پردازنده‌های نسل دوازدهم آلدر لیک، آغاز انقلاب اینتل

با اینکه اینتل به‌تازگی پردازنده‌ی نسل یازدهم موسوم به راکت لیک اس (Rocket Lake-S) را برای دسکتاپ معرفی کرده است، اما نگاه‌ها از الان به نسل بعدی پردازنده‌ی این شرکت که قرار است اواخر سال ۲۰۲۱ عرضه شود، دوخته شده است. علت این کم توجهی به محصول تازه عرضه شده‌ی اینتل آن است که پردازنده‌های نسل یازدهمی کلاس دسکتاپ تیم آبی در برابر رقبا و حتی نسل قبلی پردازنده‌های خود این شرکت، عملکرد قابل دفاعی ندارند. 

مهم‌ترین عاملی که ممکن است کاربران را در خرید راکت لیک مردد کند، متکی بودن این پردازنده‌ها به لیتوگرافی قدیمی ۱۴ نانومتری است. در حال حاضر پردازنده‌های AMD با لیتوگرافی ۷ نانومتری ارائه می‌شوند و حتی پردازنده‌های لپ‌تاپ خانواده‌ی تایگر لیک اینتل (Intel Tiger Lake) بر پایه‌ی لیتوگرافی ۱۰ نانومتری سوپرفین تولید شده‌اند. 

به‌گفته‌ی اینتل، بازگشت به لیتوگرافی ۱۴ نانومتری و استفاده از هسته‌‌های Cypress Cove باعث شد IPC (دستورالعمل بر سیکل کلاک) پردازنده‌های راکت لیک اس درمقایسه‌با محصولات نسل‌دهمی این شرکت با رشد ۱۹ درصدی مواجه شود؛ در واقعیت اما دلیل پافشاری اینتل به لیتوگرافی قدیمی احتمالا به خاطر محدودیت ظرفیت این شرکت به ساخت تراشه‌ی ۱۰ نانومتری است و سری راکت لیک با حداقل‌های اینتل ساخته شده است. 

عامل دیگری که از جذابیت خرید پردازنده‌های راکت لیک می‌کاهد، تعداد کمتر هسته‌های آن در مقایسه با مدل‌های دیگر است. در واقع قوی‌ترین مدل پردازنده‌های راکت لیک (i9-11900K) تنها دارای هشت هسته و ۱۶ ترد است؛ درحالی‌که پردازنده‌ی پرچم‌دار دسکتاپ AMD یعنی Ryzen 5950X دارای ۱۶ هسته و 5900X دارای ۱۲ هسته است. داستان زمانی عجیب‌تر می‌شود که بدانید حتی پرچم‌دار نسل دهم اینتل، یعنی Intel Core i9-10900K، دو هسته‌ی بیشتر در مقایسه با پرچم‌دار نسل یازدهمی دارد.  

اینکه چرا پردازنده‌های نسل یازدهمی دسکتاپ اینتل دو هسته کمتر از نسل قبلی دارد، به استفاده از لیتوگرافی ۱۴ نانومتری مربوط می‌شود. وقتی پردازنده و کارت گرافیکی که طی فناوری ساخت ۱۰ نانومتری، بسیار متراکم‌تر شده، برای استفاده در فناوری ساخت ۱۴ نانومتری به کار برده می‌شود، باید بزرگ‌تر شود و به همین خاطر جای بیشتری روی تراشه اشغال می‌کند. درنتیجه، تراشه‌های نسل یازدهم کلاس دسکتاپ اینتل برای ۱۰ هسته جای کافی ندارند و اینتل مجبور به حذف دو هسته از  Die پردازنده شده است.

به هر حال، اگر برای خرید پردازنده و ارتقا سیستم خود عجله ندارید، پیشنهاد می‌کنیم تا عرضه‌ی نسل دوازدهم پردازنده‌های اینتل صبر کنید. پردازنده‌های سری آلدر لیک اس که برخی ویژگی‌های آن‌ها به‌تازگی فاش شده است و در ادامه آن‌ها را بررسی خواهیم کرد، بدون شک گزینه‌های جذاب‌تری برای خرید خواهند بود. 

