مقدمه :

پردازنده های سری Core شرکت Intel شامل پردازنده های در سطح متوسط و حرفه ای برای

مشتریان معمولی و کاربردهای تجاری می باشد . بطور کلی پردازنده هایی که تحت نام Core در

بازار فروخته می شوند . دارای قدرت پردازشی بیشتری نسبت به پردازنده های سری Celeron می

باشند . به عنوان مثال پردازنده Xeon که در کامپیوترهای سرور (Server ) مورد استفادهقرار دارد . از

یک دیدگاه کلی پردازنده های این سری شامل انواع مدل های زیر می باشند :

Yonah Based : Core Duo , Core Solo
64 Bit : Core 2 Solo ,Core 2 Duo
Core Quad , Core 2 Exreme 2
Nehalem Based : Core i3 , Core i5 Core i7

در حال حاضر پردازنده های فعلی بازار کامپیوترهای شخصی 2 یا 4 هسته همزمان را پیاده سازی

کرده اند . ولی معماری پردازنده های سری Core 2  دیگر جوابگوی نیاز کاربران نیست . پردازنده

های این سری از فناوری SMT پشتیبانی نکرده ( یعنی هر هسته توانایی اجرای یک رشته را در

لحظه دارد ) و توان زیادی مصرف می کنند که این مسئله به ویژه در کامپیوترهای کیفی مهم جلوه

می کند . به همین دلیل شرکت Intel و رقیب دیرینه آن شرکت AMD معماری های جدیدی را معرفی

نمودند . که معماری  Nehalem نام دارد و شامل پردازنده های سری Core i3 , Core i5 , Core i7 می

باشد . که نسبت به معماری قبلی مزایای زیادی دارد . در این مقاله قصد داریم معماری Nehalem را

معرفی کرده .

پردازنده های این سری را با یکدیگر مقایسه نموده و فناوری های بکار گرفته شده در این معماری را

شرح دهیم .
 
معماری Nehalem Intel :  بطور کلی در معماری ( Nehalem ) ارتباط بین پردازنده و کنترلگر حافظه

اصلی ( Memory Controller Hub ) که به پلشمالی ( North Bridge ) نیز معروف است و باعث

بوجود آمدن مفهومی به نام گذرگاه جلویی یا FSB شده بود حذف شده است و MCH به درون

پردازنده انتقال پیدا کرده است .

بنابراین پردازنده با داشتن کنترلگر حافظه DDR3 بطور مستقیم با ماجول های پرسرعت حافظه DDR3

در ارتباط خواهد بود  به واسطه این ارتباط مستقیم مفهوم جدیدی به نام  Quick Path )

 Interconnection) QPI به وجود آمده که دارای سرعت بیشتری نسبت به FSB می باشد .

بنابراین در این معماری پردازنده از طریق گذارکاهی به نام  Direct Media Interface ) DMI )با I/O

 Controller Hub ) ICHکه همان پل جنوبی ( South Bridge ) می باشد و مسئول کنترول کلیه ادوات

و پورت های I/O است در ارتباط خواهد بود .

به طور کلی این معماری ( Nehalem ) جانشینی برای خانواده Core 2 محسوب می شود .

پردازنده های Core i3 , i5 , i7 همگی تحت معماری Nehalem ساخته شده اند .

در این معماری 256 کیلوبایت حافظه Cache از نوع L2 برای هر هسته در نظر گرفته شده است .

همچنین مفهوم L3 Cache نیز در این معماری به مجموعه پردازنده اضافه شده است که با توجه به

نوع پردازنده این میزان حداگثر تا 12 مگابایت در نظر گرفته شده است .

در این معماری فناوری های Hyper Threading و Turbo Boost نیز بکار گرفته شده اند .

فناوری چند رشته ای بصورت همزمان ( SMT )

هر هسته قابلیت اجرای 2 رشته ( Thread ) را به صورت همزمان خواهد داشت .

* کارآمدیی فوق العاده موثر پردازنده .

* افزایش میزان حافظه های Cache و پهنای باند حافظه .

