انجمن های علمی دانشگاه پیام نور دماوند

ورود رسمي پلتفرم LGA 2011 به بازار و عرضه و معرفي محصولات منطبق با آن در كشورمان، توجه عده زيادي از كاربران حرفه‌اي و مشتاقان سخت‌افزاري را به‌خود جلب كرده است. در واقع اين پلتفرم از مدت‌ها پيش ذهن كاربران را به خود مشغول كرده بود و انتظار مي‌رفت كه هم‌زمان با معماري پردازنده Ivy Bridge عرضه شود. به هر حال هر پلتفرم جديد با خود بحث‌ها و چالش‌هاي فراواني را به همراه مي‌آورد، اما وقتي درباره پلتفرمي صحبت مي‌كنيم كه كاربران سطح بالا و كاربردهاي سنگين را هدف گرفته، هيچ استدلالي نمي‌تواند به اندازه آزمايش‌هاي مقايسه‌اي گويا و واقعي باشد. از آنجايي كه پردازنده‌هاي مورد نياز اين پلتفرم هنوز در ايران قابل دسترسي نيستند، يك مقاله جامع از سايت Xbitlabs را انتخاب كرده‌ايم كه مي‌تواند به بسياري از پرسش‌هاي شما عزيزان پاسخ دهد. دليل انتخاب چنين مقاله نسبتا طولاني اين است كه نه تنها به‌طور كامل به بررسي و موشكافي جنبه‌هاي مختلف پلتفرم LGA 2011 و پردازنده‌هاي آن پرداخته، بلكه اين پردازنده‌ها را با ساير محصولات صدرنشين موجود در بازار از هر دو شركت اينتل و AMD مقايسه كرده است. به اين ترتيب حتي آن دسته از خوانندگاني كه به پلتفرم‌هاي AMD علاقه دارند نيز مي‌توانند وضعيت قدرتمندترين پردازنده‌هاي موجود اين شركت در رده دسكتاپ را نسبت به محصولات اينتل بررسي كنند. در عين حال، در اين مقاله از تنوع گسترده‌اي از آزمايش‌ها در حوزه‌هاي مختلف استفاده شده است كه به شما امكان مي‌دهد وضعيت اين محصولات را دقيقا در كاربرد مورد نظر خود بررسي نماييد.

تا همين اواخر عده‌اي تصور مي‌كردند كه عرضه پلتفرم جديدLGA 2011 مي‌تواند پاسخ اينتل به پلتفرم بولدوزر شركت AMD باشد. با اين‌حال واقعيت ثابت كرد كه چنين پيش‌بيني‌هايي به هيچ‌وجه صحيح نبوده‌اند. در واقع مهندسين AMD براي توليد يك ريزمعماري مناسب براي بخش «عملكرد بالاي» در بازار پردازنده‌ها ناموفق بوده‌اند. در نتيجه، اينتل به سلطه خود بر حوزه قيمت بالاتر ادامه خواهد داد و قواعد خود را در اين عرصه پياده‌سازي خواهد كرد. بنابراين، بازار همچنان به اين استراتژي سنتي خود تكيه خواهد داشت: ريزمعماري جديد تنها وقتي به سيستم‌هاي دسكتاپ سطح بالا راه پيدا خواهد كرد كه جايگاه مطمئن و بالغي را در بخش عمومي به‌دست آورده باشد.

اين استراتژي از روند عمدي اينتل براي جلوگيري از راه پيدا كردن فناوري‌هاي در حال پيشرفت به سيستم‌هاي رده Enthusiast سرچشمه نمي‌گيرد. در واقع، دليل اصلي رويكرد مذكور بسيار ساده‌تر است. پلتفرمهاي دسكتاپ با عملكرد بالاي اينتل در واقع ويرايش‌هاي ساده شده‌اي از محصولات سرور هستند كه در عمل كمي بعد از محوصلات دسكتاپ به‌روزرساني مي‌شوند زيرا توليد آن‌ها به آمادگي كامل‌تري نياز دارد. به همين دليل است كه پردازنده‌‌هاي Core i7 مبتني بر ريزمعماري Sandy Bridge در شكل ساخت LGA 2011 تازه در حال ورود به بازار هستند. از سوي ديگر، معرفي پلتفرم سرور متقارن و پردازنده‌هايXeon E5 كه در اوايل سال 2012 معرفي خواهند شد نيز در پيش روي ما قرار دارند.تا امروز، آن دسته از كاربران كه مي‌خواستند سيستم‌هاي كامپيوتري خود را بر اساس پردازنده‌هاي داراي عملكرد بالا با ريزمعماريSandy Bridge آماده كنند، تنها مي‌توانستند يكي از پردازنده‌هايCore i7 مبتني بر پلتفرم LGA 1155 را انتخاب كنند. هر چند كه ما هيچ شكايتي از عملكرد آن‌ها نداريم، اما پردازنده‌هاي مذكور در بعضي از آزمون‌ها همچنان ضعيف‌تر از محصولات Core i7 مبتني بر پلتفرم LGA 1366 با ريزمعماري‌هاي Nehalem و Gulftown هستند. به‌عبارت ديگر، پردازنده‌هاي LGA 1155 حداكثر چهار هسته فيزيكي دارند، از يك كنترلر حافظه دو كاناله استفاده مي‌كنند و با سرعت گذرگاه محدود شده‌اي از پيكربندي‌هاي چند پردازنده‌اي پشتيباني مي‌نمايند. بنابراين، طبيعي است كه مشتاقان سخت‌افزاري در انتظار توليد يك معادل Gulftown با استفاده از فناوري توليد جديد باشند.