تحولات گسترده‌ی نسل ۱۲ اینتل آلدرلیک

با وجود تغییرات بسیار اندک پردازنده‌های اینتل طی سال‌های گذشته و استفاده از معماری و لیتوگرافی یکسان از نسل ۶ تا ۱۱، آلدرلیک‌ها به‌لطف تغییرات گسترده اولین سری محصولات اینتل خواهد بود که تحول چشمگیری را نسبت به گذشته تجربه خواهد کرد. اطلاعات جدیدی که در وب‌سایت VideoCardz از این پردازنده فاش شده، نشان می‌دهد نسل دوازدهم پردازنده‌های اینتل از آنچه ابتدا تصور می‌شد، هیجان‌انگیزتر باشد. آلدرلیک‌ها به‌صورت خلاصه:

• معرفی و آغاز تولید در نیمه دوم سال ۲۰۲۱
• طراحی هیبریدی با استفاده از هسته‌های توانمند و کم‌مصرف
• فناوری ساخت ۱۰ نانومتری سوپرفین
• سوکت جدید LGA 1700
• پشتیبانی از PCIe 5 و DDR5
• چهار نسخه: سری S برای دسکتاپ‌ها،  سری P برای لپ‌تاپ‌ها، سری M برای محصولات کم‌‌توان، سری L برای جایگزینی اتم‌ها، سری N برای مقاصد آموزشی مانند کروم‌بوک‌ها
• واحد گرافیکی جدید Gen 12 Xe
• طراحی جدید زمان‌بندی کننده‌ی دستورها پردازشی برای سیستم‌عامل

اطلاعات غیررسمی وب‌سایت VideoCardz از مشخصات سری پردازنده‌های مین استریم دسکتاپ اینتل

افزایش چشمگیر عملکرد با چیدمان big.LITTLE

براساس گزارش wccftech، شایعات برگرفته از فناوری هیبریدی اینتل حاکی از آن است که تیم آبی در نسل دوازدهم پردازنده‌های خود از فلسفه‌ی big.LITTLE استفاده خواهد کرد. big.LITTLE که موفقیت زیادی در گوشی‌های هوشمند کسب کرده است، برای اولین‌بار در پردازنده‌های رده‌بالای X86 به کار گرفته خواهد شد.

چیدمان big.LITTLE که ARM آن را ابداع کرد، به سازندگان پردازنده امکان می‌دهد تا بسته به نیاز و تقاضا، خوشه‌ای با عملکرد قوی یا خوشه‌ای کم‌مصرف انتخاب کنند. بدین ترتیب، در هسته‌های بزرگ‌تر، خروجی و نرخ زمانی بیشتر و در هسته‌های کوچک‌تر، مصرف انرژی بهینه‌تر است.

آلدر لیک به لطف معماری هیبریدی خود، از ترکیبی از هسته‌های توانمند و پرمصرف Golden Cove (نسل جدید طراحی Sunny Cove فعلی که در نسل ۱۰ و ۱۱ به‌کار رفته است) با هسته‌های کم‌مصرف Gracemont (جانشین هسته‌ی Tremont) با تأکید بیشتر بر بهینگی مصرف، بهره خواهد برد. هسته‌های توانمند مانند پردازنده‌های فعلی از ترد‌های مجازی نیز بهره می‌برند درحالی‌که شرایط برای هسته‌های کم‌مصرف اینگونه نیست.

به گفته‌ی اینتل هسته‌های Golden Cove نه‌تنها در قیاس با Sunny Cove، بلکه عملکرد به مراتب بهتری از انواع Willow Cove که در سری تایگر‌لیک (قوی‌ترین هسته‌های حال حاضر اینتل) خواهند داشت. عملکرد بهتر در کاربری‌های هوش مصنوعی، قابلیت‌های شبکه‌ی پیشرفته‌تر و امنیت بهتر تنها بخشی از بهبود‌های این ریزمعماری جدید است. در طرف دیگر Grace Montها نیز اکنون با بهبود‌هایی در زمینه‌ی عملکرد برداری، پشتیبانی از دستورها AVX و مصرف و تولید حرارت کمتر، قدم بلندی در برابر هسته‌های کوچک پیشین اینتل خواهند بود.

