انواع پردازنده اینتل: نیاز به سخت افزار در هر حوزهای متفاوت است. برای اینکه این نیاز کاربران برآورده شود، شرکتهای تولید کننده پردازنده، مثل Intel برای محصولات خود تنوع ایجاد کردند و محصولات متمایزی به بازار بر اساس نیاز کاربران ارائه دادند.
در تاریخچه پردازندههای اینتل، شاهد تولید پردازندههایی که برای کامپیوترها و کاربردهای مختلف طراحی شدهاند، هستیم: از پردازندههای کممصرف برای لپ تاپ تا CPU های انترپرایزی با مصارف دیتاسنتری و سروری. در ادامه به معرفی انواع پردازنده های اینتل میپردازیم. در نامگذاری پردازنده های اینتل هر چه عدد مدل Intel بیشتر باشد یعنی پردازنده از ویژگیهای بیشتر بهرهمند است.
پردازنده Intel Atom
یکی از انواع پردازنده اینتل پردازنده Intel Atom است که پردازنده کممصرفی است و معمولا در نوتبوک، تبلت، اسمارتفون، اینترنت اشیا و دستگاههای مبتنی بر شبکه استفاده میشوند چون در این موارد، مصرف برق و عمر باتری از قدرت پردازش مهمتر است. نام این مدل پردازندهها عددی ندارند. عدد و حروف موجود در نامگذاری CPU اتم، بیانگر ویژگی های خاص پردازنده است. اگر در نامگذاری پردازنده از N استفاده شود یعنی برای نوتبوک مناسب است و با حرف Z یعنی برای دستگاهها اینترنتی و سیار.
پردازنده Intel Celeron
پردازنده Intel Celeron برای کامپیوترهای دسکتاپی رده پایین طراحی شده و یکی از انواع پردازنده اینتل هستند و فقط کارهای عمومی مثل وبگردی و پردازشهای اصلی را انجام میدهد. نوع کممصرف Intel Celeron برای لپ تاپها مناسبند.
پردازنده Intel Pentium
یک مورد دیگر از انواع پردازنده اینتل پردازنده پنتیوم است که در کامپیوترها و لپتاپهای سطح پایین و برای مصارف عمومی کاربرد دارند. پنتیوم ها در حال حاضر در دو سری Gold و Silver عرضه میشوند.
پردازنده Intel Core
Core i ها یکی دیگر از انواع پردازنده اینتل است که پردازندههای خانگی یا دسکتاپی اینتل هستند. دو نوع پردازنده اینتل کور داریم: Core i ها و Core 2 Duo.
محصولات Intel Core پردازنده هایی با 2 الی 4 هسته اصلی همراه با رشته های پردازشی محدود را تشکیل میدهند و یکی از پرفروشترین محصولات حوزه سرور در سالیان اخیر تبدیل شدهاند.
همچنین در بخش مجازی سازی (Virtualization) برنامههای گرافیکی با تکنولوژی HD تجربه بسیار بهتری را فراهم میکنند، این ویژگی عملکرد مناسبی را در بازیهای رایانهای در پی خواهد داشت و با توجه به این موضوع که اکثر بازیهای ویدئویی جدید برای پردازندههایی با 2 الی 4 هسته پردازشی اصلی بهینه شدهاند.
بیشتر بخوانید: انواع ورژن شبکه WIFI
پردازنده Intel Xeon and Itanium
پردازندههای سری زئون و ایتانیوم از سری انواع پردازنده اینتل کلاس سروری هستند که برای برنامههای سروری مختلف بهینه شدهاند. انواع سی پی یو زئون، پردازندههای صنعتی و خاص تجهیزات سختافزاری سروری شرکت اینتل هستند که میتوانند حتی تا ۳۲ پردازنده به صورت همزمان کار کنند و بهترین گزینه برای انجام فرآیندهای Multi-Threading هستند.
کامپیوترهای شخصی یا دسکتاپهایی که اکثر کاربران در اختیار دارند معمولا از سری Core i استفاده میکنند. اما در سرور از پردازندههای قوی و بدون وقفه مانند سری Xeon استفاده میکنند. پردازندههای Xeon با هدف پردازش در سرورها و ایستگاه های کاری طراحی و ساخته شدند و از خیلی جهات با پردازنده های دسکتاپ متفاوت هستند.
سری پردازنده Xeon پردازندههای چند هستهای با تعداد رشتههای پردازشی زیادی هستند که براساس دستور ساختاری سیستم های ۶۴ بیتی طراحی شدهاند و بازار سیستمهای سرور، دیتاسنترها و به اصطلاح بخش WorkStation را هدف قرار دادهاند.