* مزایا : قابلیت انجام کارهای سنگین تر ( چند رشته ای و بیشتر ) مانند برنامه های جند رسانه ای

بانک های اطلاعاتی موتورهای جستجو و در نهایت بکار گرفتن سیاست چند وظیفه ای .

در واقع منظور از فناوری Siultaneous Multi Threading ) SMT )

* رشته SMT همان فناوری Hyper Threading می باشد . این مسئله که قابلیت چند رشته ای

حتی هنگامی که Nehalem با وظایف غیر چند رشته ای سروکار دارد نیز مفید است . بسیار مهم

می باشد .

منابع هر کدام از هسته ها به اندازه فضای کاری مورد نیازشان به اشتراک گذاشته شده است

بنابراین اگر دو رشته در حال اجرا باشند هر کدام از آنها نیمی از منابع قابل دسترسی را در اختیار

می گیرند اما اگر تنها یک رشته در حال ورود به هسته باشد آن رشته تمامی توجه هسته را جلب

می کند ( هسته را در اختیار می گیرد ) .

فناوری Turbo Boost :

از پردازنده های سری Penryn به بعد در محصولات شرکت Intel واحدی به نام ( Power Control Unit

 ) PCU به مجموعه واحد پردانده اضافه شد .

همان طور که از اسم این واحد پیدا است این بخش از CPU مسئول کنترول توان مصرفی هر کدام از

هسته های پردازنده می باشد . همجنین با استفاده از سنسورهای مربوط به دما می توان دمای

هر کدام از هسته ها را نیز به دست آورد . بنابراین فعال یا غیر فعال بودن هر کداماز هسته ها توان

مصرفی هر کدام از آنها و همچنین فرکانس کاری هر هسته توسط PCU کنترول می شود .

با بکارگیری فناوری Turbo boost هر کدام از هسته های پردازنده این قابلیت را خواهند داشت تا

هنگامی که بیکار ( Idle ) هستند توسط CPU خودشان را خاموش کنند . از سوی دیگر هسته فعال

می تواند از انرژی ذخیره شده هسته خاموش شده استفاده کرده و قدرت و توان خود را بیشتر از

مقدار تعریف شده برای پردازنده ( پیش فرض ) نماید .

بنابراین با استفاده از فناوری Turbo Boost هسته های فعال این اجازه را خواهند داشت تا بطور

هوشمندانه ای توان  (Clock ) خود را از 133 مگاهرتر ( از آنچه که از قبل برای پردازنده تعیین شده

است ) بالاتر ببرند .

حال که با فناوری های جدید شرکت Intel آشنا شدیم خصوصیات هر یک از پردازنده های مبتنی بر

ریز معماری Nehalem را تشریح خواهیم کرد .

پردازنده های Core i3 :

* پشتیبانی از فناوری Hyper Threading

* عدم پشتیبانی از فناوری Turbo Boost .

* فناوری ساخت : 32 نانومتری .

* تولید شده در سری Arrandale برای کامپیوترهای کیفی و سری Clarkdale برای دسکتاپ .

* قدرت ( توان ) و قیمت پایین تر نسبت به Core i5 و Core i7 می باشد .

برخی از کامپیوترهای کیفی که دارای پردازنده های Core i3 هستند عبارتند از :

Acer Aspire As5740
5691-Acer Aspire As7740
ِDell Inspiron 15
2150us-HP dv6
IBM Lenovo C560
Sony cw Series VPCCW2NFX/LU
Toshiba Satellite U500.ST6344

پردازنده های Core i5 :

* تاریخ معرفی به بازار : 8 سپتامبر 2009 .

* پشتیبانی از فناوری Turbo Boost .

* این سری دارای مدل های 2 و 4 هسته ای می باشد ( 4 رشته )

* فناوری ساخت : 32 نانومتری و 45 نانومتری .

* قدرت ( توان ) و قیمت پایین تر نسبت به Core i7 .

پردازنده های Core i5 برای کامپیوتر های کیفی در سری Arrandale و برای کامپیوتر های دسک تاپ

در دو سری ClarkDale و Lynnfield ساخته شده اند .