اگرچه طراحی big.LITTLE انقلابی در کامپیوترهای رومیزی ایجاد نخواهد کرد، اما در دستگاه‌های قابل‌حمل نظیر لپ‌تاپ در کنار توان بیشتر، باعث افزایش چشمگیر عمر باتری خواهد شد. 

طبق گزارش وب‌سایت VideoCardz، اطلاعاتی که از افشای معرفی آلدر لیک به دست آمده، افزایش ۲۰ درصدی عملکرد در وظایف تک تردی و بیش از ۴۰ درصد در وظایف چند تردی وعده داده است. البته مشخص نیست این افزایش عملکرد در مقایسه با کدام محصول اینتل ارزیابی شده است. از نظر منبع،‌ احتمالا اینتل این افزایش عملکرد را در مقایسه با راکت لیک یا قطعات تایگر لیک نسل یازدهمی مطرح کرده است. 

بااین‌حال، طبق اعلام اینتل، آلدر لیک با تمرکز ویژه بر افزایش عملکرد طراحی شده است. راجا کدوری، معمار ارشد شرکت اینتل، در رویداد Architecture Day 2020 و هنگام معرفی آلدر لیک گفته بود:‌ «ما در حال توسعه‌ی چشمگیر معماری هیبریدی با تمرکز بر بهبود عملکرد هستیم.»

استفاده از چیدمان جدید هیبریدی، نیاز به بهینه‌سازی‌های گسترده‌ای در سطح سیستم‌عامل و نرم‌افزار‌ها دارد. تمامی بخش‌های مختلف باید سازگاری مناسبی با توپولوژی جدید پردازنده داشته باشند تا دستوارت به‌صورت صحیح و به‌ هسته‌های مناسب ارسال شوند. در همین راستا راجا کدوری وعده‌ی عرضه‌ی واحد زمان‌بندی کننده‌ی جدیدی همراه‌با آلدرلیک داده است تا هماهنگی بهتری بین سیستم‌عامل و پردازنده ایجاد کند.

واحد گرافیکی قوی‌تر 

پس از ورود راجا کدوری به اینتل و سرمایه‌گذاری این شرکت در تولید پردازنده‌های گرافیکی، شاهد بهبود محسوس واحد‌های گرافیکی اینتل هستیم. درحالی‌که پیش‌تر واحد‌های موجود در سری رایزن AMD با اختلاف زیادی رقبای اینتلی را شکست می‌دادند، اکنون پردازنده‌های Xe حتی قادر به شکست واحد‌های وگا AMD نیز هستند.

از اطلاعات فاش شده پیش‌بینی می‌شود که آلدر لیک با واحد گرافیک سری Xe HP عرضه شود. این دسته از پردازنده‌های گرافیکی در همان خانواده‌ی نسل ۱۲ قرار می‌گیرند که پیش‌تر در سری راکت‌لیک و تایگر لیک نیز به کار گرفته شده بودند. اما احتمالا با بهبود‌هایی به‌خصوص در بخش فرکانس کاری همراه خواهند بود. محصولات سری دسکتاپ احتمالا به واحد‌های گرافیکی با ۳۲ واحد پردازشی (۲۵۶ سایه‌زن)، فرکانس ۱/۵ گیگاهرتز و کد GT1 و سری لپ‌تاپ به ۹۶ واحد پردازشی (۷۶۸ سایه‌زن)، فرکانس کاری ۱/۱۵ گیگاهرتز و کد GT2 مجهز خواهند بود. بخش گرافیکی پردازنده‌های آلدرلیک قابلیت پشتیبانی از حداکثر ۵ خروجی تصویر را خواهند داشت.

اما نکته‌ی مهم در این خصوص وجود پشتیبانی از حافظه‌های سریع نسل جدید DDR5 است. واحد‌های پردازشی یکپارچه به دلیل فقدان حافظه‌ی رم اختصاصی، از حافظه‌ی رم کامپیوتر بهره می‌برند که به دلیل پهنای باند کمتر، گلوگاه زیادی در عملکرد پردازنده ایجاد می‌کنند. سرعت دو برابری DDR5 می‌تواند عملکرد واحد گرافیکی یکپارچه را به شکل بسیار محسوسی افزایش دهد.

