را نيز به بازار ارائه كرده است.
آنچه كه در سطر هاي قبل به آن اشاره شد نگاه ساده اي بود بعضي از قسمت هاي مهم يك پردازنده كه بسياري از خوانندگان طي تماس هايي سوالاتي در اين زمينه ها داشتند.اميد است كه اين مقاله توانسته باشد تا حدودي نقاط تاريك از عملكرد پردازنده ها و اصطلاحات مرتبط با آن را براي شما روشن كرده باشد .



CPU واجزای داخلی آن (تهیه کننده سیروان یوسفی)
در کامپیوتر واحد پردازش ، CPU یا واحد پردازش مرکزی ( Central Processing Unit ) نام دارد که گاهی به آن مغز سیستم نیز می گویند . این بخش از کامپیوتر دارای مدارهای الکترونیکی ویژه ای است که کار اصلی پردازش داده ها را انجام می دهند . CPU بر اساس دستوراتی که دریافت می کند عملیات لازم را روی داده ها انجام می دهد ؛ همچنین روند پردازش داده ها و مسیر جریان آنها را در سیستم کنترل می کند . به عبارت دیگر مسئولیت هدایت داده ها هنگام ورود به سیستم قرار گرفتن در حافظه و بازیابی آنها را در هنگام نیاز بر عهده دارد .
شرکتهایی که توانایی ساخت CPU را دارند از تعداد انگشتان دست کمترند و از جمله مهمترین آنها می توان به Intel , Cyrix و AMD اشاره کرد . مدلهای مختلفی از CPU توسط شرکت Intel ساخته شده که با توجه به سیر تکاملی پیشرفت آنها حدوداً هر یکسال و نیم یک بار مدل قبلی از رده خارج و مدل جدیدتری وارد بازار شده است .
از جمله مدلهای قدیمی می توان 8086 ,80386 , 80486 و پنتیوم اشاره کرد و از مدلهای جدید نیز می توان PII , PIII و PIV را نام برد . همچنین مدلهای مختلفی از CPU ها توسط شرکت AMD ساخته شده اند که از جمله مدلهای قدیمی می توان به K6-2 , Duron و Athlon اشاره کرد و از مدلهای جدید نیز می توان Athlon XP , Barton و Opteron را نام برد . شرکت Cyrix نیز دارای مدلهای مختلف CPU می باشد که از جمله می توان به 6X86MX و M2 اشاره کرد . از معیارهای طبقه بندی CPU ها سرعت پردازش اطلاعات در آنها می باشد که با واحد مگاهرتز بیان می شود ( هر مگاهرتز تلویحاً معادل انجام یک میلیون دستورالعمل در ثانیه است (گرچه دقیقاً این طور نیست )) مثلاً CPU مدل PII با سرعت 466 مگاهرتز می تواند حدوداً 466 میلیون دستورالعمل در ثانیه را انجام دهد و CPU مدل PIV با سرعت 2/3 گیگاهرتز می تواند حدوداً سه میلیارد و دویست میلیون دستورالعمل در ثانیه را انجام می دهد . البته واحد های دقیق دیگری نیز برای سنجش سرعت CPU وجود دارد مانند MIPS ( Million Instruction Per Second )
اجزای الکترونیکی cpu از طریق خطوطی به نام BUS یا گذرگاه به یکدیگر متصل می شوند که مانند بزرگراهی وظیفه انتقال داده ها , دستورالعمل ها و آدرسها را بر عهده دارند .


در این قسمت اجزای CPU را شرح می دهیم :
واحد محاسبه و منطق (ALU) بخشی از cpuاست که تمام عملیات محاسباتی(ریاضی)ومنطقی(مقایسه ای)
را انجام می دهد منظور از عملیت ریاضی جهار عمل اصلی یعنی جمع وتفریق وضرب وتقسیم است
عملیات منطقی شامل توابع کوچکتر ازیا بزرگتر از یا تساوی است بیشتر اوقات هدف دستورالعملهای مقایسه ای
تعیین ترتیب اجرای دستورالعملهاست یعنی نتیجه حاصل از یک تابع مقایسه ای تعیین می کند که کدام دستورالعمل اجرا شود

واحد کنترل(cu)
واحد کنترل از مدارهای الکترونیکی پیچیدهای تشکیل شده است و وظیفه هدایت و هماهنگی فعالیتهای سیستم را بر عهده دارد .این قسمت قادر به اجرای دستورات نیست ولی به قسمتهای دیگر می گوید که چه کاری انجام دهند .

