بررسی تفاوت‌ پردازنده‌های Phenom II و Athlon II

بررسی تفاوت‌ پردازنده‌های Phenom II و Athlon II
http://pnu-club.com/imported/2010/04/1278.jpg
در پردازنده‌های جدید استفاده از حافظه‌ اختصاصی پرسرعت برای پردازنده‌های چند هسته‌ای رواج زیادی یافته که این حافظه به صورت اشتراکی برای تمامی هسته‌ها در دسترس است. در این حالت حافظه پرسرعت لایه سوم می‌تواند سرعت دسترسی به اطلاعاتی که زیاد مورد استفاده پردازنده قرار می‌گیرند را افزایش ‌دهد و هسته‌ها مجبور به تبادل اطلاعات با حافظه‌های کندتر (همان حافظه اصلی RAM) نیستند.

تمامی این مطالب حداقل در حد یک تئوری مقبول اعتبار دارند. پردازنده‌های جدید Athlon II X۴ تولید AMD که در واقع همان پردازنده‌های Phenom II X۴ بدون حافظه L۳ Cache‌ به شمار می‌روند به نوعی دلیلی بر عدم اهمیت حافظه‌های لایه سوم در همه موارد هستند.

برای اکتشاف میزان اهمیت حافظه‌های لایه سوم تصمیم گرفتیم این دو پردازنده را در موارد مختلف مقایسه کنیم، اما پیش از اینکه بخواهیم در نتایج به دست آمده دقیق شویم لازم است ابتدا نیم‌نگاهی به نحوه عملکرد حافظه Cache و برخی نکات ابتدایی داشته باشیم.

عملکرد کلی حافظه Cache بسیار ساده است، این حافظه‌ها در حقیقت وظیفه همزمان‌سازی دسترسی به اطلاعات را بر عهده دارند و در نقش یک بافر، اطلاعات مورد نیاز را در خود نگهداری می‌کنند تا پردازنده نیازی به مراجعه به فواصل دورتر و منابع حافظه کندتر نداشته ‌باشد. معماری رایانه‌های امروزی به شکلی ‌است که پردازنده شامل سه مرحله حافظه Cache پیش از رسیدن و دسترسی به حافظه اصلی سیستم (RAM) است.

لایه دوم و به ویژه لایه سوم تنها به عنوان بافر ایفای نقش نمی‌کنند. آن‌ها همچنین وظیفه جلوگیری از توقف عملکرد و تبادل داده پردازنده در زمان افزایش ترافیک تبادل اطلاعات و داده‌ها میان هسته‌ها را بر عهده دارند.

اثربخشی حافظه Cache در کارکرد سیستم به میزان پاسخگویی‌های موفق آن به درخواست‌ها بستگی دارد، اگر به اطلاعاتی نیاز باشد که روی Cache وجود دارند این یک موفقیت برای حافظه به حساب می‌‌آید و اگر این داده‌ها روی این حافظه موجود نباشند سیستم به حافظه‌های ثانویه دیگر مراجعه می‌کند. مراجعه به این حافظه‌ها و در واقع عدم موفقیت حافظه Cache سبب کندی پردازش می‌شود، همانطور که موفقیت حافظه Cache قدرت و توان پردازش را افزایش می‌دهد.

میزان بیشتر حافظه Cache می‌تواند داده‌های بیشتری را آماده پردازش (Buffer) کند، اما ظرفیت بیشتر حافظه با افزایش زمان تاخیر دسترسی به اطلاعات آن نیز همراه خواهد بود. از آنجایی که این حافظه میزان زیادی از ترانزیستورهای پردازنده را درگیر می‌کند، بنابراین بسیار مهم است که نسبت مناسبی میان اندازه ترانزیستورها، مصرف انرژی، توان پردازشی و میزان تاخیرها در این مورد برقرار باشد.

● حافظه‌های لایه اول، دوم و سوم...

