در اوايل سال ٢٠٠٣ كمپاني AMD به صورت رسمي نسل هشتم (K8) پردازنده هاي خود را با مشخصه ٦٤ بيتي معرفي نمود و سهم فروش خود را از بازار (Market Share) با اين سري پردازنده‌ها به طور قابل ملاحظه‌اي افزايش داد .
به گزارش خبرنگار سرويس «نگاهي به وبلاگ‌ها»ي ايسنا بلاگر
http://arh.persianblog.com/ به نقل از كاربر مي نويسد: روند محبوبيت پردازنده‌هاي ٦٤ بيتي براي كمپاني اينتل توليد كننده پردازنده هاي ٣٢ بيتي Pentium ٤ علارقم اينكه سهم عمده بازار را با محصولات خود در دست دارد, به عنوان يك زنگ خطر تلقي مي‌گردد، به همين خاطر اينتل پس از ٢ سال سكوت در مقابل پردازنده‌هاي ٦٤ بيتي در اوايل سال ٢٠٠٥ نسخه ٦٤ بيتي از پردازنده Pentium ٤ با شماره خانواده ٦٠٠ را معرفي و به بازار عرضه كرد . در اين مقاله قصد داريم ابتدا به مفهوم و چگونگي پردازش ٦٤ بيتي اشاره كنيم و سپس به بررسي و مقايسه دو تكنولوژي Intel EM64T و AMD64 كه پردازش ٦٤ بيتي را به ترتيب براي پردازنده هاي اينتل و AMD ميسر ساخته‌اند مي‌پردازيم.
مفهوم پردازش ٦٤ بيتي
پردازش ٦٤ بيتي به عمليات پردازشي اتلاق مي شود كه بر روي دستورالعمل ها يا داده ها با حداكثر طول ٦٤ بيت صورت مي‌گيرد، اين مشخصه مستقيما به توانايي ثبات (Register) هاي پردازنده ارجاع داده مي شود . ثبات بخش كوچك از حافظه فوق العاده سريعي است كه پردازنده براي ذخيره ارزش (Value) هاي عملياتي از آن استفاده ميكند . ثبات‌ها براي پردازنده مشابه دست هايي هستند كه اشيايي كه قرار است بر روي آنها عمل خاصي صورت پذيرد را نگهداري مي‌نمايند . بنابر اين تعداد ثبات ها و ظرفيت ذخيره سازي آنها در كارايي پردازنده تاثيرگذارند . يك پردازنده‌ي ٦٤ بيتي توانايي ذخيره سازي ارزش هاي ٦٤ بيتي را در داخل ثبات‌هاي خود دارد، لذا اين پردازنده مي تواند اعداد صحيح يا اعداد با مميز شناور بزرگتري را در داخل يك ثبات خود نسبت به پردازنده ٣٢ بيتي ذخيره سازي موقت كند.
به عنوان مثال براي پردازش عمليات جمع دو عدد مانند ٣+2 هر يك از ارزش ها تا زمان پايان يافتن عمل جمع در داخل يك ثبات ذخيره مي شوند و ارزش ٥ نيز به منزله حاصل و نتيجه پردازش در داخل سومين ثبات ذخيره گشته و جهت انتقال به خارج انتظار مي‌كشد، در صورتي كه عمليات با اعداد يا دستورالعمل‌هايي برنامه ريزي شده باشد كه ظرفيت آنها فراتر از ظرفيتي باشد كه يك ثبات ٣٢ بيت ارائه مي كند در پردازنده هاي ٣٢ بيت قابل اجرا به صورت مستقيم نخواهد بود و بايد به چندين عمليات با ظرفيت كمتر شكسته شود ، در حالي كه در پردازنده ٦٤ بيت اين عمليات به صورت مسقيم قابل اجرا بوده و در زمان كوتاه تري پردازش خاتمه مي‌يابد . بهره گيري از ثبات هاي ٦٤ بيتي تنها زماني به عنوان مزيت يك پردازنده به شمار مي آيد كه نرم افزار هاي اجرايي روي آن در محدوده عددي فراتر از ٣٢ بيت برنامه ريزي شده باشند در غير اين صورت پردازنده ٦٤ بيت يا از اجراي دستورالعمل فوق امتناع ميكند (مانند پردازنده هاي Itanium ٢ كه تنها براي كاربردهاي ٦٤ بيتي طراحي شده اند) يا اينكه با حالت سازگار ٣٢ بيتي پردازش را به پايان مي‌رساند.
