مروری بر پلتفورم Sandy Bridge-E چیپست X79 کمپانی اینتل
عرضه پردازنده های Nehalem از سوی اینتل، آغازگر سیاست جدید این کمپانی بود. از آن پس این کمپانی برای هر نسل از پردازنده های دو سوکت متفاوت ارائه کرد، سوکت و چیپستی مختص پردازنده های رده بالا یا High End آن نسل و سوکت و چیپستی متفاوت برای پردازنده های ضعیفتر. در آن زمان اینتل پردازنده های قوی تر خانواده Nehalam را بر روی سوکت LGA 1366 بهمراه چیپست Intel X58 عرضه کرد و مدتی بعد پردازنده های ضعیفتر همان معماری یعنی Lynnfield را با سوکت LGA 1155 و چیپست های متفاوتی نظیر P55 که سر آمد آنها بود عرضه کرد. پیشتر در زمان ارائه پردازنده های Athlon 64 کمپانی AMD با ارائه دو سوکت متفاوت 754 و 940 دست به چنین کاری زده بود.
چند سالی از معرفی پردازنده های Sandy Bridge مبتنی بر سوکت LGA 1155 می گذرد. سرعت بالای این پردازنده ها بر کسی پوشیده نیست. این پردازنده ها بجز برخی نرم افزار ها که مغلوب تعداد هسته های بیشتر پردازنده های خانواده Gulftown (نظیر Core i7 990X) شدند، در سایر موارد بسیار بهتر از رقبای گران قیمت خود عمل کرده و در اندک مدت کاربران زیادی به این پلتفورم علاقه نشان دادند. در این مدت چیپست های متفاوتی نیز از سوی اینتل برای این سوکت ارائه شد که از جمله آنان می توان به P67 و Z68 اشاره نمود.
با بررسی هر چه بیشتر این پلتفورم به سادگی می توان به این نتیجه رسید که هر چند این پلتفورم از سرعت و کارایی بسیار مناسبی برخوردار می باشد ولی این پلتفورم تفاوت های اساسی با پلتفورم مبتنی بر چیپست X58 این کمپانی به عنوان پلتفورمی High End دارد. کمپانی اینتل نیز در طی این مدت همواره از X58 و پردازنده های Gulftown به عنوان پلتفورم High End خود یاد کرده است. پلتفورم Sandy Bridge و سوکت LGA 1155 یک پلتفورم متوسط به حساب می آمدند اما اثری از یک پلتفورم High End که از این معماری پردازنده ها بهره مند باشد نبود.
سر انجام اینتل پلتفورم جدیدی را معرفی کرد : پردازنده هایی موسوم به Sandy Bridge-E و چیپست X79. این پلتفورم جدید تمام ویژگی های لازم را برای جایگزینی پلتفورم X58 داشت. این پلتفورم چندی پیش پس از مدت ها انتظار وارد بازار شد تا پایانی باشد بر عمر پلتفورم X58.
بحث در مورد این پلتفورم را از سوکت جدید مورد استفاده آغاز می کنیم. با توجه به مصرف توان بالاتر پردازنده های این پلتفورم، خطوط ارتباطی بیشتر PCI Express که توسط پردازنده کنترل می شوند و همچنین استفاده از چهار کانال حافظه سیستم، تعداد پین های بیشتری جهت ارتباط پردازنده با مادربورد مورد نیاز است. به همین منظور اینتل سوکت جدیدی را برای این پلتفورم در نظر گرفته است.
مطابق معمول اینتل طراحی LGA را برای این سوکت 2011 پینی انتخاب کرده است. بزرگ بودن این سوکت مشخص می کند پردازنده ای که در این سوکت نصب می شود نیز سایز بزرگی خواهد داشت. به همین سبب اکثر خنک کننده های پردازنده موجود در بازار با این این سوکت سازگار نیستند. علاوه بر این قضیه مصرف بالای این پردازنده سبب می شود خنک کننده های هوایی پیش فرض ساخت اینتل توانایی کنترل کننده دمای این پردازنده ها را نداشته باشد.
پیشتر اینتل برای پردازنده های خانواده Gulftown خنک کننده های بسیار متفاوت و بزرگی را در نظر گرفته بود. این بار اینتل چاره ای جدید اندیشیده و پردازنده های این سوکت را با خنک کننده آبی وارد بازار می کند. البته این پردازنده ها در بسته بندی بدون خنک کننده نیز عرضه شوند. لازم به ذکر است کمپانی AMD نیز برخی پردازنده های خود از خانواده Bulldozer را با خنک کننده آبی به فروش می رساند.
همزمان با عرضه این پلتفورم، کمپانی های تولید کننده خنک کننده های پردازنده اقدام به تولید مدل های جدیدی نموده اند که بزودی وارد بازار خواهند شد.
