R_chizari
Active Member
فرکانس پردازنده : معياری برای کارايی يا راهی برای گمراهی
محمدحسن قائد - روياگران
هدف اين مقاله بررسي آخرين سخت‌افزارها نيست ؛ بلكه هدف آن ايجاد آگاهي براي كاربران در مورد كارايي پردازنده‌هاي هم رده‌ي اينتل و ايامدي مي‌باشد. مقاله به زبان ساده نگاشته شده است به طوري‌كه كاربران مبتدي نيز مي‌توانند به راحتي مفاهيم موردنظر را از آن برداشت كنند.
بی‌شك شما هم زمانی كه پردازنده‌ی پنتیوم 4 عرضه شد را به یاد دارید. در آن زمان همه جا صحبت از ویژگی‌های برتر این پردازنده بود. دستورالعمل‌های SSE2 ، كاشه‌ی Trace ، ALU سریع‌تر، از جمله‌ی این ویژگی‌ها بودند. با وجود این همه مزیت ممكن است فكر كنید كه یك پنتیوم 4 با فركانس 1500 مگاهرتز به راحتی پنتیوم 3 (1200 مگاهرتزی) و اتلون ایكسپی 1333 مگاهرتزی را پشت سر می‌گذارد. اما در عمل این طور نیست. علت این امر را باید در یكی از ویژگی‌های معماری پنتیوم 4 یعنی Hyper Pipeline جست. پایپ‌لاین‌ها یا خطوط لوله‌كشی مراحلی هستند كه دستورات پیش از ورود به مرحله‌ی اجرا در پردازنده باید طی كنند. اگر چه افزایش پایپ‌لاین‌ها به پنتیوم 4 اجازه می‌دهد كه به راحتی به فركانس‌های بالاتر صعود كند اما یك عیب بسیار بزرگ را ایجاد می‌كند. افزایش تعداد پایپ‌لاین‌ها باعث می‌شود تعداد عملیاتی كه پردازنده در هر سیكل فركانس توانایی انجام آن را دارد(آیپیسی) به شدت افت كند. این تأثیر تا جایی است كه اتلون ایكسپی كه 10 پایپ‌لاین دارد قادر به انجام 9 عمل در هر سیكل می‌باشد در حالی‌كه این مقدار در پنتیوم 4 فقط 6 عمل در هر سیكل است. اما عموم كاربران تفاوت میان فركانس و كارایی را درك نمی‌كردند و همواره پنتیوم 4 را از اتلون بهتر می‌دانستند. برای مقابله با این سوءبرداشت ایامدی تصمیم گرفت شماره مدل‌هایی به پردازنده‌های خود نسبت دهد. بدین‌ترتیب كه اتلون ایكسپی با فركانس 1333 مگاهرتز را +1500 نامید و به ازای هر 66 مگاهرتز افزایش فركانس 100 عدد به مدل اضافه نمود. علت این امر این است كه مقدار آیپیسی برای اتلون ایكسپی ، 5/1 برابر پنتیوم 4 است.
افزارسنجی‌ها نشان می‌دهد كه این شماره مدل‌ها به طور صادقانه‌ای تعیین شده‌اند و برای مقایسهی اتلون ایكسپی و پنتیوم 4 معیار نسبتاً مناسبی می‌باشند. گر چه در اكثر موارد اتلون ایكسپی كارایی بهتر و قیمت مناسب‌تری دارد.
نكته‌ی دیگر در رابطه با حافظه‌های قابل استفاده برای پردازنده‌های امروزی است. امروزه ما با بوردهایی برای پنتیوم 4 با سه نوع حافظه‌ی DDR SDRAM ، RD RAM یا SDRAM قدیمی مواجهیم. این در حالی است كه سیستم‌های اتلون ایكسپی را می‌توان با حافظه‌های DDR SDRAM یا SDRAM به كار برد. باید گفت كه پنتیوم 4 تنها زمانی به حداكثر كارایی خود می‌رسد كه با RDRAM به كار گرفته شود. در صورتی‌كه از حافظه‌های DDR به همراه پنتیوم 4 استفاده می‌كنید باید بدانید كه چنین سیستمی به ندرت به كارآیی یك اتلون ایكسپی با حافظه‌ی DDR می‌رسد ، چرا كه ساختار این پردازنده با 20 پایپ‌لاین و گذرگاه 400 یا 533 مگاهرتزی تنها با RDRAM هم‌خوانی دارد. در حالی‌كه ساختار اتلون ایكسپی از ابتدا منطبق با حافظه‌های DDR بوده است. با عرضه‌ی حافظه‌های سریع DDR و RD دیگر توجیهی برای استفاده از حافظه‌های كند SDRAM روی سیستم‌های رده بالا وجود ندارد، به خصوص كه قیمت حافظه‌های DDR تقریباً به اندازه‌ی حافظه‌های SDRAM شده و از RD RAM بسیار ارزان‌تر است. با در نظر گرفتن رسیدن قیمت پنتیوم 4 و اتلون ایكسپی به یك حد تصویر شماره‌ی 1 مربوط به بازی Unreal Tournament 2003 می‌باشد.