تمامی پردازنده‌های امروزی به حافظه‌های اختصاصی مجهز هستند. این حافظه‌ها اطلاعات و ساختار ضروری آن‌ها جهت پردازش را در خود نگهداری می‌کنند. ابتدایی‌ترین نوع این حافظه‌ها که حافظه‌های لایه اول یا L۱ Cache نیز خطاب می‌شوند اولین‌بار در پردازنده‌های ۴۸۶DX مشاهده شدند. در حال حاضر میزان حافظه استاندارد L۱ Cache در پردازنده‌های AMD، ۶۴ کیلوبایت حافظه L۱ Cache برای هر هسته است در حالی که اینتل فقط از ۳۲ کیلوبایت حافظه L۱ Cache برای هر یک از هسته‌ها بهره می‌گیرد.

حافظه‌های L۱ Cache در پردازنده‌ ۴۶۸DX اینتل معرفی شدند و تا به امروز جزء لاینفک پردازنده‌ها به شمار می‌روند.

حافظه‌های لایه دوم (L۲ Cache) از زمان پردازنده‌های Pentium III به بعد در تمامی پردازنده‌ها قابل مشاهده هستند، هرچند که در پردازنده‌های Pentium pro نیز به شکل دیگری به ‌کار گرفته شده بودند. پردازنده‌های امروزی تا ۶ مگابایت حافظه L۲ Cache روی ساختار اصلی خود دارند. برای مثال، این میزان را می‌توانید در پردازنده‌های دوهسته‌ای Core۲ Duo اینتل مشاهده می‌کنید که به صورت اشتراکی میان دو هسته استفاده می‌شود. حافظه‌های L۲ Cache به طور معمول بین ۵۱۲ کیلوبایت تا ۱ مگابایت برای هر هسته استفاده می‌شوند. پردازنده‌هایی با حافظه L۲ Cache کمتر، به طور معمول پردازنده‌های کمی ارزان قیمت‌تر هستند.

اما پردازنده‌های چهارهسته‌ای طراحی و معماری کنونی را با خود به ارمغان آوردند. در این میان شرکت AMD توانست با قرار دادن دو هسته به صورت مجتمع، کنترل‌کننده حافظه را نیز به درون پردازنده منتقل کند، در حالی که اینتل از قرار دادن دو هسته جداگانه درون یک بسته، اولین دوهسته‌ای خود را معرفی کرد.

حافظه Cache اختصاصی برای اولین‌بار در پردازنده‌های سری Core۲ Duo اینتل استفاده شد که از حافظه L۲ Cache اشتراکی برای دو هسته استفاده می‌کرد. اما باز این AMD بود که موفق شد اولین پردازنده چهارهسته‌ای واقعی را -که چهار هسته به صورت مجتمع در یک پردازنده مستقر کرده ‌بود- در پردازنده‌های چهارهسته‌ای Phenom معرفی کند. اینتل نیز این‌بار با ترکیب دو پردازنده دوهسته‌ای در کنار یکدیگر اولین پردازنده چهارهسته‌ای خود را معرفی کرد.

تاریخچه حافظه‌های L۳ Cache به سال ۱۹۹۵ بازمی‌گردد، اما پردازنده‌های Phenom محصول شرکت AMD اولین پردازنده‌های دسکتاپی بودند که از حافظه L۳ Cache‌ در آن‌ها استفاده می‌شد. پردازنده‌های ۶۵ نانومتری Phenom X۴ به همراه ۲ مگابایت حافظه L۳ Cache اشتراکی همچنین پردازنده‌های ۴۵ نانومتری PhenomII X۴ نیز به همراه ۶ مگابایت حافظه L۳ Cache اشتراکی تولید و عرضه شدند. پردازنده‌های Core i۷ و Core i۵ نیز به ۸ مگابایت حافظه L۳ Cache اختصاصی تجهیز شده‌اند.

● مقایسه پردازنده‌های AthlonII X۴‌ و PhenomII X۴

در این بررسی که میان دو پردازنده متفاوت از AMD شکل گرفته بیشترین دقت متوجه میزان بازدهی حافظه L۳ Cache در پردازنده‌های چهارهسته‌ای مدرن این شرکت است.

در یک سمت پردازنده Athlon II X۴ ۶۲۰ قرار دارد که به نوعی شاید بتوان آن‌ را به عنوان ضعیف‌ترین پردازنده چهارهسته‌ای معرفی کرد، اما این پردازنده اولین پردازنده چهارهسته‌ای بود که تا امروز با قیمت زیر ۱۰۰ دلار به بازار عرضه شده ‌است. این پردازنده از توان خوبی برخوردار است که البته همواره نمی‌تواند این کارایی را از خود بروز دهد، زیرا فاقد حافظه L۳ Cache است. برای زورآزمایی با این پردازنده در این رقابت از پردازنده پرقدرت Phenom II X۴ ۹۶۵ استفاده کرده‌ایم.

