Intel، AMD و پردازنده هاي 64 بيتي

[neda_eng]

چيست ؟
كلمه بيت مخفف عبارت binary digit است. اعداد دودويي يا باينرييعني همان روشي است كه يك كامپيوتر داده ها را با آن ذخيره كرده يا در قالب آنانتقال مي دهد. يك بيت مي تواند مقداري بين صفر يا يك را به خود بگيرد. اگر تعدادياز بيت را پشت سرهم رديف كنيم ، به يك كد باينري مي رسيم مثل 1001011000101 كه ميتواند بيانگر يك دستورالعمل رياضي مثل جمع يا تفريق،‌يك محل خاص از حافظه جهت آدرسدهي، و يا يك داده مشخص مثلا عدد 12.456 باشد. يك پردازنده 32 بيتي، مثل پنتيومقادر است بااستفاده از اين رشته صفر و يك، تا عدد 2 به توان 32 را كد گذاري كند يادر اصطلاح، آن را به مبناي باينري ببرد. طبيعي است كه اين ميزان براي يك پردازنده 64 بيتي به 2 به توان 64 مي رسد و اين بدان معني است كه يك پردازنده 64 بيتي، ميتواند سقف بسيار بالاتري از اعداد را در واحد زمان پشتيباني كند. بنابراين اگر يكپردازنده 32 بيتي بخواهد عددي بيشتر از2 به توان 32 را پردازش كند يا انتقال دهد،بايد در دو سيكل زماني اين كار را انجام دهد كه وقت بيشتري را نسبت به يك پردازنده 64بيتي صرف مي كند. بدين ترتيب يك پردازنده 64 بيتي، صرف نظر از آن كه چند سيكلزماني در ثانيه بيشتر از يك پردازنده 32 بيتي دارد، در هر كدام از اين سيكل هايزماني نيز قادر است دو برابر يك پردازنده 32 بيتي عمل پردازش را انجام دهد.

حافظه ، مسئله مهم تر
اما عامل ديگري كه تحت تأثير دامنه بيتي كه پردازندهقرار مي گيرد، ميزان حافظه اي است كه سيستم پشتيباني مي كند يا مورد دسترسي قرار ميدهد. در پردازنده هاي 32 بيتي كه با سيستم عامل هاي همگون 32 بيتي كار مي كنند،تنها چهار گيگا بايت از فضاي حافظه RAM قابل دسترسي است كه حتي اين مقدار هم توسطسيستم عامل هاي 32 بيتي ، اغلب به دو گيگا بايت كاهش مي يابد. زيرا دو گيگا بايتديگر از آن بايد به برنامه هاي كاربردي جهت اجرا تخصيص داده شود. پردازنده پنتيوم 4محصول اينتل و آتلون XP از AMD، از جمله همين پردازنده هايي هستند كه عليرغم فركانسبالا جهت اجراي تعداد بيشتري دستورالعمل در واحد زمان ، به دليل عدم امكان دسترسيبه مقادير زيادتري از حافظه، گاه سرورهاي محيط هاي Enterprise را با مشكل مواجه ميكنند. در حالي كه اين مشكل ، در پردازنده هاي 64 بيتي البته به شرط اجراي برنامههاي 64 بيتي تحت سيستم عامل هاي 64 بيتي با پشتيباني از چند ترابايت فضاي حافظه،برطرف شده است .

