mahyar_nel
Active Member
با استفاده از معمارى 64 بيتى فضاى آدرس حافظه به 2048 اگزابايت افزايش خواهد يافت. چنين حافظههايى امروزه براى سرويس دهندههاى مخابراتى و بانك اطلاعاتى موردنياز است و حداكثر تا 5 سال آينده در كامپيوترهاى شخصى هم كاربرد خواهند داشت. اما پردازندههاى 64 بيتى براى كامپيوترهاى روميزى در حال حاضر تنها تبليغى براى فروش بيشتر است.
با گذر به سوى پردازندههاى 64 بيتى انقلابى در صنعت انفورماتيك رخ مىدهد. نخستين نتيجه اين كار رسيدن فضاى آدرس حافظه به 2048 اگزابايت است. اما چه كسى به اينهمه حافظه نياز دارد؟
ميزان حافظهاى كه يك پردازنده مىتواند آدرس دهى كند به پهناى گذرگاه آدرس آن بستگى دارد. از زمان عرضه پردازنده i386DX از سوى اينتل، پردازندههاى X86 از اين نظر تغييرى نكردهاند.
از همان زمان نخستين پردازندههاى 32 بيتى، فضاى حافظه قابل آدرس دهى به 4 گيگابايت رسيد در حالى كه تنها مدتى است كه به لطف DIMM هاى 1 گيگابايتى استفاده از اين ميزان حافظه ممكن شده.
i386DX در اكتبر 1985 به بازار آمد و به اين ترتيب مرز 4 گيگابايتى حافظه پايه گذارى شد. از آن پس مطابق پيش بينى يكى از پايه گذاران اينتل با نام Moore، شمار ترانزيستورها در پردازنده هر 18 تا24 ماه دوبرابر مىشود.
بسامد پردازندهها هم از آن زمان تاكنون از 16 مگاهرتز به حدود 3 گيگاهرتز رسيده (يعنى 175 برابر شده). اينها همه در حاليست كه مرز 4 گيگابايتى حافظه همچنان سرجاى خود باقى است.
اما دست كم آدرس دهى سخت ديسكهاى IDE نشان داده كه اين مرزها چقدر خطرناكند. با افزايش گنجايش سخت ديسكها بر پايه توانهاى 2 از 4، 8، 16، 32... گيگابايت، همچنان هستند بايوسها يا سيستمعاملهايى كه قادر به شناسايى اين فضا نيستند.
اما اينتل با پيش بينى چند فرمان به فكر اين مرز بوده. تازه در سال 1995 بود كه پنتيوم پرو با گذرگاه آدرس 36 بيتى عرضه شد كه مىتوانست 64 گيگابايت حافظه را آدرسدهى كند. در سال 1997 هم پنتيوم 2 با ايده Physical Address Extension(PAE) به بازار آمد كه در آن مىشد فضاى بالاى 4 گيگابايت را با ثباتهاى عريضتر تحت كنترل درآورد. البته استفاده از ثبات عريضتر كمى كندتر است و سيستم عامل هم بايد از اين جريان پشتيبانى كند. ويندوز از نگارش 2000 به بعد اين كار را مىكند. افزودن به پهناى ثبات روشى است كه اىامدى Hammer را بر پايه آن مىسازد. اما اين پردازنده از همان آغاز بر پايه ثباتهاى پهنتر و چند حالت كارى طراحى شده. براى اطلاعات بيشتر مىتوانيد به مقاله «در درون Hammer چه مىگذرد؟» در همين شماره مراجعه كنيد.
پردازندههاى 64 بيتى
پردازنده و سازنده كاربردهاى نمونه ورود به بازار
ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
Power4- IBM بانك اطلاعاتى اكتبر 2001
PA 8700- HP بانك اطلاعاتى سپتامبر 2001
R14000A -SGI سرويس دهنده، گرافيك فوريه 2002
Alpha 21264C-كامپك بانك اطلاعاتى مى2002
UltraSPARC IIICu - Sun سرويس دهنده، گرافيك ژوئن 2002
ايتانيوم 2 - اينتل بانك اطلاعاتى جولاى 2002
Hammer- AMD هنوز مشخص نيست هنوز مشخص نيست
پردازندهاى كه اىامدى با نام ClawHammer طراحى كرده نخستين تلاش براى بازكردن پاى پردازشهاى 64 بيتى به بخش كاربردهاى خانگى و شخصى است. تا پيش از اين سيستمهاى 64 بيتى تنها در سيستمهاى پيچيده و ويژه به كار مىرفتند.