تمام پردازنده های Xeon دارای برنامه مدیریت داده سنترها (DCM) هستند که این ویژگی اجازه میدهد تا محصولات مورد نظر به طور پیشرفتهای بر روی اطلاعات و دادههای سرورها و دیتا سنترها نظارت داشته باشند، همانطور که گفته شد پردازنده های Xeon برای سرورها بسیار مناسب هستند و پیکربندی چند هستهای و سازگاری با سوکتهای مختلف همراه با پشتیبانی از حجم زیاد حافظههای اصلی این امکان را فراهم میکند تا در سیستم عاملهای بخش تجاری ۶۴ بیتی نظیر Windows Server 2008 به بهترین سطح عملکردی دست یابند علاوه بر آن قابلیت مدیریت توان مصرفی آنها با توجه به میزان بار کاری سرورهای مختلف میباشد. برخی از تغییرات جدیدی که اینتل اعمال کرده است:
- قرار دادن برخی از دستورالعملهای هوشمند پردازشی و مدیریتی سرورها مانند تسهیل درخواستهای سریع پردازشی برای زیرساخت تعریف شده نرم افزارها (SDI)
- نمایش معیارهای کلیدی از طریق تله متری جهت فعال سازی زیر ساخت برای ارائه خدمات با بهترین عملکرد، انعطاف پذیری و بهینه سازی هزینههای کل مالکیت و …. تنها بخش کوچکی از اقدامات اینتل جهت بهبود فرآیند پردازشی سیستم های سرور و دیتا سنترها می باشد.
پردازنده های Xeon به جهت اینکه برای تسهیل فعالیتهای بخش تجاری طراحی شدهاند قیمت بالایی دارند و برخلاف سری Core برای کاربران خانگی یا عادی برنامهریزی نشدهاند.
پردازنده های Xeon نسبت به بازدهی و کارایی که دارند، دمای کمتری داشته و به دلیل کاربرد در سرورها و دیتا سنترها، از پایداری بیشتری برخوردارند و در شرایط مساوی، درصد بسیار کمتری از هنگ و کرش (Crash) ، در سیستم هایی دیده می شود که از پردازنده های Xeon بهره بردهاند که خود این مورد هم دلایل فنی و تکنولوژیهایی هست که در این سری پردازندهها از آن ها استفاده شده است.
تفاوتهای اصلی بین پردازندههای Intel Core و Intel Xeon
- پردازنده های Xeon از (QPI) The Intel QuickPath Interconnect دوم برای بکارگیری در مادربرد های دارای دو سوکت پردازنده (Dual Socket) بهره میبرند.
- پردازندههای Xeon از تکنولوژی Intel Direct IO و Integrated IO پشتیبانی میکند اما سری Core i و دسکتاپ خیر (این تکنولوژی باعث افزایش بازدهی پردازنده میشود).
- پردازندههای Xeon تا چند برابر بیشتر از حافظه Cache نسبت به پردازندههای معمولی و پیشرفته Desktop پشتیبانی میکنند.
- پردازندههای Xeon از ECC Memory و یا سیستم تصحیح خطا در پردازش حافظه پشتیبانی میکنند.
- پردازندههای Xeon کنونی تا حدود ۳ ترابایت از حافظه رم پشتیبانی میکنند اما پردازندههای دسکتاپ نهایتا تا ۶۴ گیگابایت.
- پردازندههای Xeon از تعداد بیشتر کانال نصب حافظه (Memory Slots) نسبت به پردازندههای دسکتاپ پشتیبانی میکنند.
- دارای مقدار زیاد کش سطح سوم :مؤلفههای کش در واقع حافظههای اندکی با سرعت بسیار زیاد هستند که پردازندهها برای تسهیل فرآیند پردازشی برخی از برنامهها و نرم افزارها از آن استفاده میکنند، نسبت به سایر محصولات اکثر پردازندههای Xeon بسته به نوع مدل از میزان L3 cache زیادی تقریبا ۱۵ الی ۵۵ مگابایت بهره میبرند، این مقدار تقریبا چند برابر قدرتمندترین پردازندههای سری Core میباشد و دلیل اصلی پتانسیل پردازشی بهتر در اکثر سیستم های WorkStation تا حدودی به این مؤلفه ارتباط پیدا میکند.