همان‌طور كه مشاهده می‌كنید پردازنده‌ها نتایج نزدیكی كسب كرده‌اند. معقول ، خرید سیستم‌های پنتیوم 3 ، سلرون (با هسته‌یTualatin) یا دوران منطقی به نظر نمی‌رسد.
برای این‌كه متوجه شوید این دو پردازنده چه كارایی دارند چند افزارسنجی مهم را به شما نشان می‌دهیم. در این افزارسنجی‌ها سیستم‌های اتلون ایكسپی با حافظه‌ی DDR و سیستم‌های پنتیوم 4 با حافظه‌ی RD به كار رفته‌اند. تمام پردازنده‌های پنتیوم 4 به جز یك مدل 2 گیگاهرتزی از هسته‌ی جدید پنتیوم 4 با 512 كیلوبایت كاشه‌ی درجه‌ی دو بهره می‌برند. كارت گرافیك هر دو سیستم Geforce 4 Ti 4600 می‌باشد.
در مورد بازی‌های كامپیوتری باید گفت كه در این دسته از كاربردها اهمیت كارت گرافیك بسیار بیشتر از پردازنده است. به طوری‌كه اگر همین افزارسنجی به همراه یك كارت >تیانتی 2< انجام می‌شد >نرخ فریم< چندین برابر كاهش می‌یافت. سفارش ما به هواداران بازی‌های كامپیوتری این است كه بدون توجه به كارت‌های گرافیكی مرسوم در بازار یك كارت قدرتمند از نسل Geforce 3 , Radeon 8500 , Geforce 4 Ti شكل 2 یا Radeon 9000 تهیه كنند و پول خود را برای خرید پردازنده‌ای با فركانس بالا هدر ندهند. این امر به این جهت اهمیت دارد كه تنها یك كارت گرافیك قدرتمند می‌تواند توان یك پردازنده‌ی قدرتمند را نشان دهد. در تصویر شماره‌ی 2 می‌بینید كه كارت‌های گرافیكی ضعیف مثل Geforce II MX با افزایش فركانس پردازنده نمی‌توانند هیچ تغییری در كارایی سیستم ایجاد كنند.
تصاویر 3 و 4 مربوط به كدگذاری فایل‌های MP3 و MPEG4 می‌باشند. از آن جهت كه در كدگذاری MP3 بیشتر قدرت اجرایی پردازنده مورد نیاز است اتلون ایكسپی بسیار قدرتمند ظاهر شده است. اما در كدگذاری MPEG4 از آن جا كه فشار بر روی زیر سیستم حافظه است ، پنتیوم 4 شكل 3 شكل 4 رقیب خود پیشی گرفته است.
افزارسنجی بعدی مربوط به نرم‌افزار 3DS MAX می‌باشد(تصویر شماره‌ی 5). با توجه به پشتیبانی نرم‌افزاری از SSE2 پنتیوم 4 نتایج نسبتاً خوبی كسب كرده است. با این وجود می‌بینیم كه اتلون ایكسپی با برخورداری از یك واحد محاسبات اعشاری سریع‌تر به راحتی پنتیوم 4 را مغلوب كرده است.
آن‌چه مسلم است این است كه نرم‌افزارهایی كه از معدود برتری‌های پنتیوم 4(مانند SSE2 و پهنای باند زیاد RDRAM) حداكثر استفاده را بكنند محدودند. چرا كه باید بدین منظور مورد بهینه‌سازی قرار گیرند. در مقابل اتلون ایكسپی تنها با تكیه بر قدرت موتورهای اجرایی خود و آیپیسی بالا بدون نیاز به بهینه‌سازی ، اكثر نرم‌افزارها را سریع‌تر اجرا می‌كند.
