بستن فهرست
کانال آموزشی تلگرام

تیک تاک اینتل Tick Tock چیست ؟

تاریخ انتشار : 24 دی 1394

اگه به پردازنده های اینتل علاقه داشته باشید احتمال خیلی زیاد اسم تیک تاک اینتل هم به گوشتون خورده . من در این پست می خوام خیلی ساده و کوتاه توضیح بدم که تیک تاک اینتل چیه و به کدوم پردازنده ها میگن تیک Tick و به کدوم میگن تاک Tock .

در مورد ریز معماری و معماری دستورالعمل

به طور کلی ، پردازنده ها از دو قسمت اصلی تشکیل شدن . یه قسمت ، ” معماری مجموعه ای از دستورالعمل ها ” هست که تو انگلیسی بهش میگن Instruction Set Architecture یا به اختصار ISA . و یه قسمت هم ریز معماری یا همون MicroArchitecture هست . ISA در واقع رابط بین سخت افزار و نرم افزار کامپیوتر هست . کامپیوتر زبون آدمیزاد نمی فهه حتی زبان های سطح بالا مثل C رو هم نمی فهمه . کامپیوتر فقط زبان باینری یا همون صفر و یک رو متوجه میشه . موقعی که شما یه برنامه ای رو به زبان C توی کامپیوتر تون می نویسید ، حتما باید یه نرم افزار رابط ( مترجم یا کامپایلر ) این وسط باشه تا زبون C رو به کامپیوتر بفهمونه ( طی یه فرایندی این دستورات زبان C باید به صفر و یک ترجمه بشن ) . اون صفر و یک ها به اضافه رجیسترها ، آدرس دهی ها ، وقفه و … همگی زیر مجموعه ای از معماری دستورالعمل ها هستن . به زبون ساده تر ، عملیات جمع و تفریق و محاسبات دیگه باید به یه زبونی به کامپیوتر ارسال بشه که این عملیات توسط برنامه نویسی اسمبلی انجام میشه . تازه این کد اسمبلی باز هم باید به زبان ماشین تبدیل بشه . کدهای اسمبلی و زبان ماشین به اضافه ثبات ها و المان های دیگه که برای اجرای این کدها در نظر گرفته شده ، تحت نظر ” معماری دستورالعمل ها ” است .

حالا باید یه سیستمی هم باشه که بگه این ISA چطوری کار کنه ، چه زمانی از کش استفاده بشه ، چه زمانی حافظه رم پر یا خالی بشه ، کدوم ثبات یا رجیستر مورد استفاده قرار بگیره و کلی چیز دیگه . اینو میگن ریز معماری یا همون MicroArchitecture .

ریزمعماری هزول Haswell

ریزمعماری هزول Haswell

پس به زبون ساده ، ISA اون زبان رابط بین سخت افزار و نرم افزاره و ریز معماری تعیین می کنه که این ارتباط چجوری باشه که اتلاف تایم و توان کمی داشته باشیم . به عبارت دیگه ، پردازنده های مختلف می تونن از یک ISA مشخص استفاده کنن اما ریز معماری شون با هم متفاوت باشه . همین الان هم شرکت اینتل و AMD هر دو دارن از یه معماری دستورالعمل مشترک به نام X86 استفاده می کنن اما ریز معماریشون با هم فرق داره .

رابطه معماری دستورالعمل و ریز معماری

رابطه معماری دستورالعمل و ریز معماری

مثال ساده تر بزنم . فرض کنید شما و رفیقتون می خواید با دو تا ماشین مشابه مثل زانتیا ، برید میدون ونک . حالا شما از مسیر خیابون کردستان میرید ، رفیقتون از مسیر همت میره . پس ماشین و مقصد یکیه اما روش رسیدن به مقصد متفاوته . ماشین و مقصد رو ISA فرض کنید و روش رفتن تا ونک رو ریز معماری . دیگه از این ساده تر خدایی نمیشد بگم 🙂 .

تیک تاک اینتل چیست ؟

تمام حرفای بالا رو زدم که این قسمت رو بهتر متوجه بشید و بدونید MicroArchitecture دقیقا یعنی چی .

اینتل از سال 2007 یه سیستمی رو راه انداخت به نام تیک تاک Tick Tock . به این شکل که در هر تیک Tick ، تکنولوژی ساخت پردازنده بهینه میشد مثلا اگه نسل قبلی 65 نانومتری بود ، توی تیک ، میشد 45 نانومتری البته یه سری اصلاحات دیگه هم انجام میشد اما تمرکز روی بهینه کردن تکنولوژی ساخت بود . این عدد 65 و 45 و 32 و 22 نانومتری در واقع اندازه هر ترانزیستور هستش .  در مورد تکنولوژی ساخت پردازنده قبلا مفصل توضیح دادم که توصیه می کنم حتما بخونید : پردازنده لپ تاپ و کامپیوتر ، نکاتی در مورد پردازنده که نمی دانید .