پردازنده Phenom II X۴ ۹۶۵ پرچمدار نسل جدید پردازنده‌های AMD‌ است در حالی‌که پردازنده Athlon II X۴ ۶۲۰ در مرز ورودی پردازنده‌های چهارهسته‌ای جدید AMD قرار دارد. اما باید توجه داشت که بطن هر دو پردازنده از لحاظ معماری و طراحی مشابه هستند به بیان دیگر هسته‌های پردازشی حافظه‌های L۱ Cache‌ و L۲ Cache‌ به طور کامل مشابه یکدیگرند. در واقع باید گفت تنها تفاوت این دو گروه پردازنده این است که در پردازنده‌های AthlonII حافظه L۳ Cache پردازنده‌های PhenomII‌ غیرفعال شده ‌است.

البته برای ملموس‌تر شدن آزمایش‌های شکل گرفته روی این دو پردازنده فرکانس پردازنده Phenom II X۴ ۹۶۵ را از ۴/۳ به ۶/۲ گیگاهرتز کاهش دادیم تا از این جهت نیز دو پردازنده، فرکانس مشابهی را داشته ‌باشند.

در حالت کلی باید گفت که توان مصرفی و راندمان پردازنده چهارهسته‌ای -که فاقد حافظه L۳ Cache است- به طور قطع بهتر خواهد بود.

در تست‌های انجام شده در بنچ‌مارک‌های PCMark Vantage و SiSoftware Sandra ۲۰۰۹ تنها تفاوت کمی به نفع پردازنده Phenom II X۴ ۹۶۵ مشاهده می‌شود که می‌توان آن ‌را به حافظه ۶ مگابایتی L۳ Cache آن نسبت داد. در تست حافظه PCMark، این پردازنده ۱۲ درصد کارایی بهتری دارد در حالی که در مجموع نتایج تست‌های بنچ‌مارک Sandra، این تفاوت به ۸ درصد کاهش می‌یابد.

در آزمایش‌های پردازنده بنچ‌مارک ۳DMark Vantage نیز فقط ۵ درصد تفاوت کارایی مشاهده می‌شد، این در حالی ‌است که نتایج کارایی GPU‌ در سیستم‌های مجهز به هر دو گونه پردازنده به طور کامل مشابه بود.

در بازی‌ها و نرم‌افزارهای گرافیکی نیز تفاوت کارایی میان ۸ تا ۲۰ درصد و گاهی اوقات نیز نتایج مشابهی مشاهده می‌شود. برای مثال، در تست‌های شکل گرفته در نرم‌افزار Photoshop CS۴ هیچ‌گونه تفاوت کارایی مشاهده نشد!

در مجموع باید گفت که کارایی پردازنده‌های AthlonII‌ در مقابل پردازنده‌های PhenomII‌ ما را به وجد آورد! زیرا با توجه به تفاوت‌های میان این دو پردازنده، به خصوص تفاوت قیمت آن‌ها استفاده از پردازنده‌های AthlonII‌ -به ویژه برای آن دسته از کاربرانی که نیم‌نگاهی نیز به هزینه خرید پردازنده دارند- به شدت توصیه می‌شود! اما نباید از کارایی و قابلیت‌های بالای پردازنده‌های PhenomII نیز به آسانی گذشت. در کل مشخص است که کارایی مناسب پردازنده‌های AthlonII‌ (نسبت مناسب کارایی به قیمت‌ آن‌ها) دلیل خوب نبودن پردازنده‌های PhenomII‌ نیست، تمام!