حافظه ثبات
ثباتها حافظه های ناپایدار برای ذخیره موقتی داده هایی هستند که بایدپردازش شوند ودر cpuقرار گرفته اند این نوع حافظه ها می توانند داده ها ودستورالعملهای در حال پردازش را به سرعت دریافت ذخیره ومنتقل کنند برای اجرای یک دستورالعمل واحد کنترل cpuان را از حافظه اصلی خارج کرده ودر یک ثبات قرار می دهد

حافظه پنهان
از چند سال پیش طراحی حافظه پنهان مورد توجه طراحان cpuقرار گرفته اند این حافظه کوچک وسریع می تواند با در داشتن اطلاعات ودستورالعملهایی که اغلب مورد استفاده قرار می گیرند . باعث افزایش کارایی سیستم می شود . حافظه پنهان مقدار زیادی از فضای مفیدcpu را مصرف کرده و پیش بینی می کند کهcpu در مراحل بعدی پردازش به چه اطلاعاتی نیاز خواهد داشت چون این موضوع با بالا رفتن کارآیی سیستم می شود آشغال فضای توسط حافظه پنهان نادیده گرفته می شود و هر چه این حافظه بزرگ تر باشد کارآیی نیز افزایش می یابد .
اولين ريزپردازنده ای که بر روی يک کامپيوتر خانگی نصب گرديد ، 8080 بود. پردازنده فوق هشت بيتی و بر روی يک تراشه قرار داشت . اين ريزپردازنده در سال 1974 به بازار عرضه گرديد.اولين پردازنده ای که باعث تحولات اساسی در دنيای کامپيوتر شد ، 8088 بود. ريزپردازنده فوق در سال 1979 توسط شرکت IBM طراحی و اولين نمونه آن در سال 1982 عرضه گرديد. وضعيت توليد ريزپردازنده توسط شرکت های توليد کننده بسرعت رشد و از مدل 8088 به 80286 ، 80386 ، 80486 ، پنتيوم ، پنتيوم II ، پنتيوم III و پنتيوم 4 رسيده است . تمام پردازنده های فوق توسط شرکت اينتل و ساير شرکت های ذيربط طراحی و عرضه شده است . پردازنده های پنتيوم 4 در مقايسه با پردازنده 8088 عمليات مربوطه را با سرعتی به ميزان 5000 بار سريعتر انجام می دهد! جدول زير ويژگی هر يک از پردازنده های فوق بهمراه تفاوت های موجود را نشان می دهد.
Name Date Transistors Microns Clock speed Data width MIPS
8080 1974 6,000 6 2 MHz 8 bits 0.64
8088 1979 29,000 3 5 MHz 16 bits
8-bit bus 0.33
80286 1982 134,000 1.5 6 MHz 16 bits 1
80386 1985 275,000 1.5 16 MHz 32 bits 5
80486 1989 1,200,000 1 25 MHz 32 bits 20
Pentium 1993 3,100,000 0.8 60 MHz 32 bits
64-bit bus 100
Pentium II 1997 7,500,000 0.35 233 MHz 32 bits
64-bit bus ~300
Pentium III 1999 9,500,000 0.25 450 MHz 32 bits
64-bit bus ~510
Pentium 4 2000 42,000,000 0.18 1.5 GHz 32 bits
64-bit bus ~1,700
توضيحات جدول :
ستون Date نشاندهنده سال عرضه پردازنده است.
ستون Transistors تعدا ترانزيستور موجود بر روی تراشه را مشخص می کند. تعداد ترانزيستور بر روی تراشه در سال های اخير شتاب بيشتری پيدا کرده است .
ستون Micron ضخامت کوچکترين رشته بر روی تراشه را بر حسب ميکرون مشخص می کند. (ضخامت موی انسان 100 ميکرون است ).
ستون Clock Speed حداکثر سرعت Clock تراشه را مشخص می نمايد.
ستون Data Width پهنای باند واحد منطق و محاسبات (ALU) را نشان می دهد. يک واحد منطق و حساب هشت بيتی قادر به انجام عمليات محاسباتی نظير: جمع ، تفريق ، ضرب و ... برای اعداد هشت بيتی است. در صورتيکه يک واحد منطق و حساب 32 بيتی قادر به انجام عمليات بر روی اعداد 32 بيتی است . يک واحد منطق و حساب 8 بيتی بمنظور جمع دو عدد 32 بيتی می بايست چهار دستورالعمل را انجام داده در صورتيکه يک واحد منطق وحساب 32 بيتی عمليات فوق را صرفا" با اجرای يک دستورالعمل انجام خواهد داد.در اغلب موارد گذرگاه خارجی داده ها مشابه ALU است . وضعيت فوق در تمام موارد صادق نخواهد بود مثلا" پردازنده 8088 دارای واحد منطق وحساب 16 بيتی بوده در حاليکه گذرگاه داده ئی آن هشت بيتی است . در اغلب پردازنده های پنتيوم جديد گذرگاه داده 64 بيتی و واحد منطق وحساب 32 بيتی است . ستون MIPS مخفف کلمات Millions of instruction per Second ( ميليون دستورالعمل در هر ثانيه ) بوده و واحدی برای سنجش کارآئی يک پردازنده است.