با توجه به آن‌چه گفته شد در حال حاضر یك سیستم اتلون ایكسپی با شماره مدلی بین +1600 تا +2000 همراه با حافظه DDR باصرفه‌ترین و بهترین انتخاب برای خرید است. چنین تركیبی مطمئناً از سیستم پنتیوم 4 هم رده‌ی خود ارزان‌تر بوده و در اكثر موارد از جمله بازی‌ها و كاربردهای محاسباتی كارآیی بهتری دارد. برای یك چنین سیستمی باید از یك خنك‌كننده‌ی مرغوب استفاده كنید چرا كه اتلون ایكسپیهای فعلی با فنآوری 18/0 میكرونی ساخته شده‌اند و گرمای زیادی تولید می‌كنند. البته برای كسانی كه نیاز به یك زیرسیستم قدرتمند حافظه (برای كارهایی چون كدگذاری MPEG4 یا برخی بازی‌ها) دارند تركیب پنتیوم 4 و RDRAM تركیبی گران ولی قدرتمند است. اگر چه در برنامه‌های روزمره مثل آفیس كارآیی اكثر پردازنده‌های امروزی كافی است ولی در این عرصه كاشه‌ی 512 كیلوبایتی پنتیوم 4 بسیار كارآمد است.
یكی دیگر از موارد برتری پنتیوم 4 نسبت به اتلون ایكسپی معدود نرم‌افزارهایی است كه به طور كامل برای SSE2 بهینه‌سازی شده باشند (مانند نرم‌افزار انیمیشن Lightwave). هم‌چنین سلرون‌هایی كه از هسته‌ی پنتیوم 4 با 128 كیلوبایت كاشه استفاده می‌كنند ، كارایی قابل‌قبول و قیمت مناسبی دارند. این پردازنده برای كسانی كه به دنبال یك پردازنده‌ی اینتل خنك و ارزان هستند ، انتخاب خوبی می‌باشد. اما كسانی كه كارآیی اتلون ایكسپی و پنتیوم 4 آن‌ها را ارضاء نمی‌كند بهتر است تا چند ماه دیگر و عرضه‌ی پردازنده‌ی 64 بیتی AMD ClawHammer صبر كنند. این پردازنده‌ی شگفت‌انگیز ، پردازش 64 بیتی را برای پردازنده‌های رومیزی به ارمغان می‌آورد. از ویژگی‌های آن می‌توان به پشتیبانی SSE2 ، تولید گرمای بسیار كم ، كنترل‌كننده‌ی حافظه‌ی مجتمع و گذرگاه حافظه‌ی 333 مگاهرتزی اشاره كرد.
رضاچيذري
شاد باشيد
محمدحسن قائد - روياگران
هدف اين مقاله بررسي آخرين سخت‌افزارها نيست ؛ بلكه هدف آن ايجاد آگاهي براي كاربران در مورد كارايي پردازنده‌هاي هم رده‌ي اينتل و ايامدي مي‌باشد. مقاله به زبان ساده نگاشته شده است به طوري‌كه كاربران مبتدي نيز مي‌توانند به راحتي مفاهيم موردنظر را از آن برداشت كنند.
بی‌شك شما هم زمانی كه پردازنده‌ی پنتیوم 4 عرضه شد را به یاد دارید. در آن زمان همه جا صحبت از ویژگی‌های برتر این پردازنده بود. دستورالعمل‌های SSE2 ، كاشه‌ی Trace ، ALU سریع‌تر، از جمله‌ی این ویژگی‌ها بودند. با وجود این همه مزیت ممكن است فكر كنید كه یك پنتیوم 4 با فركانس 1500 مگاهرتز به راحتی پنتیوم 3 (1200 مگاهرتزی) و اتلون ایكسپی 1333 مگاهرتزی را پشت سر می‌گذارد. اما در عمل این طور نیست. علت این امر را باید در یكی از ویژگی‌های معماری پنتیوم 4 یعنی Hyper Pipeline جست. پایپ‌لاین‌ها یا خطوط لوله‌كشی مراحلی هستند كه دستورات پیش از ورود به مرحله‌ی اجرا در پردازنده باید طی كنند. اگر چه افزایش پایپ‌لاین‌ها به پنتیوم 4 اجازه می‌دهد كه به راحتی به فركانس‌های بالاتر صعود كند اما یك عیب بسیار بزرگ را ایجاد می‌كند. افزایش تعداد پایپ‌لاین‌ها باعث می‌شود تعداد عملیاتی كه پردازنده در هر سیكل فركانس توانایی انجام آن را دارد(آیپیسی) به شدت افت كند. این تأثیر تا جایی است كه اتلون ایكسپی كه 10 پایپ‌لاین دارد قادر به انجام 9 عمل در هر سیكل می‌باشد در حالی‌كه این مقدار در پنتیوم 4 فقط 6 عمل در هر سیكل است. اما عموم كاربران تفاوت میان فركانس و كارایی را درك نمی‌كردند و همواره پنتیوم 4 را از اتلون بهتر می‌دانستند. برای مقابله با این سوءبرداشت ایامدی تصمیم گرفت شماره مدل‌هایی به پردازنده‌های خود نسبت دهد. بدین‌ترتیب كه اتلون ایكسپی با فركانس 1333 مگاهرتز را +1500 نامید و به ازای هر 66 مگاهرتز افزایش فركانس 100 عدد به مدل اضافه نمود. علت این امر این است كه مقدار آیپیسی برای اتلون ایكسپی ، 5/1 برابر پنتیوم 4 است.