در هر تاک Tock ، اینتل یه معماری جدید معرفی می کرد ( همون MicroArchitecture ) مثلا اگه توی نسل قبلی معماری سندی بریج بود ، توی تاک میشد آی وی بریج .

پس به طور خلاصه توی هر تیک Tick ، اندازه ترانزیستور ها کوچیکتر میشه ( از 65 نانومتر به 45 و از 45 به 32 و همینطور … ) و در هر تاک Tock هم معماری پردازنده عوض میشه . معمولا هر یک سال تا 18 ماه یک بار انتظار میره که اینتل یک تیک یا تاک معرفی کنه . اما جدیدا این کار خیلی سخت شده .

روند تغییرات تیک تاک اینتل

روند تغییرات تیک تاک اینتل

مشکل برنامه تیک تاک اینتل

طبق قانون مور ( Moore’s Law ) هر دو سال یک بار ( جدیدا هر 18 ماه یکبار ) ، تعداد ترانزیستور های موجود در پردازنده ها حدودا دو برابر میشه اما جدیدا دو برابر کردن تعداد تراتزیستور ها کار بسیار پیچیده ای شده چون اندازه پردازنده ها نمی تونه از یه حدی بزرگتر بشه و از طرف دیگه اندازه ترانزیستور ها هم از یه حدی نمی تونه کوچیکتر بشه ( حداقل با تکنولوژی امروز )  . لازمه بگم که هرچی تکنولوژی ساخت بهتر باشه ( عددش کمتر باشه ) ، تعداد ترانزیستورهای موجود در پردازنده بیشتر میشه . مثلا یه پردازنده با تکنولوژی ساخت 14 نانومتری ، ترانزیستورهای بیشتری نسبت به یه پردازنده با تکنولوژی ساخت 22 نانومتری داره .

قانون مور - تغییر تعداد و اندازه ترانزیستور ها

قانون مور – تغییر تعداد و اندازه ترانزیستور ها

به خاطر مسائلی که بالاتر گفتم ، اینتل با یه مشکلی روبرو شده و اونم اینه که نمی تونه هر 2 سال یکبار یا تو هر تیک ، تعداد ترانزیستور ها رو بیشتر کنه . به همین دلیل ، جدیدا بین هر تیک و تاک ، یه سری پردازنده دیگه می زنه با عنوان ریفرش Refresh . معمولا سری پردازنده های ریفرش ، سرعت کلاک پالس بیشتر دارن و تفاوت ساختاری خاصی ندارن . اینتل پردازنده های ریفرش رو می زنه تا فرصت دو برابر کردن تعداد ترانزیستور ها رو داشته باشه .

الان اگه دقت کنید ، تو برج 4 سال 2012 تکنولوژی 22 نانومتری زده ( آی وی بریج ) ، 2 سال و 5 ماه بعد تکنولوژی 14 نانومتری ( برادول) رو معرفی کرده . بعد از برادول ، اینتل پردازنده های اسکای لیک Sky Lake رو معرفی کرد که 14 نانومتری هستن و تو سال 2016 هم می خواد پردازنده های Kaby Lake رو معرفی کنه که باز هم 14 نانومتری هستن . این یعنی کم کم داره کار سخت میشه و ریتم تیک تاک داره به هم میریزه . جدول زیر رو ببینید تا رویه تغییرات سیستم تیک تاک رو بهتر متوجه بشید .

تغییرات تیک تاک تکنولوژی ساخت ریز معماری نام تجاری تاریخ تولید
تیک 45 نانومتری Core Penryn 2007-11-11
تاک 45 نانومتری Nehalem Nehalem 2008-11-17
تیک 32 نانومتری Nehalem Westmere 2010-01-04
تاک 32 نانومتری سندی بریج سندی بریج 2011-01-09
تیک 22 نانومتری سندی بریج آی وی بریج 2012-04-29
تاک 22 نانومتری هزول هزول 2013-06-02
ریفرش 22 نانومتری هزول هزول ریفرش 2014-06
تیک 14 نانومتری هزول برادول 2014-09-05
تاک 14 نانومتری اسکای لیک اسکای لیک 2015-08-05
ریفرش 14 نانومتری اسکای لیک Kaby Lake 2016
تیک 10 نانومتری اسکای لیک Cannonlake نیمه دوم 2017

اگه دقیق به جدول بالا نگاه کنید می بینید که پردازنده هایی که توی تیک معرفی میشن بهترن . چرا ؟ چون هم معماری تاک رو دارن و هم اینکه بهینه تر شدن . خب دوستان من سعی کردم به زبون ساده سیستم تیک تاک اینتل رو توضیح بدم ، امیدوارم که مفید بوده باشه .