درون يک پردازنده
بمنظورآشنائی با نحوه عملکرد پردازنده لازم است، نگاهی به درون يک ريزپردازنده داشته و با منطق نحوه انجام عمليات بيشتر آشنا شويم. يک ريزپردازنده مجموعه ای از دستورالعمل ها را اجراء می کند. دستورالعمل های فوق ماهيت و نوع عمليات مورد نظر را برای پردازنده مشخص خواهند کرد. با توجه به نوع دستورالعمل ها ، يک ريزپردازنده سه عمليات اساسی را انجام خواهد داد :
1 - يک ريزپردازنده با استفاده از واحد منطق و حساب خود (ALU) قادر به انجام عمليات محاسباتی نظير: جمع ، تفريق، ضرب و تقسيم است. پردازنده های جديد دارای پردازنده های اختصاصی برای انجام عمليات مربوط به اعداد اعشاری می باشند.
2 - يک ريزپردازنده قادر به انتقال داده از يک محل حافظه به محل ديگر است .
3 - يک ريزپردازنده قادر به اتخاذ تصميم ( تصميم گيری ) و پرش به يک محل ديگر برای اجرای دستورالعمل های مربوطه بر اساس تصميم اتخاذ شده است .
شکل زير يک پردازنده ساده را نشان می دهد.

پردازنده فوق دارای
● يک گذرگاه آدرس (Address Bus) است که قادر به ارسال يک آدرس به حافظه است ( گذرگاه فوق می تواند 8 ، 16 و يا 32 بيتی باشد)
● يک گذرگاه داده (Data Bus) است که قادر به ارسال داده به حافظه و يا دريافت داده از حافظه است (گذرگاه فوق می تواند 8 ، 16 و يا 32 بيتی باشد)
● يک خط برای خواندن (RD) و يک خط برای نوشتن (WR) است که آدرسی دهی حافظه را انجام می دهند. آيا قصد نوشتن در يک آدرس خاص وجود داشته و يا مقصود، خواندن اطلاعات از يک آدرس خاص حافظه است؟
● يک خط Clock که ضربان پردازنده را تنظيم خواهد کرد.
● يک خط Reset که مقدار " شمارنده برنامه " را صفر نموده و يا باعث اجرای مجدد يک فرآيند می گردد.