نیم نگاهی به برترین کارت‌های گرافیک موجود از خاندان nVIDIA

http://pnu-club.com/imported/2010/04/1279.jpg
اشتباه نکنید این تیتر مربوط به سیستم خنک‌کننده مبحث اصلی ما یعنی کارت‌های گرافیک آنچنانی است. پیش از هر چیز باید توجه داشت که در انتخاب کارت گرافیک دلخواه مانند هر قطعه دیگر، پول موجود در جیب حرف اول را می‌زند! اگر شما نیز از انواع کاربران بچه‌مایه‌دار تشریف دارید می‌توانید یکی از آن کارت‌های گرافیک افسانه‌ای مجهز به یک سیستم خنک‌کننده فضایی را خریداری کنید و به جای نصب روی کامپیوتر آن را روی میز خود بگذرید و از تماشای آن حالش را ببرید!

پس از کمی مزاح برگردیم به مبحث جدی، شاید اگر تصمیم به خرید کارت گرافیکی ارزان‌تر از ۱۵۰هزار تومان داشته‌ باشید نوع و استاندارد بودن سیستم خنک‌کننده حائز اهمیت نباشد (عطف به مثل زیبای رابطه آش با وجه پرداختی)، اما اگر مبلغ پرداختی به رقم ۳۰۰ هزار تومان نزدیک شد، آن زمان دیگر باید کارتی را خریداری کنید که قدرتمند، بی‌صدا و خنک باشد. زمانی که این مبالغ باز هم بالاتر بروند و از ۵۰۰ هزار تومان نیز تجاوز کنند، صحبت از امکانات مضاعفی پیش می‌آید و کاربران یک سیستم خنک‌کننده فضایی مانند سیستم‌های خنک‌کننده مایع را از کارت گران‌قیمت خود انتظار خواهند داشت.

شاید از اینکه مایعی درون کیس شما وجود داشته‌ باشد احساس خوبی نکنید اما باید گفت که متاسفانه این سیستم خنک‌کننده بسیار کاراست. برای مثال، می‌توان به کارت گرافیک EVGA GeForce GTX ۲۹۵ اشاره کرد که این سیستم خنک‌کننده به شرکت سازنده آن اجازه می‌دهد تا توان بالایی را برای این مدل دوهسته‌ای ایجاد کند. برای انجام تست‌ روی مدل‌های موجود و البته استاندارد و مورد قبول بودن نتایج این تست‌ها باید روی آن‌ها از خنک‌کننده‌های استاندارد استفاده کرد!

طراحی کارت‌های گرافیک دوهسته‌ای مستلزم توان بالاتر خنک‌کنندگی هستند زیرا با توجه به نوع طراحی باید در پردازنده‌ها، چیپ‌های حافظه و مدارهای برقی دو کارت مجزا در قالب یک کارت جای گیرند. این کارت‌ها نیازمند انرژی بیشتر و به‌ دلیل تولید گرمای دو برابر نیازمند سیستم خنک‌کننده قوی‌تری نیز هستند.

شرکت BFG یکی از برندهای جهانی و با آبروی تولید کارت‌های گرافیک حرفه‌ای است. در وادی کارت‌های گرافیک فضایی باید گفت GeForce GTX ۲۸۰ از شرکت MSI کار ساده‌تری برای خنک‌سازی نسبت به کارت گرافیک GeForce GTX ۲۹۵ از شرکت BFG‌ دارد، زیرا فقط دارای یک هسته پردازشی گرافیکی است.

البته اگر علاقه‌مند به استفاده از سیستم‌های خنک‌کننده بر مبنای مایعات نیستید باید گفت که شرکت nVIDIA کار بسیار جالبی برای خنک‌سازی کارت‌های گرافیک خود ارایه داده‌ است. nVIDIA در این سیستم از دو مجرای بزرگ برای فن‌های خنک‌کننده استفاده کرده است که پرصدا و بزرگ هستند. شرکت MSI در مدل‌های پیشرفته خود این تکنولوژی را هم از نظر کارایی و طراحی به خوبی ارتقا داده ‌است. مدل GeForce GTX ۲۸۵ SuperPipe یک نمونه از نوآوری‌های این شرکت است که از لوله‌های انتقال حرارت ۸ میلی‌متری در کنار دو فن قدرتمند بر فراز چیپ‌ست اصلی استفاده می‌کند.