عدم وجود بسترهاي نرم افزاري، رويكرد به پردازش ٦٤ بيتي را در تمامي كاربردها , غير ممكن ساخته است، به همين دليل پردازنده‌هاي ٦٤ بيتي نسل هشتم AMD و Pentium ٤ سري ٦٠٠ از اينتل، به عنوان پردازنده‌هاي سازگار با هر دو نوع نرم افزار ٣٢ بيت و ٦٤ بيت , در سه حالت زير مديريت مي شوند :
١. حالت ٦٤-Bit كه ويژه سيستم عامل و نرم افزارهاي ٦٤ بيتي در نظر گرفته شده است .
٢. حالت Compatibility كه براي سيستم عامل ٦٤ بيتي و سازگاري آن با برنامه هاي ٣٢ بيتي طراحي شده .
٣. حالت Legacy ويژه سيستم عامل و نرم افزار هاي ٣٢ بيتي .
مزيت پردازنده ٦٤ بيتي تنها در افزايش سرعت محاسبات خلاصه نمي‌شود. افزايش ظرفيت حافظه‌اي كه اين پردازنده مي‌تواند آدرس دهي و استفاده نمايد نيز مزيت ديگر يك پردازنده ٦٤ بيتي مي باشد . آدرس دهي حافظه يكي از وظايف كليدي هر پردازنده به شمار مي رود كه طول هر آدرس بايد حداكثر به اندازه يك ثبات پردازنده تعريف شود . در يك پردازنده با ثبات هاي ٣٢ بيتي حداكثر ميتوان ٢٣٢ آدرس مختلف براي حافظه ايجاد نمود كه اين عدد معادل ٤ گيگابايت حافظه فيزيكي ترجمه مي شود . تا كنون شيوه هاي مختلفي ابداع گشته اند كه به صورت مجازي حداكثر حجم حافظه اي كه پردازنده ٣٢ بيتي مي تواند آدرس دهي نمايد را افزايش دهند اما همگي آنها كارايي كلي كامپيوتر را قرباني محاسبات مجازي مي كنند . دو برابر كردن طول ثبات ها به ٦٤ بيت در پردازنده هاي ٦٤ بيتي به طور موثري , آدرس دهي حداكثر ١٦ ترابايت حافظه فيزيكي را ميسر مي سازد .
بررسي تكنولوژي AMD64
به كمك اين تكنولوژي كمپاني AMD توانست پردازنده هاي نسل هشتم خود را به عنوان اولين پردازنده هاي سازگار با دو شيوه پردازش ٦٤ بيت و ٣٢ بيت عرضه نمايد . پردازنده هاي ٦٤ بيتي اين نسل Athlon ٦٤ براي بازار محصولات ميان قيمت و گران قيمت كامپيوترهاي شخصي و Opteron براي بازار محصولات گران قيمت ايستگاه هاي كاري و سرورها در نظر گرفته شده اند . علارقم اينكه هنوز هيچ نسخه كامل ويندوز ٦٤ بيتي به صورت رسمي معرفي نشده و نرم افزارهايي كه به صورت ٦٤ بيتي برنامه ريزي شده اند بسيار ناياب و گران قيمت هستند اين دو پردازنده به شدت در ميان كاربران محبوب گشته اند و كارايي قابل قبولي در برنامه هاي ٣٢ بيتي ارائه كرده اند . افزايش كارايي در كاربردهاي ٣٢ بيتي اين پردازنده ها را نمي توان به ثبات هاي ٦٤ بيتي آنها مربوط كرد . علاوه بر اين فركانس كاري آنها نيز بسيار پايين تر از همرده هاي Pentium ٤ خود مي باشد . آنچه كه در داخل اين پردازنده ها موجب افزايش كارايي و محبوبيت روز افزون آنها گشته ، كنترلر حافظه مجتمع و گذرگاه Hypertransport است . AMD در معماري نسل هشتم پردازنده هاي خود ، با انتقال كنترلر حافظه از تراشه «پل شمالي» به