افزارسنجی‌ها نشان می‌دهد كه این شماره مدل‌ها به طور صادقانه‌ای تعیین شده‌اند و برای مقایسهی اتلون ایكسپی و پنتیوم 4 معیار نسبتاً مناسبی می‌باشند. گر چه در اكثر موارد اتلون ایكسپی كارایی بهتر و قیمت مناسب‌تری دارد.
نكته‌ی دیگر در رابطه با حافظه‌های قابل استفاده برای پردازنده‌های امروزی است. امروزه ما با بوردهایی برای پنتیوم 4 با سه نوع حافظه‌ی DDR SDRAM ، RD RAM یا SDRAM قدیمی مواجهیم. این در حالی است كه سیستم‌های اتلون ایكسپی را می‌توان با حافظه‌های DDR SDRAM یا SDRAM به كار برد. باید گفت كه پنتیوم 4 تنها زمانی به حداكثر كارایی خود می‌رسد كه با RDRAM به كار گرفته شود. در صورتی‌كه از حافظه‌های DDR به همراه پنتیوم 4 استفاده می‌كنید باید بدانید كه چنین سیستمی به ندرت به كارآیی یك اتلون ایكسپی با حافظه‌ی DDR می‌رسد ، چرا كه ساختار این پردازنده با 20 پایپ‌لاین و گذرگاه 400 یا 533 مگاهرتزی تنها با RDRAM هم‌خوانی دارد. در حالی‌كه ساختار اتلون ایكسپی از ابتدا منطبق با حافظه‌های DDR بوده است. با عرضه‌ی حافظه‌های سریع DDR و RD دیگر توجیهی برای استفاده از حافظه‌های كند SDRAM روی سیستم‌های رده بالا وجود ندارد، به خصوص كه قیمت حافظه‌های DDR تقریباً به اندازه‌ی حافظه‌های SDRAM شده و از RD RAM بسیار ارزان‌تر است. با در نظر گرفتن رسیدن قیمت پنتیوم 4 و اتلون ایكسپی به یك حد تصویر شماره‌ی 1 مربوط به بازی Unreal Tournament 2003 می‌باشد.
همان‌طور كه مشاهده می‌كنید پردازنده‌ها نتایج نزدیكی كسب كرده‌اند. معقول ، خرید سیستم‌های پنتیوم 3 ، سلرون (با هسته‌یTualatin) یا دوران منطقی به نظر نمی‌رسد.
برای این‌كه متوجه شوید این دو پردازنده چه كارایی دارند چند افزارسنجی مهم را به شما نشان می‌دهیم. در این افزارسنجی‌ها سیستم‌های اتلون ایكسپی با حافظه‌ی DDR و سیستم‌های پنتیوم 4 با حافظه‌ی RD به كار رفته‌اند. تمام پردازنده‌های پنتیوم 4 به جز یك مدل 2 گیگاهرتزی از هسته‌ی جدید پنتیوم 4 با 512 كیلوبایت كاشه‌ی درجه‌ی دو بهره می‌برند. كارت گرافیك هر دو سیستم Geforce 4 Ti 4600 می‌باشد.
در مورد بازی‌های كامپیوتری باید گفت كه در این دسته از كاربردها اهمیت كارت گرافیك بسیار بیشتر از پردازنده است. به طوری‌كه اگر همین افزارسنجی به همراه یك كارت >تیانتی 2< انجام می‌شد >نرخ فریم< چندین برابر كاهش می‌یافت. سفارش ما به هواداران بازی‌های كامپیوتری این است كه بدون توجه به كارت‌های گرافیكی مرسوم در بازار یك كارت قدرتمند از نسل Geforce 3 , Radeon 8500 , Geforce 4 Ti شكل 2 یا Radeon 9000 تهیه كنند و پول خود را برای خرید پردازنده‌ای با فركانس بالا هدر ندهند. این امر به این جهت اهمیت دارد كه تنها یك كارت گرافیك قدرتمند می‌تواند توان یك پردازنده‌ی قدرتمند را نشان دهد. در تصویر شماره‌ی 2 می‌بینید كه كارت‌های گرافیكی ضعیف مثل Geforce II MX با افزایش فركانس پردازنده نمی‌توانند هیچ تغییری در كارایی سیستم ایجاد كنند.