بانكهاى اطلاعاتى
با ديجيتالى شدن ارتباطات و موفقيت اينترنت حتى براى كاربردهاى شخصى، صنعت انفورماتيك در مرز يك دگرگونى بزرگ قرار گرفته. شبكههاى تلفن در سراسر دنيا هر روز بيش از پيش ديجيتال مىشوند و كشورهاى در حال توسعه زيرساختهاى كاملاً ديجيتال ايجاد مىكنند.
با پيوند خوردن پروتكل IP با اين مجموعه، كامپيوترهاى سرويسدهنده مركزى با حافظههاى زياد مورد نياز خواهند بود. اينگونه كامپيوترها مدتهاست كه براى سرويسهاى اينترنت كاربرد دارند.
هر بار كه در اينترنت از يك موتور جستجو همچون Google استفاده مىكنيد يك بانك اطلاعاتى عظيم كه بيش از 2 ميليارد صفحه وب را جستجو مىكند را به كار مىبريد. نخستين موتور جستجوى موفق با نام Altavista، يكى از اولين مشتريان پردازنده 64 بيتى Alpha بود. اين كاميپوترها با بيشترين حافظه ممكن مجهز شدند كه در آن زمان حرارت زيادى ايجاد مىكردند.
بانكهاى اطلاعاتى همچون Google در كسرى از ثانيه در ميلياردها متن ثبت شده در اينترنت آنچه كه موردنظر شماست را جستجو مىكنند. اگر لازم باشد اين اطلاعات از آرايه سختديسكها (Harddisk Array) خوانده شود ممكن است كار چند دقيقه طول بكشد كه در وب هيچكس اينقدر صبر ندارد.
به همين دليل لازم است تا دستكم آن بخش از دادههاى پركاربرد را هميشه در حافظه نگهداريم. اگر هر صفحه وب را به طور متوسط 80 كيلوبايت فرض كنيم مىتوان 000/50 صفه را در يك حافظه 4 گيگابايتى نگهداشت كه يك چهل هزارم چيزى است كه بايد مورد جستجو قرار بگيرد! Google با توجه به درخواستهاى كاربران براى موارد جستجو امتيازى به دست مىآورد كه براساس اين امتياز، موارد پركاربرد را در حافظه يك خوشه كامپيوترهاى لينوكس (Linux Cluster) با بيش از 10000 كامپيوتر سرويس دهنده نگه مىدارد. مديريت و پشتيبانى چنين مراكز كامپيوترى بسيار سخت است، به همين دليل شركتهاى زيادى كه با حجم عظيمى از دادهها سروكار دارند به كامپيوترهاى بزرگ با كاربردهاى ويژه رو مىآورند.
64 بيت براى خانه؟
هيچ شكى نيست كه سيستمهاى 64 بيتى براى كاربردهاى اينترانت و اينترنت بسيار لازم و ضرورىاند. هنگامى كه اينتل در 1999 ايتانيوم را به بازار داد اعلام كرد كه برنامهاى براى عرضه پردازندههاى 64 بيتى براى كاربردهاى روميزى ندارد. برنامههاى اينتل معمولاً براى 5 سال ادامه پيدا مىكنند اماتنها پس از دو سال در 2001 شايعاتى بر سرزبانها افتاد كه اينتل با پروژه Yamhill به دنبال عرضه سيستمهاى 64 بيتى براى كاربردهاى روميزى است. اىامدى هم به روشنى گفته بود در خانواده 64 بيتى Hammer، ClawHammer را براى كامپيوترهاى روميزى طراحى كرده. اما هنوز از پروژه Yamhillچيز زيادى نمىدانيم. يكى از مسئولين اينتل با نام Mike Fister كه در شركت اينتل او را آقاى ايتانيوم (Mr.Itanium) مىنامند پردازنده Prescott را به عنوان انقلابى در پردازندههاى 32 بيتى براى سه ماهه نخست سال 2003 وعده داد. در شماره آينده مقاله جالبى در اين مورد منتشر خواهيم كرد. توليدكنندگان پردازنده در اين فاصله به لزوم استفاده و چگونگى كاربرد فضاى آدرس بزرگ سيستمهاى 64 بيتى در كامپيوترهاى روميزى فكر مىكنند. حجم حافظه كامپيوترهاى شخصى هر سال دو برابر مىشود. اگر امروز 256 مگابايت RAM را يك حافظه متعارف بدانيم حافظه كامپيوترها در 4 سال آينده به 4 گيگابايت كه نقطه مرزى است مىرسد.