در گام دوم از بررسی این پلتفورم به سراغ مادربورد می رویم. مادربورد های این پلتفورم با چیپست Intel X79 عرضه می شوند. اینتل کماکان سنت قدیمی خود را حفظ کرده و چیپست های رده High End را با پیشوند X نام گذاری می کند. بر خلاف پلتفورم Sandy Bridge با سوکت LGA 1155 که با چیپست های متفاوتی سازگار بود، X79 در حال حاضر تنها چیپست سازگار با این پلتفورم می باشد.
در این پلتفورم نیز همچون پلتفورم های Lynnfield (سوکت 1156) و Sandy Bridge (سوکت 1155) و بر خلاف پلتفورم High End قبلی، بسیاری از وظایف پل شمالی مادربورد به پردازنده منتقل شده و مادربورد های این پلتفورم به پل شمالی نیازی نداشته و چیپست X79 یک چیپست تک چیپ بشمار می آید. اینتل این چیپ را Platform Controller Hub یا PCH می نامد. وظیفه اساسی PCH در این پلتفورم ها برقرای ارتباط بین مادربورد با دستگاه های ورودی و خروجی می باشد که سابقا اکثر این وظایف را پل جنوبی یا South Bridge بر عهده داشت.
در ادامه بررسی چیپست X79 مروری خواهیم داشت به امکانات ارتباطی این چیپست. PCH در این پلتفورم به وسیله یک رابط DMI با پهنای باند 20GB/s به پردازنده متصل است. این چیپست نهایتا از 14 پورت USB 2 پشتیبانی می کند. نکته جالب توجه عدم پشتیبانی این چیپست از USB 3 می باشد. سازندگان مادربورد در صورت تمایل می توانند از چیپ های کنترل کننده USB 3 به تعداد مورد نیاز بر روی بورد استفاده کنند. اغلب این چیپ ها با رابط PCI Express x1 به PCH متصل می شوند و از دو پورت USB 3 پشتیبانی می کنند. این PCH از 8 مسیر (Lane) PCI Express 2 پشتیبانی می کند که تولید کننده مادربورد می تواند از آنها برای مواردی همچون چیپ کنترل کننده USB3 و SATA 3 ، کارت شبکه و همچنین اسلات های PCI Express استفاده کند. این اسلات ها توانایی پشتیبانی از کارت گرافیکی را ندارند. هر مسیر PCI Express 2 پهنای باندی برابر 1GB/s دارد.
علاوه بر این 8 مسیر، این چیپست یک مسیر PCI Express x1 دیگر را برای کارت شبکه Gigabit اینتل در نظر گرفته است.
برای ارتباط با هارد دیسک ها و درایو های نوری، این چیپست از 6 درگاه SATA پشتیبانی می کند که چهار عدد از آنها SATA 2 وتنها دو عدد از آنها SATA 3 می باشد. فناوری Rapid Storage Technology نیز توسط این چیپست پشتیبانی می شود که این مورد بصورت Optional می باشد و احتمالا فعال بودن یا نبودن آن به سازنده و مدل مادربورد بستگی دارد. چیپست X79 نیز همانند چیپست های پیشین این کمپانی به نسبت چیپست های کمپانی AMD (چیپست های سری 8 و 9) امکانات ارتباطی محدودتری بخصوص از لحاظ تعداد پورت های SATA دارد. تعداد و کارایی پورت های SATA در این چیپست برابر با چیپست Z68 می باشد.
حال به سراغ قسمت اصلی این پلتفورم یعنی پردازنده های Sandy Bridge-E می رویم. پردازنده های Sandy Bridge-E معماری کاملا مشابه پردازنده های Sandy Bridge دارند یعنی کارایی تقریبا برابری در سرعت هسته و تعداد هسته برابر دارند.
افزایش کارایی بیشتر در نرم افزارهای پشتیبانی کننده از Multithreading محسوس است.
در زیر نمایی از ویفر پردازنده های Sandy Bridge-E را ملاحظه می شود :
بیشتر فضای Die پردازنده را حافظه L3 آن تشکیل می دهد. این پردازنده ها دارای 20 مگابایت حافظه L3 می باشند که در مدل های مختلف اینتل مقداری از آن را غیر فعال کرده است. حافظه L3 بین تمامی هسته ها مشترک می باشد و تعداد ترانزیستور های بالای این پردازنده ها بیشتر به دلیل حافظه L3 بالای آنهاست.