یکی از مهم ترین نکات در مورد پردازنده های Core i5 این است که در مدل های 4 هسته ای دیگر

امکان Hyper Threading غیر فعال شده است . بنابراین چه در حالت 2 هسته ای و چه در حالت 4

هسته ای تنها امکان پردازش چهار رشته بصورت همزمان وجود دارد .

برخی از کامپیوترهای کیفی که دارای پردازنده های Core i5 هستند عبارتند از :

Acer Aspire AS5940G
CTL TW9
Dell Studio 14
HP Pavilion dv4i Series
Lenovo ThinkPad T Series
Micro Express NBL50
ُSony V Alo CW290x.VPCW290x
Toshiba Satellite L500.ST5507

بنابراین تا بدین جای کار متوجه شدیم که پردازنده های سری i3 و i5 به هر حال قادر به پردازش

حداکثر چهار رشته بصورت همزمان می باشند . بنابراین برای انجام پردازش های سنگین تر باید به

سراغ پردازنده های سری i7 برویم که پردازش تعداد بیشتری رشته را برای ما امکان پذیر می کنند .

پردازنده های Core i7 :

* تاریخ معرفی به بازار : 17 نوامبر 2008

* پشتیبانی از فناوری Hyper Threding

* این سری دارای مدل 2 , 4 , 6 هسته ایمی می باشد ( 4 , 8 , 12 رشته )

* فناوری ساخت : 32 نانومتری

* 45 نانومتری .

* بهره مندی از بالاترین قدرت پردازشی نسبت به سایر مدل ها در معماری Nehlem .

مدل Gulftown در حال حاضر روانه بازار نشده است . اما به زودی به تولید انبوه خواهد رسید .

این مدل اولین پردازنده 6 هسته ای شرکت Intel است که توانایی پردازش دوازده رشته را بصورت

همزمان دارد ( هر هسته دو رشته ) .

این مدل در گروه Extreme Edition از پردازنده های سری i7 قرار می گیرد .

یکی از نکات مهم در مورد معماری Nehalem این است که پردازنده Core i7 به عنوان اولین پردازنده از

خانواده Nehalem به دنیا معرفی شد .

شناسه Core i7 به عنوان اولین خانواده پردازنده های با نام رمز Bloomfield در نظر گرفته شده است

 i7 اولین با در تاریخ 17 نوامبر سال 2008 میلادی در کاستاریکا اسمبل شده و در Arizona , New

 Mexico و Oregon  ساخته شد .

برخی از کامپیوترهای کیفی که دارای پردازنده های Core i7 هستند عبارتند از :

ََAlienware M15x
ASUS M60j
ASUS C60j
ASUS C51j
Cyberpower Xplorer X6-6720
Cyberpower Xplorer X5-6720
ُSager NP8682

همان طور که می دانید پردازنده های مورد استفاده در کامپیوتر های کیفی و نت بوک ها باید توان

مصرفی بسیار کمی داشته باشند تا بتوان از باتری دستگاه استفاده بشتری نمود . Intel این مشکل

را با تولید پردازنده های سری Atom ( در سال 2008 ) که فوق العاده کم مصرف هستند . برای نوت

بک ها حل کرده است .

اما در کامپیوترهای کیفی چون نیاز پردازنده های با قدرت بیشتر احساس می شود . باید تعداد

هسته ها را افزایش داد .

سال گذشته در یک کنفرانس خبری شرکت Intel رسمآ اعلام کرد که تحت معماری فعلی دیگر امکان

افزایش کلاک پردازنده وجود ندارد و یکی از بهترین راه ها جهت افزایش سرعت پردازنده ها افزایش

تعداد هسته ها می باشد . همان طور که در این مقاله مشاهده نمودید Intel توانسته است با

معماری Nehalem تا حدودی مشکل سرعت و توان مصرفی پردازنده را به شکلی توامآ با یکدیگر حل

کند . در شکل زیر معماری Nehlem با پردازنده های سری Core 2 و همچنین پردازنده های AMD

از نظر توان مصرفی مقایسه شده است .