نقطه ضعف در نرمافزار
به نظر مىرسد پيش از آنكه كاربران نياز داشته باشند صنعت سختافزار مرز موجود را پشت سرمىگذارد. به طور سنتى سختافزار دوباره از نرمافزار و به ويژه سيستمهاى عامل پيشى گرفته. كارى كه اينتل با Explicit Parallel Computing(EPIC) كرده از بقيه تندروتر بوده. كامپايلرها براى توليد كد مناسب براى ايتانيوم تغييرات بسيارى لازم دارند. صنعت نرمافزار حتى براى بهره بردن از برخى تغييرات سختافزارى نسبتاً قديمىتر همچون MMX، 3DNow!، SSE و SSE2 تازه حدود 2 سال است كه به نتيجه رسيده و انتظار مىرود براى هماهنگى نرمافزار با سيستمهاى 64 بيتى زمان بيشترى لازم باشد. براساس گفته Mike Fister در سالهاى گذشته تنها 100 برنامه براى كار روى معمارى IA-46تهيه شدهاند. اين برنامهها به دليل گستردگىشان زمان زيادى هم براى رفع اشكال نياز دارند. البته اشكالات برنامهها بيشتر هنگام كار عملى از سوى كاربران كشف خواهند شد! از سوى ديگر حدود پنج سال است كه معمارىهايى همچون P6 (از پنتيوم تا پنتيوم 3) براى كامپيوترهاى شخصى به كار مىروند. تا زمانى كه نرمافزار خود را به پاى سختافزار نرساند و كاربران به حافظه بيش از 4 گيگابايت نياز نداشته باشند تنها از بسامد بالاتر پردازندههاى 64 بيتى در كامپيوترهاى روميزى استفاده خواهد شد. يك عدد بزرگ مىتواند تبليغ خوبى براى فروش در بازار باشد. جالب است بدانيد كه برخى حتى همين امروز اتلون XP و پنتيوم 4 را به دليل ثباتهاى SIMD 128 بيتىشان به عنوان پردازندههاى 128 بيتى مىفروشند!
با گذر به سوى پردازندههاى 64 بيتى انقلابى در صنعت انفورماتيك رخ مىدهد. نخستين نتيجه اين كار رسيدن فضاى آدرس حافظه به 2048 اگزابايت است. اما چه كسى به اينهمه حافظه نياز دارد؟
ميزان حافظهاى كه يك پردازنده مىتواند آدرس دهى كند به پهناى گذرگاه آدرس آن بستگى دارد. از زمان عرضه پردازنده i386DX از سوى اينتل، پردازندههاى X86 از اين نظر تغييرى نكردهاند.
از همان زمان نخستين پردازندههاى 32 بيتى، فضاى حافظه قابل آدرس دهى به 4 گيگابايت رسيد در حالى كه تنها مدتى است كه به لطف DIMM هاى 1 گيگابايتى استفاده از اين ميزان حافظه ممكن شده.
i386DX در اكتبر 1985 به بازار آمد و به اين ترتيب مرز 4 گيگابايتى حافظه پايه گذارى شد. از آن پس مطابق پيش بينى يكى از پايه گذاران اينتل با نام Moore، شمار ترانزيستورها در پردازنده هر 18 تا24 ماه دوبرابر مىشود.
بسامد پردازندهها هم از آن زمان تاكنون از 16 مگاهرتز به حدود 3 گيگاهرتز رسيده (يعنى 175 برابر شده). اينها همه در حاليست كه مرز 4 گيگابايتى حافظه همچنان سرجاى خود باقى است.
اما دست كم آدرس دهى سخت ديسكهاى IDE نشان داده كه اين مرزها چقدر خطرناكند. با افزايش گنجايش سخت ديسكها بر پايه توانهاى 2 از 4، 8، 16، 32... گيگابايت، همچنان هستند بايوسها يا سيستمعاملهايى كه قادر به شناسايى اين فضا نيستند.