- پشتیبانی ازECC RAM: حافظههای اصلی Error Checking and Correction یا به اختصار ECC اکثر خطاهای ایجاد شده در مسیر دادهها را قبل از رخ دادن شناسایی و برطرف میکنند و منجر به خروجی دادههای محاسباتی با بیشترین دقت و کمترین اشتباه خواهند شد. این مزیت اکثر کرشها و خطاهای سیستمی را محدود میکنند و عملکرد کلی با ثباتی را زمینه سازی خواهند کرد.
- طول عمر بیشتر: تمام پردازنده های سری Xeon برای کار در شرایط پردازشی سخت و مداوم طراحی شدهاند و از این نظر برتری قابل توجهی نسبت به همتاهای Core i7 دارند، برای بخشهای تجاری که به دنبال محصولاتی با دوام و اطمینان بیشتر هستند قطعا سری Xeon انتخاب آشکاری خواهد بود.
- بهرهمندی از فناوری Hyper threading تمام پردازندههای Xeon حتی محصولات که در رده پایینترین قیمت قرار میگیرند از فناوری Hyper threading برای تسریع دستورات پردازشی پشتیبانی میکنند، این در حالی هست که در سری پردازنده های Core تنها محصول پرچمدار Core i7 از این ویژگی استفاده میکند و نسبت به پردازنده Core i5 با مشخصات سخت افزاری تقریبا مشابه اختلاف قیمتی قابل توجهی را شامل میشوند.
Intel ® Xeon ® scalable processors
یکی دیگر از انواع پردازنده اینتل که با نام اسکیلبل معرفی شدهاند تحولی در صنعت پردازنده محسوب میشود.این سری از پردازندههای Xeon برای مصارف مختلفی همچون شبکههای موبایل 5G،پردازش های ابری، Cloud computing، سرورهای شبکه با حجم پایگاهدادههای بزرگ سیستمهای ذخیرهسازی، آنالیز و پردازشهای سنگین نرم افزارها، مکانیک سیالات CFD، هواشناسی(پیش بینی وضع هوا) داروسازی و پزشکی، فیزیک هستهای، شیمی و محاسبات ملکولی، ریاضیات کاربردی، زمینشناسی و پیشبینی زلزله و هوشمصنوعی طراحی شده است.
پردازندههای اسکیلبل زئون از لحاظ قابلیت استفاده همزمان به سه دسته: 2 سوکت، 4 سوکت و 8 سوکت تقسیمبندی میشوند، منظور از سوکت تعداد پردازندههایی هستند که در یک مادربرد به صورت موازی قابل نصب هستند.
شرکت اینتل Xeon Scalable ها را به دو صورت رنگبندی و عددی تفکیک کردهاست که در جدولهای زیر تفاوت میان آنها آورده شده است.
- تفکیک رنگی
| ویژگی | BRONZE | SILVER | GOLD | PLATINUM |
| قابلیت نصب همزمان پردازنده | 2 عدد | 2 عدد | 4 عدد | 8 عدد |
| حداکثر هسته فیزیکی هر پردازنده | 8 | 12 | 22 | 28 |
| حداکثر هسته فیزیکی همزمان | 16 | 24 | 88 | 244 |
| حداکثر پشتیبانی مقدار رم هر پردازنده | 768 GB | 768 GB | 1.5 TB | 1.5 TB |
| حداکثر پشتیبانی مقدار رم همزمان | 1.5 TB | 1.5 TB | 6 TB | 12 TB |
| حداکثر پشتیبانی سرعت رم | 2133 MT/s | 2400 MT/s | 2666 MT/s | 2666 MT/s |
- تفکیک عددی
| ویژگی | 3000 | 4000 | 5000 | 6000 | 8000 |
| زیر مجموعه | BRONZE | SILVER | GOLD | GOLD | PLATINUM |
| قابلیت نصب همزمان پردازنده | 2 | 2 | 4 | 4 | 8 |
| حداکثر هسته فیزیکی هر پردازنده | 8 | 12 | 14 | 22 | 28 |
| حداکثر هسته فیزیکی همزمان | 16 | 24 | 56 | 88 | 244 |
| حداکثر پشتیبانی مقدار رم هر پردازنده | 768 GB | 768 GB | 768 GB | 1.5 TB | 1.5 TB |
| حداکثر پشتیبانی مقدار رم همزمان | 1.5 TB | 1.5 TB | 3 TB | 6 TB | 12 TB |
| حداکثر پشتیبانی سرعت رم | 2133MT/s | 2400MT/s | 2666MT/s | 2666MT/s | 2666MT/s |
سوکت طراحی شده پردازندههای اسکیلبل 26A-3647 هستند و به نسبت سوکتهای قبل 26A-2011 تعداد پینهای بیشتری دارند و به صورت مستطیلی شکل طراحی شدهاند که شاید ایده متصل کردن 2 پردازنده که شرکت ADM سالیان قبل برای اولین پردازندههای 8 هستهای که حاصل اتصال دو پردازنده 4 هستهای بود، گرفته شده است. این نسل از cpuها قابلیت پشتیبانی از رم های فرکانس 2113، 2400 و 2666 مگاهرتز را دارا هستند.