فرض کنيد پردازنده فوق هشت بيتی بوده واز عناصر زير تشکيل شده است:
- ريجسترهای A,B,C نگاهدارنده هائی بوده که از فليپ فلاپ ها ساخته شده اند.
- Address Latch مشابه ريجسترهای A,B,C است .
- شمارنده برنامه (Program Counter) نوع خاصی از يک نگهدارنده اطلاعات است که قابليت افزايش بميزان يک و يا پذيرش مقدار صفر را دارا است
- واحد منطق و حساب (ALU) می تواند يک مدار ساده جمع کننده هشت بيتی بوده و يا مداری است که قابليت انجام عمليات جمع ، تفريق ، ضرب و تقسيم را دارا است .
- ريجستر Test يک نوع خاص نگاهدارنده بوده که قادر به نگهداری نتايج حاصل از انجام مقايسه ها توسط ALU است .ALU قادر به مقايسه دو عدد وتشخيص مساوی و يا نامساوی بودن آنها است . ريجستر Test همچنين قادر به نگهداری يک Carry bit ( ماحصل آخرين مرحله عمليات جمع) است . ريجستر فوق مقادير مورد نظر را در فليپ فلاپ ها ذخيره و در ادامه Instruction Decoder "تشخيص دهنده دستورالعمل ها " با استفاده از مقادير فوق قادر به اتخاذ تصميمات لازم خواهد بود.
- همانگونه که در شکل فوق ، مشاهده می گردد از شش " 3-State" استفاده شده که به آنها "tri-State buffers" می گويند. بافرهای فوق قادر به پاس دادن مقادير صفر و يا يک و يا قطع خروجی مربوطه می باشند.. اين نوع بافرها امکان ارتباط چندين خروجی را از طريق يک Wire فراهم می نمايند. در چنين حالتی فقط يکی از آنها قادر به انتقال ( حرکت ) صفر و يا يک بر روی خط خواهد بود.
- ريجستر Instruction و Instruction Decoder مسئوليت کنترل ساير عناصر را برعهده خواهند داشت . بدين منظور از خطوط کنترلی متفاوتی استفاده می گردد. خطوط فوق در شکل فوق نشان داده نشده اند ولی می بايست قادر به انجام عمليات زير باشند:
- به ريجستر A اعلام نمايد که مقدار موجود بر روی گذرگاه داده را در خود نگاهدارد.(Latch)
- به ريجستر B اعلام نمايد که مقدار موجود بر روی گذرگاه داده را در خود نگاهدارد.(Latch)
- به ريجستر C اعلام نمايد که مقدار موجود بر روی گذرگاه داده را در خود نگاهدارد.(Latch)
- به " شمارنده برنامه " اعلام نمايد که مقدار موجود بر روی گذرگاه داده را در خود نگاهدارد.(Latch)
- به ريجستر Address اعلام نمايد که مقدار موجود بر روی گذرگاه داده را در خود نگاهدارد.(Latch)
- به ريجستر Instruction اعلام نمايد که مقدار موجود بر روی گذرگاه داده را در خود نگاهدارد.(Latch)
- به " شمارنده برنامه " اعلام نمايد که مقدار خود را افزايش دهد.
- به " شمارنده برنامه " اعلام نمايد که مقدار خود را صفر (Reset) نمايد.
- به واحد منطق و حساب نوع عملياتی را که می بايست انجام گيرد، اعلام نمايد.
- به ريجستر Test اعلام نمايد که بيت های ماحصل عمليات ALU را در خود نگاهدارد.
- فعال نمودن خط RD ( خواندن )
- فعال نمودن خط WR ( نوشتن )