لیتوگرافی ۱۰ نانومتری سوپرفین

اینتل برای تولید آلدرلیک‌ها از نسل دوم لیتوگرافی ۱۰ نانومتری سوپرفین خود بهره خواهد گرفت. به گفته‌ی غول دنیای نیمه‌هادی‌ها، این فرایند ساخت بیشترین سطح از بهبود عملکرد و چگالی ترانزیستور را در نود یکسان (پیشرفت توان پردازنده بدون تغییر لیتوگرافی) تاریخ شرکت به ارمغان می‌آورد و فرکانس کاری بیشتر در کنار مصرف انرژی کمتر را در قیاس با نسل پیشین ۱۰ نانومتری ممکن می‌کند.

این فرایند ساخت در واقع برای پردازنده‌های رده‌بالای سرور طراحی شده بود و اکنون آلدرلیک‌ها نیز با این روش تولید خواهند شد. نسخه‌ی بهینه‌ شده‌ی ۱۰ نانومتری سوپرفرین در واقع +++10nm اینتل (نسل سوم این فرایند ساخت) است.

پشتیبانی از رَم DDR5

اگر اطلاعات فاش شده صحیح باشد، آلدر لیک اولین تراشه‌ی اینتل با پشتیبانی از حافظه‌ی رم DDR5 خواهد بود. طبق این گزارش، آلدر لیک اس از حافظه‌ها‌ی DDR5-4800 و DDR4-3200 پشتیبانی خواهد کرد. DDR5 اولین‌بار در سال ۲۰۱۷ با تراکم و سرعت دو برابری حافظه‌های رم DDR4 امروزی معرفی شد. اگرچه براساس نتایج به دست آمده در مقاله‌ی Micron، در عمل این افزایش سرعت وعده داده شده در DDR5 در نرخ انتقال ۳۲۰۰ مگاترانسفر بر ثانیه به‌طور دقیق ۱٫۸۷ برابر DDR4 بوده است.

این افزایش نرخ انتقال اطلاعات می‌تواند عملکرد کلی پردازنده‌ها را به شکل محسوسی افزایش دهد. فراموش نکنید حافظه‌ها همواره از گلوگاه‌های اصلی عملکرد پردازنده‌ها به شمار می‌روند. صحت این موضوع را می‌‌توان با ارجاع با پردازنده‌های رایزن دسکتاپ جست‌وجو کرد؛ جایی که استفاده از حافظه‌های رم با فرکانس بیشتر از ۳۲۰۰، تا حتی ۱۰ درصد عملکرد کامپیوتر را در مقایسه با حافظه‌های عادی ۲۴۰۰ یا ۲۶۶۶ مگاهرتز افزایش می‌دهد.

اگرچه می‌توان همچنان از همان حافظه‌ی رم قدیمی DDR4 استفاده کرد، اما برای بهره‌بری حداکثری از تمام پتانسیل آلدر لیک بهتر است سراغ DDR5 رفت. متاسفانه قیمت و موجودی DDR5 هنوز مشخص نیست؛ بااین‌حال به نظر می‌رسد اینتل برنامه‌های خود را برای مواجه احتمالی با کمبود این حافظه‌های جدید در بازار تنظیم کرده باشد چرا که تنها مادربرد رده بالای سری Z690 این شرکت از DDR5 پشتیبانی می‌کند. مادربردهای ارزان‌تر همچنان با پشتیبانی از DDR4 طراحی می‌شوند. 

پشتیبانی از PCIe 5.0

مهم‌ترین ویژگی مادربرد‌های سری ۶۰۰ اینتل، پشتیبانی از DDR5 و همچنین نسل جدید رابط PCIe 5.0 است. این نسل جدید از رابط اجزای جانبی مجموع پهنای باند حدودا ۱۲۸ گیگابایت بر ثانیه در ۱۶ لاین، سرعتی برابر با ۳۲ گیگاترانسفر بر ثانیه ارائه می‌دهد. در مقایسه، سرعت انتقال داده در PCIe 4.0 تنها به ۱۶ گیگاترانسفر بر ثانیه می‌رسد. 