به نظر مي‌رسد كه اين آرزو به واقعيت پيوسته و اينتل پلتفرم جديدLGA 2011 خود را با پردازنده‌هاي شش هسته‌اي Core i7 از خانواده Sandy Bridge-E و چيپ‌ست جديد X79 Express معرفي كرده است. اين پلتفرم به احتمال زياد به گزينه رويايي ديوانگان سخت‌افزار تبديل خواهد شد، زيرا نه تنها به شما امكان مي‌دهد از قدرتمندترين پردازنده‌هاي امروزي استفاده كنيد، بلكه از گذرگاه گرافيكيPCI Express 3.0 و حافظه پرسرعت چهاركاناله نيز پشتيباني مي‌كند. به‌عبارت ديگر، اين پلتفرم بهترين گزينه‌اي است كه براي يك سيستم دسكتاپ امروزي در اختيار داريد. با اين‌حال اجازه بدهيد با يك نگاه عملي به بررسي ميزان برتري مدل جديد Core i7 نسبت به سيستم‌هايي كه قبلا با آن‌ها آشنا شده‌ايم بپردازيم.

ويژگي‌هاي جديد
ايده پشت پلتفرم LGA 2011 و پردازنده‌هاي سازگار با آن، تركيب بهترين جنبه‌ها از دو دنياي متفاوت است: دومين نسل از ريزمعماري Core و پلتفرم LGA 1366 براي مشتاقان سخت‌افزاري. نتيجه اين تركيب، يك پردازنده Core i7 جديد است كه با آخرين فناوري پردازش 32 نانومتري توليد شده و علاوه بر كانال‌هاي بيشتر حافظه، از مسيرهاي PCI Express 3.0 نيز پشتيباني مي‌كند. die نيمه‌ هادي پردازنده‌هاي Sandy Bridge معمولي، چهار هسته محاسباتي و يك كنترلر حافظه دو كاناله را در بر مي‌گيرد كه باعث مي‌شود استفاده از آن‌ها در پلتفرم جديد غيرممكن باشد. به‌عبارت ديگر، اينتل ناچار بود براي بخش پردازنده‌هاي گران‌تر خود يك die نيمه‌ هادي جديد با اسم رمز Sandy Bridge-E را طراحي كند.

از آن‌جايي كه اينتل براي طراحي پردازنده‌هاي خود از روش مدولار استفاده مي‌كند، توانست دو هسته ديگر را به پردازنده‌هاي عاديSandy Bridge اضافه كرده و در عين حال كنترلرهاي حافظه و PCI Express آن‌ها را ارتقا دهد. از سوي ديگر، مهندسين اين شركت تصميم گرفتند تا نيازهاي مشتريان بخش سرور را نيز در نظر گرفته و يك محصول متحد شده را ارايه كنند كه مي‌تواند با موفقيت در دسكتاپ‌هاي با عملكرد بالا و همچنين سرورها مورد استفاده قرار گيرد. بنابراين، پردازنده‌هاي جديد Sandy Bridge-E به چند ويژگي جديدتر و نسبتا غيرمعمولي مجهز هستند كه شايد در ابتدا انتظار مواجه شدن با آن‌ها را نداشته باشيد. براي مثال، اين پردازنده‌ها فاقد يك هسته گرافيكي مجتمع هستند، اما در عوض به يك كنترلر گذرگاه QPI مجهز شده‌اند كه براي اتصال پردازنده‌ها در سيستم‌هاي چند سوكتي مورد استفاده قرار مي‌گيرد. اما شگفت‌انگيزترين نكته اين است كه Sandy Bridge-E در واقع داراي هشت هسته محاسباتي است، نه شش عدد از آن‌ها.