این مطلب رو برای دوستان تون هم بفرستین

با کلیک روی دکمه +1 به این مطلب امتیاز بدین .
راهنمای خرید اینترنتی - ابراهیم درویش
دسته بندی
موضوعات مرتبط
محمد امین زاده

محمدرضا امين زاده هستم ، مهندس الكترونيك و سردبير مجله علم فردا . علاقه زیادی به سخت افزار و طراحی مدارهای الکترونیکی دارم ، اگه فرصتی بمونه در زمینه ادیت فیلم و تصویر و طراحی رابط کاربری وب و اندروید مطالعه و تمرین می کنم .

حتما مطالب زیر رو هم بخونید

حمایت از علم فردا

نوشتن مطالب آموزشی به زبان ساده و قابل فهم برای همه ، کار بسیار سختیه . از طرفی ، نگهداری یک وب سایت آموزشی خرج داره ! اگر براتون امکان داره لطفا با پرداخت مبلغ کمی در هزینه های سایت سهیم باشید تا ما هم بتونیم با خیال راحت براتون بنویسیم و به سوال ها تون پاسخ بدیم . حمایت مالی از علم فردا

آداب نظر دادن در علم فردا

■ دوستان علم فردا به هیچکسی توهین نمیکنن !
■ اگر سوالی دارید در یک مطلب کاملا مرتبط بپرسید ! برای پیدا کردن مطلب مرتبط حتما از فرم جستجو استفاده کنید .
■ اگر مطلب مرتبطی پیدا نکردین ، می تونید سوال تون رو ایمیل کنید . اگر زمان داشته باشیم حتما پاسخ میدیم .
■ اول سوال ها و دیدگاه های کاربرای دیگه رو بخونید ، اگر پاسخ سوال تون رو پیدا نکردین بپرسید . سوال های تکراری پاسخ داده نمیشن !

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

سوال امنیتی *

14 دیدگاه

  • میلاد فراهانی 14 آبان 1395

    سلام. ممنون از تحقیق عالی تون.

    فقط 3 مورد اشتباه کوچیک داشتی که خواستم بگم تا تصحیحش کنی محمدرضا جان .

    1) قانون مور هر 2 سال نیست . هر 18 ماهه
    2) اینتل از سال 2006 قضیه تیک تاک ارائه کرد نه سال 2007 ( توی ویکی پدیا به اون خط اول نگاه نکن. به اون جدول نگاه کن )
    3) کامپایلر مثلا زبون C به زبون اسمبلی کامپایل میکنن نه صفر و یک .

    • سلام
      ممنون از کامنت شما
      1 – قانون مور در اصل هر 2 سال یکبار بوده و جدیدا اینتل این قانون رو کرده هر 18 ماه یکبار وگرنه اصل قانون 2 سال بوده
      2 – تو سایت رسمی اینتل ، تیک تاک به طور رسمی از تکنولوژی ساخت 45 نانومتری شروع شده یعنی سال 2007 .
      3 – کاملا درسته اما من به طور کلی گفتم که کاربر متوجه حرفم بشه . منظورم این بوده که کامپیوتر حرف انسان یا حتی برنامه نویسی رو هم نمی فهمه . نخواستم وارد جزئیات بشم .
      ممنون از توجه تون . در راستای حرف شما یه سری تغییرات در پست دادم