● BFG GTX ۲۷۵ (۸۹۶ MB)

این کارت گرافیک قدرتمند که متاسفانه در سرزمین ما به سختی قابل خریداری است، دارای نسبت کارایی به قیمت مناسبی در میان کارت‌های اشرافی است. این کارت بدون اورکلاک، قابلیت رقابت با مدل گران‌تر GTX ۲۸۰ در انجام بازی‌ها را دارد. این مدل برای افرادی که به دنبال توان و کارایی بیش از مدل GTX ۲۶۰ هستند و نمی‌خواهند بیش از حد هزینه کنند بسیار مناسب است.

باید یادآوری کرد که کارت‌های گرافیک سری GTX ۲۶۰ بیشتر محبوبیت خود را مدیون قیمت پایین خود هستند و در میان آن‌ها برخی مدل‌ها از ۱۹۲ و برخی دیگر از ۲۱۶ واحد پردازش مسیر بهره‌مند هستند. همچنین برخی از کارت‌ها با تکنولوژی ۵۵ نانومتری طراحی شده‌اند در حالی که برخی دیگر از تکنولوژی ۶۵ نانومتری استفاده‌ کرده‌اند که پیش از خرید باید در مورد آن‌ها تحقیق کرد. در مورد کارت‌های گرافیک GTX ۲۷۵ نیاز به این‌گونه تحقیقات نیست! زیرا این کارت‌ها بر مبنای کارایی کارت‌های GTX ۲۸۰ طراحی و ساخته شده‌اند. این کارت‌ها همچنین از ۸۹۶ مگابایت حافظه رم به جای یک گیگابایت استفاده می‌کنند، از ۲۴۰ واحد پردازش مسیر کامل با فرکانس کاری بالاتر برخوردارند، برمبنای تکنولوژی ۵۵ نانومتری طراحی شده‌اند و فن‌های خنک‌کننده فابریک آن‌ها قوی و بی‌صدا هستند.

این کارت از DirectX ۱۰ پشتیبانی می‌کند و طول برد مدارهای آن حدود ۲۷ سانتی‌متر طول دارد. فرکانس پردازنده گرافیکی آن ۶۳۳ مگاهرتز و فرکانس حافظه GDDR۳ آن نیز ۱۱۳۴ مگاهرتز است.

● EVGA GTX ۲۹۵ Hydro Copper (۲x۸۹۶ MB)

این کارت گرافیک دو هسته‌ای یک غول بی‌شاخ و دم واقعی است! هیت‌سینک بزرگ این مدل به طور کامل فضای بین دو برد آن را پوشانده و باعث بالا رفتن وزن این کارت نیز شده ‌است که البته با دیدن آن انتظارات ما از کارایی و خنک‌کنندگی آن نیز بالا می‌رود. فرکانس‌های استاندارد برای کارت گرافیک GTX ۲۹۵ به ترتیب ۵۷۶ مگاهرتز برای پردازنده گرافیکی (GPU) و ۹۹۹ × ۲ مگاهرتز برای حافظه گرافیکی است. EVGA کمی این اعداد را ارتقا داده و در محصول این شرکت فرکانس پردازنده گرافیکی به ۷۲۰ مگاهرتز و فرکانس حافظه گرافیکی به ۱۰۸۰ × ۲ مگاهرتز رسیده‌ است.

در برخی آزمایش‌های انجام شده روی کارت‌های گرافیک، این کارت دو هسته‌ای بهترین نتایج را به دست آورد. برای مثال، در بازی Fallout۳ موفق شد در تمامی وضوح‌های تست‌شده با سرعت حدود ۹۰ فریم در ثانیه بازی را اجرا کند. مهم‌ترین نکته در خصوص این کارت گرافیک این بود که در تمامی شرایط بدون صدا به کار خود ادامه می‌داد. در مقایسه با کارت‌های معمولی Radeon HD ۴۸۷۰ X۲، کارت گرافیک EVGA GTX ۲۹۵ Hydro Copper چیزی در حدود ۳۰ درصد سریع‌تر است که این یعنی یک دنیا تفاوت! در حال حاضر در اجرای بازی‌های سه‌بعدی کارت‌های گرافیک EVGA با پردازنده‌های گرافیکی nVIDIA بهترین عملکرد را داشته‌اند. خلاصه اینکه در میان کارت‌های گرافیک موجود در بازارهای جهانی شاید بتوان این کارت را به عنوان سریع‌ترین کارت معرفی کرد.