شاید بپرسید AMD و اینتل اخیرا پشتیبانی از PCIe 4.0 را به پردازنده‌های خود افزوده‌اند و هنوز نسل سوم PCIe نیاز‌های کاربران عادی را به‌خوبی پاسخ‌گو است و گلوگاهی ایجاد نمی‌کند. پس چه نیازی به نسل بعدی این رابط اجزای جانبی به این زودی است؟ به‌خصوص وقتی از منظر پردازنده‌ی گرافیکی به قضیه نگاه می‌کنیم که محصولات پرچم‌دار مانند RTX 3090 نیز بالاترین سطح عملکرد خود را با PCIe 3.0 ارایه می‌دهند. 

ماجرا از این قرار است که PCIe 5.0 برای کاربری‌های پیشرفته و آینده‌گرایانه طراحی شده است. PCIe 5.0 با هدف کاربردهای مبتنی بر فضای ابری از جمله یادگیری ماشین و یارانش ابری طراحی شده بود. اما این استاندارد کاربردهای زیادی مخصوص کاربری عادی نیز خواهد داشت؛ از جمله اختصاص پهنای باند کافی به پردازنده‌های گرافیکی نسل‌های آتی و استفاده از چندین حافظه‌ی SSD فوق سریع، بدون نیاز به اختصاص تعداد زیادی لاین PCIe.

البته پیش‌بینی می‌شود با توجه به قیمت احتمالی بیشتر مادربرد‌های سازگار با این فناوری، نسل ۱۲ مخصوص سرور از این قابلیت بهره ببرد و در آلدرلیک‌های مخصوص دسکتاپ و لپ‌تاپ شاهد غیرفعال بودن آن باشیم. همان‌طور که پردازنده‌‌های نسل ۱۱ تایگرلیک قابلیت پشتیبانی از رم‌ها DDR5 را داشتند، اما در نهایت تنها با کنترلر‌های DDR4 به بازار عرضه شدند.

همان ورودی/خروجی‌های قدیمی

براساس اطلاعات فاش شده از معرفی محصول آینده‌ی اینتل، پلتفرم آلدر لیک اس دارای همان گزینه‌های اتصال همیشگی است که اینتل چندین نسل مشغول ارائه‌ی آن بوده است. بر این اساس، اینتل پروتکل ارتباطی تاندربولت ۴ (با هماهنگی کامل با USB4) را همراه ‌با وای‌فای ۶ گیگاهرتزی (6E) ارائه خواهد داد. این پلتفرم حتی از حافظه‌ی اپتین H20 نیز پشتیبانی می‌کند.

سوکت جدید

پشتیبانی آلدر لیک از  DDR5 و PCIe 5.0 در کنار استفاده از چینش جدید هیبریدی، قطعا تغییر سوکت را نیز به همراه خواهد داشت. طبق گزارش‌ها، اینتل با تولید آلدر لیک به سمت طراحی سوکت جدید LGA1700 رفته است که قرار است در نسل‌های بعدی پردازنده‌ها، از جمله نسل سیزدهم موسوم به رپتور لیک، به کار رود. به همین دلیل باید داستان ارتقای پردازنده‌ی اینتلی فعلی خود را به انواع آلدرلیک و بدون تعویض مادربرد، فراموش کنید.

به گزارش VideoCardz، از آنجایی که سوکت تغییرات بنیادینی به خود خواهید دید، به احتمال زیاد سیستم‌های خنک‌کننده‌ی موجود برای سوکت LGA1200 کنونی، دیگر با سوکت LGA1700 سازگار نخواهد بود. این در حالی است که ثبات طراحی سوکت‌ها همیشه یکی از گزینه‌های جذب مشتری بوده و AMD طی سال‌های گذشته این موضوع را در محصولات خود به خوبی رعایت کرده است.

مشخصات فنی احتمالی پردازنده‌های آلدرلیک اینتل

در ادامه شما را به مشاهده‌ی مشخصات فنی فاش شده‌ی برخی از محصولات سری آلدرلیک دعوت می‌کنیم.