  • بنظر شما این ابعاد تا چه اندازه میتونه کوچکتر بشه و طبق یک نظریه بالاخره این روند تو یک جا متوقف میشه و دیگه بیشتر از اون نمیشه ابعاد ترانزیستورها رو از یک ابعاد کوچکتر کرد چون باعث حرارت و اکسید شدن میشه! ولی بنظر من از همین الان برای بیست سال آینده فناوری جدیدی طراحی کردند و عمدا طول زمان تیک تاک ها رو بیشتر میکنند نه اینکه امروز اختراع بکنند فردا به بازا ارائه بدند بلکه بیست و شاید پنجاه سال پیش اختراع کردند و به مرور به خورد بازار دادند… دلیلشم اقتصادیه که بتونن توی طول این روند محصولات بیشتری بفروشند… این مسیر رو دارند کش میدن و اون تکنولوژی که برای بیست سال آینده هست رو بینش رو با این بنجولات پر میکنن و با این بازی کردنها دارند پول بیشتری بدست میارند…شما فرض کن تا اون تکنولوژی برسه اینها میتونن از این شیوه هزاران میلیارد دلار سود کنند خب عقل سلیم هم میگه این روش رو صد در صد باید بکار ببرند همینطور که من نوعی فکرم به اینجا میرسه اونها با این همه پرسنل و متخصص اینو میدونن و من مطمئن هستم همین الان تکنولوژی پنجاه و شاید صد سال بعد هم روی میز هست و توی آزمایشگاه ها دائم چیزهای جدیدی میسازند و برای آینده بسته بندی میکنند و طوری این تکنولوژی ها رو ارائه میدن که از توش بتونن اکثریت سود رو کرده باشند، خیلی چیزها هست که اطلاع رسانی نمیشه بنظر من مردم عادی دنیا حتی روشنفکران و افراد باسواد تنها 0.01 درصد از اطلاعات حقیقی دنیا رو میدونن که اونم زیاد نمیشه روش حساب باز کرد بقیه اطلاعاتی که دارن همش دروغه که از طریق رسانه ها و تبلغات پر زرق و برق به خورد مردم داده میشه…

  • به به، بسیار ممنون که دسکتاپ رو فراموش نکردید(مطالب رم، کیس و..)

    این تیک تاک اینتل رو هم خودم خیلی وقت بود گیرش بودم!

  • سید رضا 06 بهمن 1394

    سلام خسته نباشید
    یه در خواستی داشتم . از اون جایی که مقاله های شما خیلی قوی و بدون نقص است میخواستم اگه میشه cpu های skylake (نسل 6) کامل بررسی کنید ممنون

  • سلام یادم نمیره سال 72 73 بود من این مثال رو راجعع به اینتل از ام دی می زدم بچهای وهمکاران مسخره می کردن دمت گرم اون موقه تاتربورد بود البته من هم عاشق سخت افزار الکترونیک هستم دارم روی یه پروژه کانورتر سیناپس عصبی کار میکنم بدرد معلولان میخوره دانشگاهی نیستم تجربی همش. بدورود

  • با سلام و خسته نباشید
    چند مورد بود فکر کردم بد نباشه بگم
    اولا که وقتی می گن تکنولوژی 14 نانومتریه یعنی طول کانال ماسفت(ترانزیستور) 14 نانومتره! خود ترانزیستور بزرگتره! با کاهش این اندازه ولتاژ مصرفی کاهش پیدا میکنه و مهمترین دلیل کاهش طول کانال همینه!
    دوما اینکه میبینیم پیشرفت پردازنده ها در این سالها کم شده محدودیت توانایی زیاد کردن تعداد ترانزیستورها نیست! مخصوصا در کامپیوترهای دسکتاپ! علت کند شدن پیشترفت توسعه پردازنده ها عدم پیشرفت موازی حافظه ها با سرعت پردازشگرا بوده! به جایی رسیدن که هرچی سی پیو قوی تر میشده ، بهبود خاصی حاصل نمیشده.

  • سلام ممنونم مثل همیشه عالی بود

  • سلام با تشکر و خسته نباشید لطفا راجبه خال زدن مادربرد هم یه سری اطلاعات بدین ممنون میشم .

  • با توجه به محدودییت های لیتوگرافی کمتز 10 نانومتر – واقعا کار اینتل سخت تر هم میشه
    — عملا به سمت پردازنده ی کوانتومی باید بره تا سینگولاریتی 2029
    دنیا داره وحشتناک میشه :دی

  • سلام دمتون جیز کاشکی کامل می کردید وطریقه شناخت رو هم می نوشتی به این معنى که کدوم عدد برا کدوم نسل به کار میره البته قبلا خودتون تا هزول رو نوشته بودید ولی با اومدن این نسل های جدید یکم قضیه بیجیده شد وجالب اینه که هرجی نت رو کشتم مطلب بدرد بخوری نیافتم .خدا قوت

خبرنامه علم فردا
علم فردا در شبکه های اجتماعی علم فردا در جی پلاس کانال تلگرام علم فردا علم فردا در اینستاگرام
هر گونه کپی برداری از مطالب علم فردا ممنوعه ! در ضمن ، وب سایت علم فردا بر روی سرور های قدرتمند پارس پک میزبانی میشه .