تاریخچه پردازنده های اینتل

پردازنده های پنتیوم M، تغییر تاکتیک تاریخیپردازنده های پنتیوم M سری 700 در سال 2003 با نام رمز Banias و هسته های 130 نانومتری برای دستگاه های قابل حمل عرضه شدند (حرف M در انتهای نام این پردازنده ها مخفف کلمه ی Mobile به معنی قابل حمل است). این پردازنده ها حاصل فلسفه ی جدید اینتل مبنی بر عدم تمرکز روی سرعت کلاک، و توجه ویژه به بهینه بودن مصرف انرژی بودند.

معماری این پردازنده ها توسط تیم طراحی اینتل به رهبری مولی ادن و دیوید پرلموتر (که هم اکنون هر دو از مقامات مهم اجرایی در اینتل هستند) در سرزمین های اشغالی توسعه یافت. جالب است بدانید نام Banias برگرفته شده از نام مکانی تاریخی در بلندی های جولان است.اینتل به منظور کاهش مصرف انرژی در این پردازنده ها از تکنولوژی هایی مانند اسپیداستپ 3 (SpeedStep 3) استفاده کرد. این تکنولوژی با استفاده از سرعت کلاک و ولتاژ متغیر هسته باعث می شود وقتی سیستم در حالت آماده به کار (idle) قرار دارد، انرژی به مراتب کمتری نسبت به حالت عادی مصرف کند. پردازنده های 1.6 گیگاهرتزی پنتیوم M با استفاده از این تکنولوژی می توانستند بر حسب نیاز در سرعت های 600، 800، 100، 1200، 1400 و 1600 مگاهرتزی کار کنند. به این ترتیب مصرف انرژی این پردازنده ها بین 5 وات در حالت آماده به کار و 27 وات در زمان اوج مصرف متغییر بود.جدای از بحث تکنولوژی های بهینه سازی مصرف انرژی، هسته های Banias در پردازنده های پنتیوم M، کاهش فرکانس زیادی نسبت به هسته های 2.6 گیگاهرتزی پنتیوم 4 موبایل داشتند. این کاهش فرکانس باعث می شد تا پردازنده های پنتیوم M نسبت به پردازنده های 88 واتی پنتیوم 4 به شدت بهینه تر باشند. به روز رسانی بعدی لیتوگرافی ساخت پنتیوم M که Dothan نام داشت، با فناوری ساخت 90 نانومتری، در حالی که تعداد ترانزیستورهای موجود روی چیپ را به 140 میلیون و سرعت کلاک را به 2.13 گیگاهرتز افزایش می داد، باعث می شد مصرف انرژی پردازنده به 21 وات کاهش پیدا کند.هرچند اینتل پردازنده های پنتیوم M را به عنوان پردازنده های مخصوص دستگاه های قابل حمل بازاریابی و تبلیغ می کرد، اما تولیدکنندگان سخت افزاری مانند MSI و ASUS مادربردهای سازگار با این پردازنده ها را برای علاقه مندان روانه ی بازار کردند.جانشین هسته های Dothan در سال 2006 با نام Yonah عرضه شد. اگرچه این پردازنده ها Core Duo و Core Solo نام گرفتند، اما معماری آن ها هیچ ربطی به سری Core نداشت. هسته های Banias تا به امروز به عنوان یکی از مهم ترین دستاوردهای تاریخ اینتل به شمار می روند و تاثیری که روی آینده ی شرکت گذاشتند با تاثیر اولین پردازنده های اینتل یعنی 4004، 8086 و 386 مقایسه می شود.پردازنده ی پنتیوم D، اولین دو هسته ای اینتلپردازنده های پنتیوم D اولین پردازنده های دو هسته ای اینتل به شمار می روند. اولین مدل های این پردازنده با نام رمز Smithfield هنوز بر مبنای معماری پر مصرف Netburst بودند. پردازنده های Smithfield که از هسته های 90 نانومتری استفاده می کردند، با نام تجاری Pentium D 800 series به بازار عرضه شدند. در سال 2004 پردازنده های مبتنی بر معماری NetBurst به نهایت سرعت کلاک ممکن یعنی 3.8 گیگاهرتز رسیدند. دست یافتن به سرعت های بالاتر از این میزان به دلیل مصرف بالای انرژی و گرمای تولید شده ی زیاد، برای این معماری ممکن نبود.