تصاویر 3 و 4 مربوط به كدگذاری فایل‌های MP3 و MPEG4 می‌باشند. از آن جهت كه در كدگذاری MP3 بیشتر قدرت اجرایی پردازنده مورد نیاز است اتلون ایكسپی بسیار قدرتمند ظاهر شده است. اما در كدگذاری MPEG4 از آن جا كه فشار بر روی زیر سیستم حافظه است ، پنتیوم 4 شكل 3 شكل 4 رقیب خود پیشی گرفته است.
افزارسنجی بعدی مربوط به نرم‌افزار 3DS MAX می‌باشد(تصویر شماره‌ی 5). با توجه به پشتیبانی نرم‌افزاری از SSE2 پنتیوم 4 نتایج نسبتاً خوبی كسب كرده است. با این وجود می‌بینیم كه اتلون ایكسپی با برخورداری از یك واحد محاسبات اعشاری سریع‌تر به راحتی پنتیوم 4 را مغلوب كرده است.
آن‌چه مسلم است این است كه نرم‌افزارهایی كه از معدود برتری‌های پنتیوم 4(مانند SSE2 و پهنای باند زیاد RDRAM) حداكثر استفاده را بكنند محدودند. چرا كه باید بدین منظور مورد بهینه‌سازی قرار گیرند. در مقابل اتلون ایكسپی تنها با تكیه بر قدرت موتورهای اجرایی خود و آیپیسی بالا بدون نیاز به بهینه‌سازی ، اكثر نرم‌افزارها را سریع‌تر اجرا می‌كند.
با توجه به آن‌چه گفته شد در حال حاضر یك سیستم اتلون ایكسپی با شماره مدلی بین +1600 تا +2000 همراه با حافظه DDR باصرفه‌ترین و بهترین انتخاب برای خرید است. چنین تركیبی مطمئناً از سیستم پنتیوم 4 هم رده‌ی خود ارزان‌تر بوده و در اكثر موارد از جمله بازی‌ها و كاربردهای محاسباتی كارآیی بهتری دارد. برای یك چنین سیستمی باید از یك خنك‌كننده‌ی مرغوب استفاده كنید چرا كه اتلون ایكسپیهای فعلی با فنآوری 18/0 میكرونی ساخته شده‌اند و گرمای زیادی تولید می‌كنند. البته برای كسانی كه نیاز به یك زیرسیستم قدرتمند حافظه (برای كارهایی چون كدگذاری MPEG4 یا برخی بازی‌ها) دارند تركیب پنتیوم 4 و RDRAM تركیبی گران ولی قدرتمند است. اگر چه در برنامه‌های روزمره مثل آفیس كارآیی اكثر پردازنده‌های امروزی كافی است ولی در این عرصه كاشه‌ی 512 كیلوبایتی پنتیوم 4 بسیار كارآمد است.
یكی دیگر از موارد برتری پنتیوم 4 نسبت به اتلون ایكسپی معدود نرم‌افزارهایی است كه به طور كامل برای SSE2 بهینه‌سازی شده باشند (مانند نرم‌افزار انیمیشن Lightwave). هم‌چنین سلرون‌هایی كه از هسته‌ی پنتیوم 4 با 128 كیلوبایت كاشه استفاده می‌كنند ، كارایی قابل‌قبول و قیمت مناسبی دارند. این پردازنده برای كسانی كه به دنبال یك پردازنده‌ی اینتل خنك و ارزان هستند ، انتخاب خوبی می‌باشد. اما كسانی كه كارآیی اتلون ایكسپی و پنتیوم 4 آن‌ها را ارضاء نمی‌كند بهتر است تا چند ماه دیگر و عرضه‌ی پردازنده‌ی 64 بیتی AMD ClawHammer صبر كنند. این پردازنده‌ی شگفت‌انگیز ، پردازش 64 بیتی را برای پردازنده‌های رومیزی به ارمغان می‌آورد. از ویژگی‌های آن می‌توان به پشتیبانی SSE2 ، تولید گرمای بسیار كم ، كنترل‌كننده‌ی حافظه‌ی مجتمع و گذرگاه حافظه‌ی 333 مگاهرتزی اشاره كرد.
رضاچيذري
شاد باشيد