اينتل و AMD
شركت AMD، با ساخت اولين مدل آتلون 64 بيتي كهالبته برخلاف نام آن ، قابليت پشتيباني 40 بيتي از حافظه را داشت و مي توانست 136گيگا بايت از فضاي حافظه را آدرس دهي كند و اينتل با ساخت پردازنده Xeon سري DP باقابليت اجراي 32و 64 بيتي و برخورداري از تكنولوژي hyper threading ، اولين گام راجهت ساخت پردازنده هاي 64 بيتي برداشتند. اين پردازنده ها علاوه بر مهيا ساختنقابليت دسترسي به ميزان حافظه بيشتر براي سيستم عامل، به هر برنامه كاربردي قابلاجرا برروي آن سيستم عامل ، يك بلاك چهر گيگا بايتي از حافظه را جهت اجرا اختصاص ميدهند. اين توانايي جديد به نحو بسيار محسوسي ، كاربران برنامه هاي طراحي مهندسي وبسياري از بانك هاي اطلاعاتي را با افزايش كارايي و سرعت اجراي برنام ها مواجه كرد. اين پردازنده ها كه طبق نظر سازندگانشان به طور كامل از سيستم عامل ها و برنامه هاي 32 بيتي پشتيباني كرده و هيچ خللي را به دليل ارتقا به وضعيت 64 بيتي، در برنامههاي قبلي وارد نمي كردند و به قول خودشان سازگار باقبل بودند، تنها در صورت اجرايسيستم عامل هاي 64 بيتي و همچنين اجراي برنامه هاي 64 بيتي، مي توانستند قدرتخودشان را به نمايش بگذراند. در حالي كه در زمان اجراي 32 بيتي بر روي سيستم عاملهاي 32 بيتي، تنها چيزهايي كه مي توانند عايد اين محيط هاي قديمي نماينده، عبارتاست از:

1. استفاده ازفركانس بالاتر از جهت اجراي تعداد بيشتري دستورالعمل درواحد زمان
2. استفاده از سطوح بالاتر cache جهت افزايش دسترسي به اطلاعات
3. استفاده از سيليكون هايي با كيفيت بالاتر و داراي تعداد ترانزيستور بيشترباز هم در راه افزايش سرعت.

به هر روي هر دو شركت سرشناس توليد كنند پردازندههاي 64 بيتي براي كامپيوتري x86 مدعي ساخت پردازنده هاي مذكور با كيفيت بالاتر بودهو در واقع هر دو ادعاي پيشتازي در اين عرصه را دارند.

 

[neda_eng]

راه حل هاي اينتل
1) اينراه حل ها شامل سه دسته پردازنده بعد از ارائه Xeon DP و سه مدل پردازنده ايتانيومبه شرح زير است :
2) پردازنده هاي سري 64bit xeon , اين سري از پردازنده هاياينتل با قدرت انعطاف بالا و دو مگا بايت cache لايه سه ، به عنوان محبوب ترينپردازنده 64 بيتي براي سرورها شناخته شده اند. ضمن اينكه قادرند هم برنامه هاي 64بيتي و هم برنامه هاي 32 بيتي را با كارايي بالا و با استفاده از حافظه هاي DDR2 وخطوط حامل PCI Express اجرا كنند و در نتيجه كارايي سيستم را تا حد 50 درصد بالاتراز xeonهاي قديمي تر32 بيتي ، مثل پردازنده xeon DP 3.2 گيگا هرتز ببرند. اينپردازنده ها در وب سرورها و ايميل سرورها كاربرد زيادي دارند.
3) پردازنده هايسري 64bit xeon MP ,قدرتمندترين و سريع ترين پردازنده با نام xeon است و با قدرتبالاي دسترسي به حافظه، هشت مگا بايت cache لايه سه و وجود فناوري DBS، بهترينانتخاب براي سرورهاي لايه واسط ، يعني همان Application Server يا سرور مربوط بهبانك هاي اطلاعاتي با حجم داده و پردازش بالا مي باشد. اين سرور در كاربردهاي Enterprise، مثل سيستم هاي تجاري ERP و BI كاربرد بسيار مناسبي دارد .
4) 64bit xeon workstation , همان گونه كه از نام آن برمي آيد، اين پردازنده قادر است بااستفاده از قابليت هايي مثل NetBurst، PCI Express، Cache لايه دو، و فناوري hyper threading، برنامه هاي 32 و 64 بيتي، خصوصا برنامه هاي طراحي مهندسي، گرافيك وامثال آن را با كارايي و سرعت بالا اجرا نمايد.
5) Itanium2 ,قدرتمندترين وبا ثبات ترين پردازنده ساخت اينتل است . اين پردازنده كه خود در مدل هاي DP، MP و Low Voltage به بازار ارائه شده است ، با قابليت نه مگا بايت فضاي cache لايه سه،بالاترين كارايي و سرعت را براي سرورهاي لايه واسط ، بانك هاي اطلاعاتي ، راه حلهاي ERP، BI، HPC، و انواع سيستم هاي مديريتي پيچيده به ارمغان مي آورد. پردازنده هاي سري ايتانيوم، آلتوناتيوي قوي براي سيستم هاي اطلاعاتي موجودبرروي پردازنده هاي RISC ساخت آي بي ام بوده و با قيمت بسيار پايين تر از سيستم هاي MainFrame، رقيبي سرسخت براي آن به حساب مي آيند.