Intel xeon scalable processors دارای چهار سری زیر است:
- Intel Xeon BRONZE Processor [3000 SERIES]
- Intel Xeon SILVER Processor [4000 SERIES]
- Intel Xeon GOLD Processor [5000 SERIES]
- Intel Xeon PLATINUM Processor [8000 SERIES]
در ذیل با مشخصات فنی هرکدام آشنا می شویم:
Intel Xeon BRONZE Processor [3000 SERIES]
نوع اول از سری 3000 میباشد که برنز نام دارد. حداقل عملکرد 85 وات میباشد.
سری 3000 ماکزیمم 16 هسته(2cores * 8 sockets) و ماکزیمم رم 1.5 ترابایت(768GB * 2 sockets) پشتیبانی میکند.
Intel Xeon SILVER Processor [4000 SERIES]
نوع دوم از سری 4000 میباشد که نقره نام دارد. حداقل عملکرد با 70 وات میباشد.
سری4000 ماکزیمم 24 هسته(12 sockets 2 cores*) و ماکزیمم رم 1.5 ترابایت(768GB *2 sockets) پشتیبانی میکند.
Intel Xone GOLD Processor[5000 SERIES]
نوع سوم از سری 5000 میباشد که طلایی نام دارد. عملکرد بهتری دارد و ریسکپذیر است.
سری 5000 ماکزیمم 56 هسته(4 cores * 14 sockets)و ماکزیمم رم 3 ترابایت(768 GB*4 sockets) پشتیبانی میکند.
سریعترین حافظه را دارد .
همچنین پردازنده اینتل که Gold نام دارد دارای 2 سری می باشد 5000 و 6000.
Intel Xone GOLD Processor[6000 SERIES]
دارای بیشترین اتصال دهنده، عملکرد عالی و سریعترین حافظه است.
سری 6000 ماکزیمم 88 هسته(4 cores * 22 sockets) و ماکزیمم رم 6 ترابایت(1.5 TB *4 sockets) پشتیبانی میکند.
Intel Xeon PLATINUM Processor[8000 SERIES]
نوع چهارم از سری 8000 میباشد که پلاتینیوم نام دارد.عملکرد بهتر، تجزیه و تحلیل بهنگام در ماموریتهای بحرانی
سری 8000 ماکزیمم 224 هسته(8 cores* 28 sockets) و ماکزیمم رم 12 ترابایت(768 GB *8 sockets) پشتیبانی میکند.
بررسی تفاوتهای نسل جدید پردازندههای Intel Xeon Scalable با نسل قبل:
- اغلب پردازندههای رده متوسط هستههای بیشتری ولی با همان قیمت دارند.
- تقریبا در همه پردازندهها، فرکانس، افزایش یافته است.
- L3 در اغلب پردازندههای رده متوسط، افزایش یافته است.
- از DDR4 های سریعتر پشتیبانی میشود.
- DDR4 های بیشتر پشتیبانی میشود.
- از Optane DRAM تقریبا در همه پردازندههای پلاتینوم و گلد پشتیبانی میشود.
- پیکربندی های جدید CPU برای مصارف خاص، بهینه شده است.
- تکنولوژی Speed Select Technology برای پیادهسازی کلود و فضای ابری
- خانواده جدید Cascade Lake-AP’ Platinum 9200 با 56 هسته و 400 وات برای هر سوکت
- بهبود Spectre Meltdown Mitigations
- Instructioهای جدید AVX-512 VNNI مخصوص Emerging Workload که شامل آنالیز، یادگیری ماشین، بلاک چین، اینترنت اشیا و غیره است.