اين die هشت هسته‌اي كه با فناوري پردازش 32 نانومتري توليد شده، 2,27 ميليارد ترانزيستور را در بر مي‌گيرد و اندازه‌اي معادل 435 ميلي‌متر مربع دارد. به‌عبارت ديگر، die پردازنده‌هاي Sandy Bridge-E بيش از دو برابر پيچيده‌تر و بزرگ‌تر از die مورد استفاده در پردازنده‌هاي Sandy Bridge عادي با چهار هسته محاسباتي است.متاسفانه عملكرد كامل پردازنده‌هاي Sandy Bridge-E تنها در سرورها قابل دسترسي خواهد بود، يعني حوزه‌اي كه از سال آينده تحت نام تجاري Xeon E5 عرضه خواهند شد. به اين ترتيب، كاربران دسكتاب با يك نسخه ساده‌تر از اين محصول يعني پردازنده‌هاي Core i7 سري 3000 سر و كار خواهند داشت. اين سري از پردازنده‌ها، محصولاتي با چهار و شش هسته را در بر مي‌گيرند كه هسته‌هاي اضافي آن‌ها از كار افتاده‌اند، كاشه L3 كوچك‌تري دارند و گذرگاه QPI نيز در آن‌ها غيرفعال شده‌اند. با اين‌حال، ما به هيچ‌وجه نمي‌توانيم پردازنده‌هاي جديد Core i7 را سرزنش كنيم: آن‌ها تقريبا در تمام مشخصات فني خود از هر پردازنده دسكتاپ ديگري كه در بازار امروز يافت مي‌شود، برتر هستند.براي اثبات اين مدعا، ما جدول 1 را با ذكر تمام ويژگي‌هاي مهم پردازنده‌هاي برتر Core i7 از نسل‌هاي مختلف كه براي پلتفرم‌هاي متفاوتي طراحي شده‌اند، آماده كرده‌ايم.

جدول 1

تنها دو مورد وجود دارند كه Core i7 جديد در آن‌ها نقطه ضعف‌هاي خود را آشكار مي‌سازد. اول اين كه ما شاهد هيچ پيشرفتي در فركانس كلاك نيستيم، زيرا die نيمه‌هادي Sandy Bridge-E به‌طور چشمگيري بزرگتر از die پردازنده‌هاي نسل قبلي است. به‌علاوه، در اين زمينه حتي با يك نزول معين نيز مواجه هستيم: كلاك مبناي پردازنده جديد پايين‌تر از دو رقيب قديمي‌تر است. با اين‌حال، اينتل از فناوريTurbo Boost 2.0 خود استفاده كرده تا اين نقيصه را به‌طور نسبي تخفيف دهد. پردازنده‌هاي Sandy Bridge-E دسكتاپ مي‌توانند تا 3,9 يا 3,8 گيگاهرتز شتاب‌دهي شوند و اين فركانس ديگر پايين‌تر از سطح قابل دسترسي براي پردازنده‌هاي LGA 1155 يا LGA 1366 نخواهد بود.مشكل دوم پردازنده‌هاي جديد Sandy Bridge-E، فقدان هسته گرافيكي مجتمع است. البته بعيد به نظر مي‌رسد كه يك كاربر به‌خاطر اين كه نمي‌تواند از پردازنده جديد LGA 2011 خود بدون يك كارت گرافيكي خارجي استفاده كند، ناراحت شود. با اين‌حال حذف هسته گرافيكي مجتمع از پردازنده‌هاي جديد باعث مي‌شوند كه آن‌ها ديگر نتوانند از مزاياي فناوري محبوب Quick Sync بهره‌گيري نمايند.

به هر حال پردازنده‌هاي جديد Core i7 داراي مزاياي بسيار بيشتري هستند. در ميان اين مزاياي مي‌توان به مواردي مانند ريزمعماري مترقي كه از تمام دستورالعمل‌هاي معاصر مانند SSE4.2 و AVX پشتيباني مي‌كند، تا شش هسته پردازنده با پشتيباني از Hyper-Threading، يك كنترلر جديد گذرگاه PCI Express با قابليت پشتيباني از 40 مسير PCIe كه مي‌تواند درست از داخل پردازنده براي چند مدل استفاده مختلف پيكربندي شود و همچنين كاشه L3 بزرگ‌تر كه اندازه آن به 15 مگابايت مي‌رسد، اشاره كرد.