به همین دلیل، تنها 9 ماه پس از عرضه ی Smithfield، اینتل این پردازنده ها را با معماری 65 نانومتری Presler و هسته های Cedar Mill جایگزین کرد. پردازنده های دو هسته ای Presler آخرین نسل از پردازنده های پنتیوم M بودند و تولید آن ها در سال 2008 متوقف شد.اینتل همچنین نسخه های Extreme هر دو پردازنده را با ماکزیمم سرعت کلاک 3.73 گیگاهرتز و مصرف انرژی 130 وات عرضه کرد. این میزان بالاترین مصرف انرژی یک پردازنده ی دسکتاپ اینتل تا به امروز است (مصرف انرژی بعضی پردازنده های سرور به 170 وات هم می رسد). پردازنده های Smithfield تعداد 230 میلیون و Prescott تعداد 376 میلیون ترانزیستور در خود جای داده بودند.برنامه ی تحقیقاتی «رایانش در مقیاس ترا»برنامه ی تحقیقاتی رایانش در مقیاس ترا (TSCR: Terascale Computing Research Program) حوالی سال 2005 آغاز شد. اینتل با این برنامه قصد داشت پردازنده هایی با کارایی بیش از یک ترافلاپس که قادر باشند چندین ترابایت داده را با سرعت بالا پردازش کنند، توسعه بدهد.فلاپس (FLOPS) مخفف عبارت «تعداد عملیات ممیز شناور در هر ثانیه» (floating-point operations per second) و معیاری برای سنجش عملکرد کامپیوترها است. فلاپس از IPS (تعداد دستور بر ثانیه) که در قسمت های قبل به آن اشاره شد، معیار به مراتب دقیق تری است. اگرچه حرف S در انتهای FLOPS مخفف کلمه ی ثانیه (Second) است، اما بسیاری این حرف را به عنوان علامت جمع بودن کلمه در نظر گرفته و مفرد آن را به صورت FLOP به کار می برند. به همین دلیل در فارسی نیز اکثراً از عبارت «فلاپ» به جای «فلاپس» استفاده می شود.هدف دیگر این برنامه، یافتن راه حلی برای غلبه بر چالش های پیش روی ساخت چیپ هایی با بیش از 4 هسته و همچنین تحقیق بر روی بهینه سازی پردازنده ها بود. برنامه ی TSCR منجر به ساخت چیپ تحقیقاتی ترافلاپ (Teraflops Research Chip) و کامپیوتر ابری تک چیپه (Single-Chip Cloud Computer) شد. هر دو این پردازنده ها نقش مهمی در به وجود آمدن پردازنده های Xeon Phi بازی کردند.

چیپ تحقیقاتی ترافلاپ با نام رمز Polaris (با معماری پلاریس AMD اشتباه گرفته نشود) یک پردازنده ی 80 هسته ای و حاصل برنامه ی TSCR است. از جمله فناوری های به کار رفته در این چیپ می توان به موتور ممیز شناور دوگانه ، تکنولوژی هسته های خوابیده و حافظه ی 3 بعدی انباشته اشاره کرد. هدف از ساخت چنین چیپی تحقیق روی این موضوع بود که چگونه می توان بیش از 4 هسته را روی یک تراشه جای داد و چیپی ساخت که به عملکرد پردازشی یک ترافلاپ دست پیدا کند. سرانجام پردازنده ی 80 هسته ای تحقیقاتی اینتل در سال 2007 رونمایی شد و با سرعت 5.7 گیگاهرتز و توان 265 وات، توانست به عملکرد 1.81 ترافلاپ دست پیدا کند.

کامپیوتر ابری تک چیپه (SCC) هم یک پردازنده ی تحقیقاتی 48 هسته ای است که در سال 2009 از دل برنامه ی TSCR بیرون آمد. ایده ی پشت ساخت SCC، دستیابی به چیپی بود که چندین مجموعه از هسته های مجزا در آن بتوانند به صورت مستقیم با یکدیگر ارتباط برقرار کنند؛ درست مانند ارتباط سرورهای یک دیتاسنتر با یکدیگر. این چیپ شامل 48 هسته ی پنتیوم با آرایش دو بعدی 4 در 6 است، به نحوی که 24 جفت هسته هر کدام به صورت مشترک از 16 کیلوبایت حافظه ی کش استفاده می کنند. هر جفت هسته به جای اینکه اطلاعات را به حافظه ی اصلی ارسال و دریافت کنند، مستقیماً با دیگر جفت هسته ها در ارتباط هستند.

این تکنیک عملکرد چیپ را به شدت بهبود می بخشد.پردازنده های Core 2پردازنده های Core 2 پاسخ اینتل به پردازنده های بسیار موفق Athlon X2 و Opteron ای ام دی بودند.

AMD با نوآوری های پی در پی و ساخت پردازنده های مقرون به صرفه و کارآمد، توانسته بود تا با به دست آوردن نیمی از سهم بازار پردازنده ها در اوایل سال 2006، زنگ خطر را برای اینتل به صدا در بیاورد.معماری Core برای اولین بار با هسته های 65 نانومتری Conroe در پردازنده های دسکتاپ سری Core 2 Duo E-6000، هسته های Merom در پردازنده های موبایل سری Core 2 Duo T7000 و هسته های Woodcrest در پردازنده های سرور سری Xeon 5100 عرضه شد. اینتل بلافاصله پردازنده های 4 هسته ای خود را نیز با نام Core 2 Quad برای دسکتاپ و Xeon 5300 برای سرور عرضه کرد.معماری Core باعث شد اینتل جایگاه از دست رفته ی خود در بازار پردازنده ها را دوباره به دست بیاورد.

در حالی که هسته های Conroe همچنان در حال توسعه بودند، اینتل با استفاده از پردازنده های پنتیوم و پنتیوم D خود طی سال های 2005 و 2006 وارد یک جنگ قیمتی بی سابقه با AMD شد.

این در حالی بود که پردازنده های Core 2 Duo در سال 2006 بالاخره توانستند عنوان «بهترین عملکرد» که ظرف چند سال گذشته در اختیار پردازنده های AMD بودند را بار دیگر به پردازنده های اینتل بازگردانند. Conroe در زمان عرضه سرعت کلاکی بین 1.2 تا 3 گیگاهرتز داشت و 291 میلیون ترانزیستور را در خود جای می داد. این پردازنده ها در سال 2008 با فناوری ساخت 45 نانومتری Penryn به روزرسانی شدند.

مجله اینترنتی و آموزشی پورتال یو تجارت