پردازنده , تحولي در شيوه دسترسي به حافظه ايجاد كرده . تا قبل از اين پردازنده براي دسترسي به حافظه مي‌بايست با تراشه «پل شمالي» ارتباط بر قرار كنند و داده ها را با اختصاص دادن حجم بالايي از پهناي باند ارزشمند گذرگاه FSB از اين تراشه دريافت كند، اما در شيوه نوين مسير ارتباطي پردازنده با حافظه از گذرگاه FSB تفكيك و دسترسي مستقيم به حافظه ميسر گشته است . علاوه بر اين گذرگاه FSB نيز متحول شده و انتقال اطلاعات موازي آن در پردازنده هاي قبلي به صورت سريال با گذرگاه ويژه Hypertransport صورت مي پذيرد . به كمك اين دو تحول در معماري پردازنده كارايي پردازنده ها با سرعت ٢ گيگاهرتزي در حد همرده هاي Pentium ٤ ٣ گيگاهرتزي كه به شيوه سنتي به حافظه دسترسي دارند , قرار گرفته است.
بررسي تكنولوژي EM64T
Pentium4 سري ٦٠٠ با Extended Memory ٦٤ Technology اولين پردازنده هاي ٦٤ بيتي «سازگار» از كمپاني اينتل به شمار مي روند اين تكنولوژي تقريبا مشابه AMD64 جهت توسعه پردازش ٦٤ بيتي كاربرد دارد و در سه حالت ذكر شده مي تواند داده ها و دستورالعمل ها را پردازش نمايد . علارقم اينكه AMD براي بهره گيري از AMD64 در معماري پردازنده هاي خود تغيير اساسي ايجاد نمود ، اينتل براي به كار گيري EM64T در Pentium ٤ هاي سري ٦٠٠ تنها يك هسته جديد به نام Prescott ٢M بر پايه هسته Pentium ٤ هاي سري ٥٠٠ به نام Prescott , طراحي كرده است، لذا در معماري و نوع سوكت پردازنده هيچ تغييري داده نشده و پردازنده هاي جديد مي توانند بر روي اغلب مادربردهاي موجود در بازار سوار شوند . EM64T و AMD64 به صورت گسترده اي با يكديگر سازگاري دارند بنابر اين انتظار مي رود تهيه كد نرم افزار هاي ٦٤ بيتي سازگار با هردو پردازنده , كار دشواري نباشد همچنين ميكروسافت تضمين كرده , نسخه نهايي سيستم عامل Windows XP ٦٤-Bit كه در اواسط ماه «مي» عرضه مي شود با هر دو پردازنده به خوبي عمل خواهد كرد .
پردازنده‌هاي Pentium ٤ سري ٦٠٠
اين سري پردازنده ها تا كنون در چهار مدل ٦٣٠ , ٦٤٠ , ٦٥٠ و٦٦٠ عرضه شده اند كه به ترتيب با سرعت ٣/٠ , ٣/٢ , ٣/٤ و ٣/٦ گيگاهرتزي عمل مي كنند . پردازنده هاي فوق همگي مبتني بر هسته Prescott ٢M با ٢ مگابايت حافظه كاشه سطح ٢ براي سوكت ٧٧٥ طراحي شده اند , گذرگاه FSB ٨٠٠ مگاهرتزي و پشتيباني از حافظه هاي DDR2 از جمله ديگر امكانات اين پردازنده ها مي باشد علاوه بر اينها مدل ٥٧٠ نيز با فركانس ٣/٨ گيگاهرتز در سه الي چهار ماه آينده معرفي خواهد شد.
پردازنده هاي سري ٦٠٠ مطمئنا تنها پردازنده هاي ٦٤ بيتي اينتل نخواهند بود , اين كمپاني قصد دارد در آينده EM64T را در پردازنده هاي Celeron نيز تعبيه نمايد تا امكان دسترسي به پردازنده ٦٤ بيتي ارزان قيمت براي كاربران ميسر شود.