مدل‌هاي مختلف پردازنده‌هاي LGA 2011
اينتل در نظر دارد با تنوع گسترده‌اي از مدل‌هاي پردازنده در خانواده LGA 2011 به بازار مشتاقان سخت‌افزار حمله كند. تا سه ماهه اول سال 2012، تنها دو پردازنده براي انتخاب در اين خانواده وجود خواهد داشت: Core i7-3960X Extreme Edition و Core i7-3930K. اين پردازنده‌ها به ترتيب با قيمتي در حدود 990 و 555 دلار عرضه خواهند شد اما تفاوت اندكي در مشخصات آن‌ها وجود دارد كه شامل يك اختلاف 100 مگاهرتزي در سرعت كلاك و 25 درصد تفاوت در اندازه كاشه L3 مي‌شود.


بعدا يك مدل ديگر با برچسب قيمتي ارزان‌تري به اين خانواده اضافه خواهد شد كه تحت عنوان Core i7-3820 شناخته مي‌شود. اين پردازنده شخصيت متفاوت‌تري خواهد داشت زيرا تنها 4 هسته محاسباتي فعال دارد. پيش‌بيني مي‌شود كه اين پردازنده با قيمتي در حدود 300 دلار به بازار راه پيدا كند. جدول 2 وضعيت قرارگيري پردازنده‌هاي مختلف در خانواده LGA 2011 را نشان مي‌دهد.

جدول2

نكته جالب توجه اين است كه اينتل شماره مدل سري 3000 را به پردازنده‌هاي جديد خود اختصاص داده است. عدد سه در نام اين سري هيچ ارتباطي با نسل پردازنده‌هاي جديد ندارد و پردازنده‌هايLGA 2011 مبتني بر همان ريزمعماري نسل دوم Sandy Bridge هستند. با قضاوت بر اساس سه رقم آخر در نام مدل پردازنده، اينتل فضاي كافي براي مانور در زمينه ارايه مدل‌هاي سريع‌تر بعدي را براي خود حفظ كرده است. مدتي پيش، اين شايعه بر سر زبان‌ها افتاد كه اينتل قصد دارد سال آينده از طراحي جديد Sandy Bridge-E خود براي عرضه پردازنده‌هاي Core i7 هشت هسته‌اي استفاده كند و اين موضوع از نقطه نظر فني كاملا امكان‌پذير است. با اين‌حال، حركت مذكور از ديدگاه بازاريابي چندان منطقي به نظر نمي‌رسد زيرا محصولات هشت هسته‌اي شركت رقيب از قبل حتي در برابر پردازنده‌هاي 4 هسته‌اي Core i7 نيز كاملا مغلوب شده‌اند. بنابراين بسيار بعيد به نظر مي‌رسد كه پردازنده‌هاي دسكتاپ LGA 2011 از تمام هشت هسته‌اي كه از ابتدا روي die نيمه‌هادي آن‌ها قابل دسترسي هستند بهره‌گيري نمايند. با اين‌حال، افراطي‌ترين مشتاقان سخت‌افزاري هميشه فرصت انتخاب يك Xeon E5 با هشت هسته فعال را در اختيار خواهند داشت كه به احتمال قوي بدون هيچ مشكلي روي مادربردهاي دسكتاپ LGA 2011 كار خواهد كرد. البته در اين وضعيت آن‌ها بايد مبلغي در حدود 1500 تا 2000 دلار را تنها براي پردازنده هزينه كنند و از سوي ديگر قابليت‌هاي محدودي را در زمينه اوركلاكينگ در اختيار خواهند داشت.

هيچ‌يك از دو پردازنده Core i7 جديد با محدوديت اوركلاكينگ مواجه نخواهند بود. به‌طور دقيق‌تر، هر دو پردازنده شش هسته‌ايCore i7-3960X و Core i7-3930K داراي ضرايب باز فركانس كلاك هستند. البته مدل چهار هسته‌اي Core i7-3820 داراي يك محدوديت حداكثري معين در زمينه ضرايب پشتيباني شده فركانس كلاك خواهد بود اما از آنجايي كه پلتفرم LGA 2011 امكان تنظيم فركانس كلاك مبنا را فراهم مي‌كند، محدوديت‌هاي ضريب فركانس مبنا به سختي مي‌توانند مشكل جدي را براي علاقه‌مندان اوركلاكينگ به‌وجود آورند.