همانطور که در شکل ملاحظه می شود این پردازنده ها دارای 8 هسته هستند که اینتل برای نسخه های Desktop دو هسته را غیر فعال کرده است. این دو هسته در پردازنده های Xeon این نسل فعال می باشند. احتمال دارد اینتل با ارائه نسخه (Revision) های بهبود یافته این پردازنده ها و کم کردن مصرف انرژی آن، مدل های 8 هسته ای این معماری را برای Desktop روانه بازار کند.
در این نسل از پردازنده ها قسمت GPU بطور کامل حذف شده است و برای استفاده از این پردازنده ها کارت گرافیکی جداگانه مورد نیاز خواهد بود. علاوه بر این کاربران این پلتفورم از فناوری Quick Sync نیز بی بهره خواهند بود. فناوری Quick Sync به کاربران این امکان را می داد که با استفاده از نرم افزار های پشتیبانی کننده از این فناوری، فایل های ویدئویی خود را با سرعت بالایی ویرایش و یا تبدیل کنند. با توجه به مصرف انرژی و سایز بالای هسته Sandy Bridge-E، اضافه کردن تراشه گرافیکی موجب هر چه بزرگتر شدن هسته و در نتیجه افزایش بیشتر مصرف انرژی آن می شد که اینتل با در نظر گرفتن این موارد تصمیم به حذف تراشه گرافیکی گرفته است.
قسمتی از فضای پردازنده که سابقا در اختیار قسمت گرافیکی بود در این نسل به کنترل کننده حافظه اختصاص یافته است. این کنترل کننده حافظه که فضای بیشتری نسبت به کنترل کننده حافظه نسل های پیش اشغال کرده است، از حافظه های DDR3 در حالت 4 کاناله پشتیبانی می کند. هر یک از این کانال ها 64 بیتی بوده و بصورت پیش فرض از حافظه هایی با سرعت 1600MHz پشتیبانی می کنند. هر کدام از این کانال ها پهنای باندی برابر 12.8 GB/s دارند. بنابر اعلام کمپانی اینتل چنانچه در هر کانالی دو حافظه RAM نصب شود فرکانس پشتیبانی شده 1333MHz خواهد بود.
مادربوردهای این پلتفورم 4 یا 8 شکاف برای نصب حافظه های DDR3 دارند. تولید کنندگان حافظه های DDR3 محصولات جدیدی را برای این پلتفورم آماده کرده اند که در بسته بندی های 4 و 8 ماژول به فروش خواهند رسید.
بنا بر نتایج تست های اولیه، استفاده از چهار کانال حافظه تاثیر چندانی بر افزایش کارایی نداشته و برای اغلب موارد استفاده از دو کانال حافظه کارایی قابل قبولی ارائه می دهد. این قضیه پیشتر در مورد پلتفورم X58 که از سه کنال حافظه پشتیبانی می کرد صادق بود.
کنترل کننده PCI Express در داخل پردازنده و در قسمت I/O قرار دارد. این پردازنده ها از 40 مسیر PCI Express پشتیبانی می کند. بنابر اعلام اینتل این پردازنده ها از استاندارد PCI Express 3 پشتیبانی می کنند. البته این پشتیبانی به "استفاده از برخی قطعات خاص" منوط شده است. با توجه به اینکه در حال حاضر هیچکدام از کارت های گرافیکی موجود در بازار از PCI Express 3 پشتیبانی نمی کنند، احتمالا منظور اینتل از برخی قطعات خاص به این مساله مربوط می شود. کارت های گرافیکی AMD Radeon HD 7000 در روی این پلتفورم از PCI Express Gen3 پشتیبانی می کنند ولی در مورد مارت های گرافیکی سری GeForce 600 nVIDIA قضیه اندکی متفاوت است.
این 40 مسیر PCI Express برای ارتباط با کارت های گرافیکی تدارک دیده شده اند و اینتل 3 حالت را برای استفاده از چندین کارت گرافیکی در نظر دیده است : (لازم به ذکر است این پلتفورم از فناوری های nVIDIA SLI و AMD Crossfire X پشتیبانی می کند.)
1- 2 لینک PCI Express x16 و یک لینک PCI Express x8
2- یک لینک PCI Express x16 و 3 لینک PCI Express x8
3- یک لینک PCI Express x16 ، دو لینک PCI Express x8 و دو لینک PCI Express x4
البته در صورت استفاده از دو کارت گرافیکی دو لینک PCI Express x16 استفاده خواهد شد. این در حالی می باشد که پلتفورم Sandy Bridge در حالت استفاده همزمان از دو کارت گرافیکی دو لینک PCI Express x8 در اختیار داشت. این قضیه در دنیای واقعی تاثیر چندانی ندارد. تست های انجام شده در حالت CrossFire برای مقایسه کارایی این دو پلتفورم در این ضمینه حاکی از کارایی برابر این پلتفورم ها می باشد.