راه حل AMD
AMD برايپشتيباني از فناوري پردازش هاي 64 بيتي ، چندين مدل پردازنده 64 بيتي آتلون،اپترون، و توريون را ارائه كرده است . كه در ادامه به بررسي اجمالي آن ها پرداختهمي شود.
1. AMD Athlon64 , انواع و اقسام مختلفي از آتلون سري 64 براي اجرايبرنامه هاي 64 و 32 بيتي با كارايي بالا ساخته شده است . اين پردازنده ها كه بافناوري هاي قابل رقابت مشابه آنچه كه در اينتل براي ساخت پردازنده هاي زئون ساختهشده است، ارائه شده اند، به كاربران كامپيوترهاي دسكتاپ اجازه مي دهد برنامه هايكاربردي اي كه به سرعت بالا دسترسي سريع به حجم بالاي حافظه نياز دارند را باكارايي بالايي اجرا نمايند. برنامه هاي گرافيكي و مالتي مديا، بازي هاي سه بعدي ،ويرايش تصاوير، فيلم، موسيقي، و به طور كلي Applicationهاي مربوط به كاربران نهايي،‌بهترين بهره را از اين پردازنده ها مي برند. اين پردازنده در چند مدل مختلف ارائهشده كه از مدل FX آن براي كاربردهاي دسكتاپ و از مدل MP براي سرورها استفاده ميشود.
2. Opteron , AMD، پردازنده هاي سري اپترون را در قالب و همپاي با xeonهاي 64 بيتي و تا حدودي پردازنده هاي گران قيمت تر ايتانيوم ساخته است. اينپردازنده كه به گفته AMD با تركيب فاكتورهاي مهمي چون سازگاري، كارايي ، قابليتاعتماد، و قيمت نسبتا پايين رقابتي ، پا به عرصه وجود گذاشته، تاكنون در قالب چهارمدل مختلف سري 1-8wag و سري هاي 200،100 و 800 به بازار عرضه شده است. اين پردازندهقادر است تا 256 ترابايت فضاي حافظه را مورد دسترسي قرار دهد و با استفاده از توانمصرفي نسبتا پايين 55 وات براي سري HE و 30 وات براي سري EE از هدر رفتن توان مصرفيپردازنده و درنهايت كل سيستم جلوگيري كند. پردازنده هاي آتلون و اپترون 64 بيتيتاكنون بارها از طرف مجامع مختلف به عنوان مقرون به صرفه ترين راه حل برايكاربردهاي دسكتاپ و تا حدودي Enterprise با حفظ هردو فاكتور كارايي بالا و قيمتپايين شناخته شده است .
3. Turion , اين پردازنده به منظور ايجاد امكانسواركردن سيستم عامل هاي 32 و 64 بيتي برروي كامپيوترهاي نوت بوك با تكنولوژي Mobile طراحي وساخته شده است. اين پردازنده با وزن بسياركم، مصرف انرژي پايين، وايجاد حرارت محدود با فناوري بي سيم بسيار سازگار بوده و مي تواند با كارايي بسياربالاتري نسبت به پردازنده هاي معمولي دستگاه هاي مبتني بر تكنولوژي موبايل و بيسيم، به اجراي برنامه هاي طراحي شده براي اين محيط ها بپردازد. سيستم عامل، كليهبرنامه هاي صوتي و تصويري ، بازي ها و امثال آن از مزاياي افزايش سرعت با استفادهاز اين پردازنده 64بيتي بهره مند مي شوند.