فصل دوم: تاریخچه CPU های شرکت Intel

تغيير و تحولات CPU در 11 سال اخير ، مسئولين لابراتوار THG را بر آن داشت تا اين پديده شگرف را مورد آزمايش قرار دهند و با هم مقايسه كند، در قسمت اول اين سري از مقالات نگاهي داريم به نقطه آغازين ريزپردازنده هاي Intel و حركت رو به رشد آنها تا به امروز و در بخش دوم مقاله تمركز خود را بر تاريخچه توسعه ريزپردازنده هاي AMD معطوف مي سازيم.
اكثر خوانندگان اين مقاله كامپيوترهاي Pentium 100 و حافظه هاي 16 مگابايتي را به خاطر دارند كه براي دانش آموزان با ذوق آن زمان به عنوان يك وسيله مهم به حساب مي آمد. در سال 1994 اين كامپيوترها با قيمتي برابر 3000 دلار ( چيزي بيش از 1 ميليون تومان در سال 73 ) به فروش مي رسيد اما امروزه تقريبا ديگر نامي از آنها شنيده نمي شود . صنعت كامپيوتر با چه سرعت سرسام آوري در حال پيشروي است !!
در مجموع دو قسمت مقاله تعداد 111 عدد از ريزپردازنده هاي متعدد از تاريخ 1995 تا ابتداي 2005مورد آزمايش قرار مي گيرند. اين آزمايشات كامل مي توانند به منزله سفري از ميان زمان باشند كه به روشني، نحوه كار تراشه ها را انعكاسي مي دهند و در ضمن تغييرات عمده در سيستم هاي PC كه در اين فاصله زماني كوتاه اتفاق افتاده اند را نشان مي دهند.
نحوه كاركرد بهينه سيستم يا همان Performance تنها پارامتري است كه بيشتر مشتريان در هنگام خريد به آن توجه مي كنند ولي تغييرات و تحولات فني و استانداردها از جمله مسائلي هستند كه اكثريت كاربران از آنها بي اطلاع مي باشند. مقاله مذكور مي توانند اطلاعات جامعي را در اين زمينه ارائه دهند.
ابتدا به ساكن، به موضوع ريزپردازنده ها مي پردازيم كه در مورد ( ريز پردازنده هاي Intel از سال 1995 تا به كنون ، از سوكت شماره 5 تا سوكت شماره 775 ) شاهد بيش از 7 مرحله تكاملي مي باشيم كه در همين فاصله زماني، شركت AMD ريزپردازنده هاي خود را در 5 مرحله ( از سوكت شماره 7 تا سوكت شماره 939 ) طراحي نموده است.
به جرات مي توان گفت كه اين مقاله جامع ترين و كامل ترين آمار در زمينه مقايسه ريزپردازنده ها بصورت كلي مي باشد. خواننده اين مقاله مي تواند مستقيماً نحوه كار اين 111 عدد ريز پردانده را مورد تجزيه و تحليل قرار دهند اما بالاتر از همه اينها، كاربراني كه در صدند تا سيستم هاي قديمي خود را با يك سيستم جديد جايگزين نمايند، مي توانند از اين مقاله براي انتخاب پردازنده راهنمايي بگيرند.

در طي ساليان متوالي، طراحي و ساخت ريزپردانده ها با در نظر گرفتن مقدار حافظه، نوع تراشه ها و پلتفورم ها، تغيير يافته است به عنوان مثال، در حاليكه سرعت ساعت سيستم ( Clock Speed ) تقريباً 40 برابر از قبل افزايش داشته است ( سرعت ريزپردازنده هاي اينتل از ميزان 100MHz در سال 1995 به ميزان 3800MHz در سال اخير مي رسد) ، حافظه نهان نيز " Cache " به سرعت رشد يافته و همچنين ميزان پهناي باند ريزپردازنده هاي AMD K6-III/450 از مقدار 110MB/S ( در سال 1997 ) به مقدار 6000MB/S در نوع Athlon64 افزايش يافته است.
با نظر به آزمايشات متفاوت اينچنين بر مي آيد كه در بازي هاي سه بعدي ( 3D ) سرعت تكرار فريم ها از ميزان 17/1FPS در ريز پردازنده AMD Duron 650 به ميزان 171/7 FPS در ريزپردازنده AMD Athlon64 افزايش يافته است. اگر از ارقام و جزئيات ديگر چشم پوشي كنيم، شاهد 100% رشد خواهيم بود. اين افزايش وقتي بسيار برجسته تر مي شود كه تفاوت سرعت رمزگذاري MPEG 2 فايل يك گيگابايتي DV را ملاحظه گردد در يك سيستم هاي پنتيوم 4 با سرعت 3.8GHz براي انجام اين كار زماني در حدود دو دقيقه و نيم به طول مي انجامد حال آنكه درسيستم قديمي Pentium 233 MMX ( در سال 1997 ) براي انجام اين كار تقريباً به يك ساعت زمان احتياج داشت.
مطالعه ادامه در فایل word اصلی 180 صفحه ای ضمیمه . . . لطفا پس از دانلود یک فاتحه رفتگان مرا میهمان فرمائید . . .