● MSI N۲۸۰GTX OC HydroGen (۱,۰۲۴ MB)

دومین کارت گرافیک آن‌چنانی که از سیستم خنک‌کننده با آب استفاده می‌کند محصول اورکلاک‌شده MSI است. به طور معمول سیستم‌های خنک‌کننده بر مبنای مایعات روی کارت گرافیک عرضه نمی‌شوند و کاربر باید خودش نسبت به تهیه آن اقدام کند. این کارت گرافیک حرفه‌ای از MSI به همراه یک سیستم خنک‌کننده غول‌پیکر، زیبا و البته گران‌قیمت با آب عرضه می‌شود.

سیستم‌ خنک‌کننده با مایعات به این محصول اجازه می‌دهد که کارایی را از میزان در نظر گرفته‌ شده برای مدل‌های مرجع -که از سیستم خنک‌کننده با هوا استفاده می‌کنند- فراتر ببرد و در نتیجه توان بالاتری را ارایه کند. فرکانس‌های استاندارد برای کارت‌های گرافیک GTX ۲۸۰ به ترتیب فرکانس ۶۰۲ مگاهرتز برای پردازنده گرافیکی و ۱۱۵۰ × ۲ مگاهرتز برای حافظه است، اما فرکانس ارتقایافته این مدل ۷۰۰ مگاهرتز برای پردازنده گرافیکی و ۱۲۴۲ × ۲ مگاهرتز برای حافظه گرافیکی است. این فرکانس‌ها به این مدل اجازه می‌دهند تا در بنچ‌مارک‌های معتبر پا به ‌پای کارت‌های رده بالاتر و اورکلاک شده GTX ۲۸۵ کسب امتیاز کند.

سیستم خنک‌کننده با آب این مدل به طور تقریبی ۵۰۰ سی‌سی ظرفیت دارد و باعث می‌شود که دمای این کارت همواره کم‌تر از چیزی باشد که در سیستم‌های خنک‌کننده با هوا شاهد آن هستیم. این کارت نیز از DirectX نسخه ۱۰ پشتیبانی می‌کند و طول برد آن نیز به ۵/۲۶ سانتی‌متر می‌رسد و وزنی در حدود ۱۵۰۰ گرم نیز دارد!

● MSI N۲۸۵GTX SuperPipe OC (۱,۰۲۴ MB)

آخرین کارت موردنظر ما در این مطلب محصول دیگری از MSI است که یک نسخه اورکلاک شده از کارت GTX ۲۸۵ است. به طور معمول هنگام بررسی کارت‌های گرافیکی، کم پیش می‌آید که مورد غافل‌گیرکننده‌ای را مشاهده کنیم،‌ اما این مدل مانند خرگوش شعبده‌بازی‌ است که شرکت MSI‌ از کلاه خود درآورده‌ است! شاید بیش از مشخصات فنی خود کارت گرافیک نکته‌ای که جلب توجه می‌کند سیستم خنک‌کننده آن است که هم از نظر زیبایی بصری و هم از لحاظ نوع طراحی و کارایی بسیار جالب توجه است.

این سیستم خنک‌کننده صدای زیادی ندارد و در پردازش‌های دوبعدی بی‌صداست. خنک‌کنندگی این مدل در حالت آماده به کار نیز مناسب است و ۳ درجه خنک‌تر از فن‌های استاندارد این‌گونه کارت‌هاست که البته در زمان اوج کار دو درجه از میزان دما با فن‌های استاندارد گرم‌تر نیز است!

شاید کلمه OC در انتهای نام این مدل نمایانگر نسخه اورکلاک شده باشد، اما نباید زیاد روی این قضیه حساب باز کرد! فرکانس‌های مدل مرجع کارت‌های GTX ۲۸۵ به ترتیب ۶۴۸ مگاهرتز برای پردازنده گرافیکی و ۱۲۴۲ × ۲ مگاهرتز برای حافظه گرافیکی است در حالی که این مقادیر در کارت موردنظر ما به ۶۸۰ مگاهرتز برای پردازنده گرافیکی و ۱۲۵۰ × ۲ مگاهرتز برای حافظه گرافیکی می‌رسد که تغییر چشمگیری به شمار نمی‌رود!