اما اينتل با پيش بينى چند فرمان به فكر اين مرز بوده. تازه در سال 1995 بود كه پنتيوم پرو با گذرگاه آدرس 36 بيتى عرضه شد كه مىتوانست 64 گيگابايت حافظه را آدرسدهى كند. در سال 1997 هم پنتيوم 2 با ايده Physical Address Extension(PAE) به بازار آمد كه در آن مىشد فضاى بالاى 4 گيگابايت را با ثباتهاى عريضتر تحت كنترل درآورد. البته استفاده از ثبات عريضتر كمى كندتر است و سيستم عامل هم بايد از اين جريان پشتيبانى كند. ويندوز از نگارش 2000 به بعد اين كار را مىكند. افزودن به پهناى ثبات روشى است كه اىامدى Hammer را بر پايه آن مىسازد. اما اين پردازنده از همان آغاز بر پايه ثباتهاى پهنتر و چند حالت كارى طراحى شده. براى اطلاعات بيشتر مىتوانيد به مقاله «در درون Hammer چه مىگذرد؟» در همين شماره مراجعه كنيد.
پردازندههاى 64 بيتى
پردازنده و سازنده كاربردهاى نمونه ورود به بازار
ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
Power4- IBM بانك اطلاعاتى اكتبر 2001
PA 8700- HP بانك اطلاعاتى سپتامبر 2001
R14000A -SGI سرويس دهنده، گرافيك فوريه 2002
Alpha 21264C-كامپك بانك اطلاعاتى مى2002
UltraSPARC IIICu - Sun سرويس دهنده، گرافيك ژوئن 2002
ايتانيوم 2 - اينتل بانك اطلاعاتى جولاى 2002
Hammer- AMD هنوز مشخص نيست هنوز مشخص نيست
پردازندهاى كه اىامدى با نام ClawHammer طراحى كرده نخستين تلاش براى بازكردن پاى پردازشهاى 64 بيتى به بخش كاربردهاى خانگى و شخصى است. تا پيش از اين سيستمهاى 64 بيتى تنها در سيستمهاى پيچيده و ويژه به كار مىرفتند.
بانكهاى اطلاعاتى
با ديجيتالى شدن ارتباطات و موفقيت اينترنت حتى براى كاربردهاى شخصى، صنعت انفورماتيك در مرز يك دگرگونى بزرگ قرار گرفته. شبكههاى تلفن در سراسر دنيا هر روز بيش از پيش ديجيتال مىشوند و كشورهاى در حال توسعه زيرساختهاى كاملاً ديجيتال ايجاد مىكنند.
با پيوند خوردن پروتكل IP با اين مجموعه، كامپيوترهاى سرويسدهنده مركزى با حافظههاى زياد مورد نياز خواهند بود. اينگونه كامپيوترها مدتهاست كه براى سرويسهاى اينترنت كاربرد دارند.
هر بار كه در اينترنت از يك موتور جستجو همچون Google استفاده مىكنيد يك بانك اطلاعاتى عظيم كه بيش از 2 ميليارد صفحه وب را جستجو مىكند را به كار مىبريد. نخستين موتور جستجوى موفق با نام Altavista، يكى از اولين مشتريان پردازنده 64 بيتى Alpha بود. اين كاميپوترها با بيشترين حافظه ممكن مجهز شدند كه در آن زمان حرارت زيادى ايجاد مىكردند.
بانكهاى اطلاعاتى همچون Google در كسرى از ثانيه در ميلياردها متن ثبت شده در اينترنت آنچه كه موردنظر شماست را جستجو مىكنند. اگر لازم باشد اين اطلاعات از آرايه سختديسكها (Harddisk Array) خوانده شود ممكن است كار چند دقيقه طول بكشد كه در وب هيچكس اينقدر صبر ندارد.
به همين دليل لازم است تا دستكم آن بخش از دادههاى پركاربرد را هميشه در حافظه نگهداريم. اگر هر صفحه وب را به طور متوسط 80 كيلوبايت فرض كنيم مىتوان 000/50 صفه را در يك حافظه 4 گيگابايتى نگهداشت كه يك چهل هزارم چيزى است كه بايد مورد جستجو قرار بگيرد! Google با توجه به درخواستهاى كاربران براى موارد جستجو امتيازى به دست مىآورد كه براساس اين امتياز، موارد پركاربرد را در حافظه يك خوشه كامپيوترهاى لينوكس (Linux Cluster) با بيش از 10000 كامپيوتر سرويس دهنده نگه مىدارد. مديريت و پشتيبانى چنين مراكز كامپيوترى بسيار سخت است، به همين دليل شركتهاى زيادى كه با حجم عظيمى از دادهها سروكار دارند به كامپيوترهاى بزرگ با كاربردهاى ويژه رو مىآورند.