بررسی تکنولوژی Cascade Lake در CPU های نسل دوم اینتلXeon Scalable
بر اساس نیاز کاربران انترپرایزی، اینتل همچنان طراحی Platinum و Gold و Silver و Bronze را برای نسل دوم ارایه میدهد که البته خانواده Platinum 9200 که تعداد هسته بیشتری دارد را برای پیاده سازی های High Density عرضه کرده است. همچنین حروف و پسوند هایی به نام سی پی یو اضافه شده تا محصولات متمایز را مشخص کند. این حروف به شرح زیر است:
بدون حروف: پشتیبانی از حافظه به صورت معمولی یعنی 1 ترابایت(در نسل اول 768 گیگابایت است)
- M: پشتیبانی از حافظه به مقدار متوسط یعنی 2 ترابایت (در نسل اول 1.5 ترابایت است)
- L: پشتیبانی از حافظه به مقدار زیاد یعنی 4.5 ترابایت
- Y: مدلهای Speed Select یعنی وقتی هستههای کمتری فعال باشند، Intel SST-PP فرکانس پایه را افزایش میدهد و باعث انعطافپذیری بیشتر و تنوع پیادهسازی میشود.
- N: تخصصی و ویژه برای شبکه و NFV
- T: طول عمر بالا و دما
- S: بهینه شده برای سرچ
- V: بهینه شده برای VM یعنی با افزایش Density در ماشین مجازی، امکان پشتیبانی از VM های بیشتر و بزرگتری در هر هاست را فراهم میکند.
- U: بهینه شده برای یک سوکت، در واقع تمرکز روی پیکربندیهای تک سوکته است و کارایی را با قیمت بهینه فراهم میکند. از پیکربندی دو سوکته پشتیبانی نمیکند.
حرف F که در نسل اول Scalable Xeonها نشانگر مدلهایی است که دارای Added OmniPath Fabric بودند، اما اینتل در نسل جدید، پردازنده فابریک ارایه نداده که بیانگر میزان محبوبیت آن است.
غیر از پیکربندیها با حروف جدید که در نسل جدید ارایه شده، مدلهایی که بدون حروف هستند نیز به میزان بیشتری نسبت به نسل قبل از حافظه پشتیبانی میکنند یعنی 768 گیگابایت به یک ترابایت رسیده است. آنهایی که دارای حرف M هستند هم از 1.5 ترابایت به 2 ترابایت رسیدهاند. مدل M با چنین ظرفیتی مخصوصا برای پردازندههایی که 6 کانال حافظه دارند عجیب به نظر میرسد زیرا مادربوردهایی با پیکربندی 2+1+1 در بازار وجود دارد که به تعداد DIMM هایی که روی هر سمت پردازنده هستند، وابستهاند. 2+1+1 یعنی در هر سمت، یک کانال حافظه با دو DIMM و یک کانال با یک DIMM و یک کانال با یک DIMM وجود دارد. پس به ازای هر سوکت، 8 کانال داریم. پس با تقسیم 2 ترابایت بین این 8 کانال، هر کانال 256 گیگابایت خواهد داشت.
مقادیر 1.5 و 2 و 4.5 ترابایت شامل پارتهایی میشوند که با Optane سازگارند مثلا یک L CPU میتواند از 3 ترابایت Optane به اضافه 1.5 ترابایت DDR4 پشتیبانی کند که در مجموع 4.5 ترابایت را فراهم خواهد کرد.
بقیه حروف اغلب مربوط به بهینهسازی هر مدل پردازنده در زمینه تعداد هسته، فرکانس، برق، ساختار برای دمای بالا و قیمت است فقط Y مورد غریبی است که در ادامه به آن میپردازیم.
چند نکته کاربردی در مقایسه نسل جدید با قدیم Xeon Scalableها
1-NVDIMM ها فقط در اولین نسل از پردازنده های Intel Xeon Scalable Processor پشتیبانی میشود و فقط میتواند با RDIMM ها میکس شود.
2- HPE Scalable Persistent Memory فقط در دومین نسل از پردازنده های Intel Xeon Scalable Processor پشتیبانی میشود(فقط Platinum 8200, Gold 6200, Gold 5200, and 4215).
3- حداکثر مموری به ازای هر سوکت به انتخاب پردازنده بستگی دارد. در پردازندههای نسل جدید به ازای هر CPU که در نام آنها M یا L وجود دارد، 2 یا 4.5 ترابایت است مثل Platinum 8280M وPlatinum 8280L .
4- ترکیب RDIMM و LRDIMM پشتیبانی نمیشود.
5- برای بیشتر از 1.5 ترابایت به ازای هر سوکت باید از HPE Persistent Memory استفاده شود.
6- رقم دوم شماره مدل پردازنده مشخص کننده نسل پردازنده است 1 یعنی نسل اول و 2 یعنی نسل دوم: Platinum 8280 و Platinum 8180
7- پردازنده های U مثل 6212U یعنی فقط در پیکربندی های تک سوکته پشتیبانی میشود.