هسته 32 نانومتری پردازنده های Sandy Bridge-E نسبت به پردازنده های پیشین Desktop بزرگتر بوده و ابعادی برابر 20.8mm x 20.9mm و مساحتی بالغ بر 435mm2 دارد که باعث می شود حتی از بسیاری از GPU ها نیز بزرگتر باشد. برای مقایسه باید گفت پردازنده های Sandy Bridge تنها نصف این مساحت هسته را دارا بوده و هسته بولدوز 315mm2 وسعت دارد. البته نزدیکترین مساحت هسته به پردازنده های Sandy Bridge-E در اختیار پردازنده های Thuban کمپانی AMD به میزان 346mm2 می باشد.
از لحاظ تعداد ترانزیستور ها نیز این پردازنده ها رکورد دار هستند. هسته Sandy Bridge-E در حدود 2.27 میلیارد (!!) ترانزیستور دارد و نزدیکترین پردازنده به این خانواده پردازنده های Bulldozer کمپانی AMD با دو میلیارد ترانزیستور می باشند. پردازنده های خانواده Gulftown 1.17 میلیارد ترانزیستور و پردازنده های Sandy Bridge حدود یک میلیارد ترانزیستور دارند. با این وجود تعداد ترانزیستور های این پردازنده با رقم 3 میلیارد ترانزیستور تراشه گرافیکی GF110 کمپانی nVIDIA (تراشه استفاده شده در ساختمان GeForce GTX580) فاصله دارد. میزان حافظه های L1،L2 و L3 از مهم ترین عوامل تاثیرگذار بر تعداد ترانزیستور می باشند.
در ابتدا اینتل تنها دو پردازنده از این سری را روانه بازار کرد. مدل قوی تر Core i7 3960X نام دارد و از پردازنده های Extreme Edition بحساب می آید. این پردازنده 990 دلاری 15 مگابایت حافظه L3 داشته و 6 هسته آن در فرکانس 3.3GHz فعالیت می کنند که این فرکانس در صورت استفاده از هسته های کمتر تا 3.9GHz بصورت خودکار افزایش می یابد..این افزایش فرکانس بدلیل استفاده این پردازنده از فناوری Turbo Boost کمپانی اینتل می باشد. فناوری Hyperthreading در این مدل فعال بوده و این مدل توانایی پردازش 12 رشته را دارا می باشد مصرف این پردازنده 130 وات اعلام شده است. نهایت ضریب این پردازنده 57x می باشد که البته اغلب این پردازنده های Core i7 3960X توانایی فعالیت در این ضریب را ندارند.
مدل دیگر Core i7 3930K نام دارد. این پردازنده از هر نظر مشابه پردازنده Core i7 3960X می باشد با این تفاوت که فرکانس هسته های آن 3.2GHz بوده و دارای 12Mb حافظه L3 می باشد. پیشوند K موجود در نام این پردازنده همانند برخی پردازنده های Sandy Bridge، به معنای ضریب باز بودن این پردازنده برای اورکلاک می باشد. نهایت ضریب این پردازنده نیز 57x می باشد. توانایی اورکلاک این پردازنده کمتر از Core i7 3960X اعلام شده است. قیمت این مدل در حدود نصف مدل قبلی است. قیمت 555 دلاری، این پردازنده را به انتخاب بسیار مقرون به صرفه تری بدل می کند. کمتر کاربری حاضر است تنها به دلیل 3 مگابایت حافظه L3 بیشتر 435 دلار اضافی پرداخت کند.
مدل جدیدتر معرفی شده Core i7 3820 نام داشت و پردازنده ای 4 هسته ای با قابلیت پردازش 8 رشته عملیات موازی بود. سرعت هسته آن بالاتر از مدل های 6 هسته ای و برابر 3.6GHz بوده (قابل افزایش بویسیله Turbo Boost تا 3.9GHz) و حافظه L3 ای برابر 10Mb دارد. پشتیبانی حافظه این پردازنده مشابه دو مدل دیگر خواهد بود (1600MHz در حالت 4 کاناله). قیمت این پردازنده ما بین 300 الی 400 دلار تخمین زده می شود. مصرف انرژی این مدل 4 هسته ای نیز 130 وات می باشد. این پردازنده از سوی اینتل "ضریب باز جزئی" اعلام شده و نهایت ضریب آن 43x می باشد.
این مقاله رو همزمان با عرضه این پلتفورم نوشته بودم و جایی منتشر نشده بود تا حالا و صرفا برای تکمیل آرشیو قرار دادمش. اگر کمی و کاستی داره دوستان به بزرگیشون ببخشن :)
نوشته شده توسط : پژمان ذوالفقاری
Overclockingheroes.com
@};-