64 بيت براى خانه؟
هيچ شكى نيست كه سيستمهاى 64 بيتى براى كاربردهاى اينترانت و اينترنت بسيار لازم و ضرورىاند. هنگامى كه اينتل در 1999 ايتانيوم را به بازار داد اعلام كرد كه برنامهاى براى عرضه پردازندههاى 64 بيتى براى كاربردهاى روميزى ندارد. برنامههاى اينتل معمولاً براى 5 سال ادامه پيدا مىكنند اماتنها پس از دو سال در 2001 شايعاتى بر سرزبانها افتاد كه اينتل با پروژه Yamhill به دنبال عرضه سيستمهاى 64 بيتى براى كاربردهاى روميزى است. اىامدى هم به روشنى گفته بود در خانواده 64 بيتى Hammer، ClawHammer را براى كامپيوترهاى روميزى طراحى كرده. اما هنوز از پروژه Yamhillچيز زيادى نمىدانيم. يكى از مسئولين اينتل با نام Mike Fister كه در شركت اينتل او را آقاى ايتانيوم (Mr.Itanium) مىنامند پردازنده Prescott را به عنوان انقلابى در پردازندههاى 32 بيتى براى سه ماهه نخست سال 2003 وعده داد. در شماره آينده مقاله جالبى در اين مورد منتشر خواهيم كرد. توليدكنندگان پردازنده در اين فاصله به لزوم استفاده و چگونگى كاربرد فضاى آدرس بزرگ سيستمهاى 64 بيتى در كامپيوترهاى روميزى فكر مىكنند. حجم حافظه كامپيوترهاى شخصى هر سال دو برابر مىشود. اگر امروز 256 مگابايت RAM را يك حافظه متعارف بدانيم حافظه كامپيوترها در 4 سال آينده به 4 گيگابايت كه نقطه مرزى است مىرسد.
نقطه ضعف در نرمافزار
به نظر مىرسد پيش از آنكه كاربران نياز داشته باشند صنعت سختافزار مرز موجود را پشت سرمىگذارد. به طور سنتى سختافزار دوباره از نرمافزار و به ويژه سيستمهاى عامل پيشى گرفته. كارى كه اينتل با Explicit Parallel Computing(EPIC) كرده از بقيه تندروتر بوده. كامپايلرها براى توليد كد مناسب براى ايتانيوم تغييرات بسيارى لازم دارند. صنعت نرمافزار حتى براى بهره بردن از برخى تغييرات سختافزارى نسبتاً قديمىتر همچون MMX، 3DNow!، SSE و SSE2 تازه حدود 2 سال است كه به نتيجه رسيده و انتظار مىرود براى هماهنگى نرمافزار با سيستمهاى 64 بيتى زمان بيشترى لازم باشد. براساس گفته Mike Fister در سالهاى گذشته تنها 100 برنامه براى كار روى معمارى IA-46تهيه شدهاند. اين برنامهها به دليل گستردگىشان زمان زيادى هم براى رفع اشكال نياز دارند. البته اشكالات برنامهها بيشتر هنگام كار عملى از سوى كاربران كشف خواهند شد! از سوى ديگر حدود پنج سال است كه معمارىهايى همچون P6 (از پنتيوم تا پنتيوم 3) براى كامپيوترهاى شخصى به كار مىروند. تا زمانى كه نرمافزار خود را به پاى سختافزار نرساند و كاربران به حافظه بيش از 4 گيگابايت نياز نداشته باشند تنها از بسامد بالاتر پردازندههاى 64 بيتى در كامپيوترهاى روميزى استفاده خواهد شد. يك عدد بزرگ مىتواند تبليغ خوبى براى فروش در بازار باشد. جالب است بدانيد كه برخى حتى همين امروز اتلون XP و پنتيوم 4 را به دليل ثباتهاى SIMD 128 بيتىشان به عنوان پردازندههاى 128 بيتى مىفروشند!
