در چندين ماه گذشته پيشرفت‌هاي جديدي در طراحي پروسسورها، به‌ويژه از‌طرف شركت AMD حاصل شد. اين شركت علاوه‌بر اينكه يك cpu با طراحي كاملا ۶۴ بيتي عرضه كرد كه باعث برتري يافتن اين شركت در بازار كامپيوترهاي روميزي پيشرفته گرديد، همچنين در حذف كنترل كننده‌هاي حافظه (MCH ) پيشقدم شد كه در عملكرد Athlon 64 و چيپهاي optron يك پيشرفت قابل ملاحظه نسبت به پروسسورهاي intel به حساب مي‌آيد. اينتل به طور متقابل پروسسور سازگار ۶۴ بيتي را عرضه نمود. به تازگي نيز هر دو شركت پردازشگرهاي دوهسته اي را عرضه نموده‌اند، اين پروسسورها بهتر از آن چيزي كه شما انتظار داريد كار مي‌كنند. پروسسورهاي اينتل و AMD هر دو داراي دو هسته پروسسور، در حال كار در يك قالب مي‌باشند كه هر يك از هسته‌ها بصورت مستقل توابع و پردازشهاي داده را انجام مي‌دهند (در مورد اينتل اين مورد كامل تر است) و هر دو اين هسته‌ها توسط نرم افزار سيستم عامل هم آهنگ مي گردند. در اين مقاله سعي شده تا تكنولوژي كه در اين دو محصول استفاده شده و مقدار افزايش كارايي كه شما مي توانيد از آنها انتظار داشته باشيد بررسي گردد. در حال حاضر AMD فقط پروسورهاي كلاس سرور opteron با دو هسته را بطور كامل به بازار عرضه كرده و بزودي Athlon 64*2 براي كامپيوترهاي روميزي را نيز به بازار عرضه مي‌كند. در طرف مقابل اينتل در حال حاضر پنتيوم Extreme Edition 840 روميزي با دو هسته را به بازار عرضه نموده در حالي كه خطهاي توليد Pentium D و dual xeons هنوز متوقف نشده اند. با توجه به اينكه پروسسورهاي دو هسته‌اي در اصل يك سيستم چند پروسسوره كه در يك قالب قرار گرفته اند، مي باشد. اجازه بدهيد اينك چندين تكنولوژي كه در سيستم هاي چند پردازشگر استفاده مي شود را مورد بررسي قرار دهيم. چند پردازشگرهاي متقارن ( SMP (symmetric Multi processing SMP روش مشتركي مي ‌باشد كـه چندين پردازشگر به طور جداگانه با يكديگر در يك مادربرد كار مي‌كنند. سيستم ‌عامل با هر‌دو cpu تقريباً به ‌طور يكسان كار مي‌كند و كارهاي مورد نياز را به آنها ارجاع مي‌دهد. چيپ‌هاي دوهسته اي جديـد inlet و AMD توانايـي SMP را بـه صورت داخلـي مورد توجه قـرار داده ‌اند. پروسسـورهاي سـرور opteron دو هسته‌اي مي‌تواند همچنين بـه صورت خارجي با ديگر چيـپ ‌هاي دو هسته اي ارتباط برقـرار كـند (به‌شرط آنكـه چيپ متقابل نيز داراي اين خاصيت باشد). محدوديت اصليSMP در پشتيباني سيستم‌عاملها و نرم افزارها از اين تكنولوژي مي‌باشد. خيلي از سيستم‌عاملها ( مانند ويندوز XP سـري خانگي ) توانايـي پشتيبانـي از SMP را نـدارنـد و از دومـين پـردازشگر استفـاده نمـي‌ كنند. همچنين بيشتر برنامه‌ هاي پيشرفته به صورت تك رشته اي كار مي‌كنند، در اصل در هر زمان فقط يك پردازشگر در حالت فعال مي باشد. برنامـه هاي چند رشته ‌اي از پتانسيل موجود در سيستم‌ هاي دو يا چند پرازشگر، مي‌توانند نتايج مفيدتري بگيرند، ولي به صورت كامل عموميت ندارد. در گذشته intel و AMD سعي‌داشته‌اند تا تكنولوژي جديدي مثل SMD را بيشتر براي پردازشگرهاي سرور‌ پيشرفته مانند opteron و Xeon استفاده نمايند ( البته تا قبل از پنتيوم ۳ ). Hyperthreading اين تكنولوژي بصورت اختصاصي توسط اينتل در پردازشگرهاي چند هسته‌اي به كار گرفته شده است. اين تكنولوژي قبلاً نيز توسـط ايـن شركـت به كار گرفته ‌شده‌ بود. اينتـل براي آنكـه از منابع CPU به نحو بهتري استفاده نمايد فقط قسمت هايي كـه كـار پردازش اطلاعات را انجام مي دهد را تكثير كرده است. يعني آنكـه منابـع داده در داخـل CPU به صورت مشترك استفاده مي‌شد. ايده‌‌‌ hyperthreading براي دو برابر كردن مقدار فعاليت چيپ مي‌ باشد تا آنكـه كاهش عملكرد سيستم كه در اثر فقدان حافظه Cash روي مي‌دهد كمتر گردد همچنين به‌صورت تئوري نشان داده شده كه منابع سيستم كمتر تلف مي‌‌گردند. در صورتي كه CPU هاي hyperthreading مانند دو پروسسور حقيقي به‌نظر مي رسد. ولي اين CPU ها نمي‌توانند عملـكردي مشابـه دو CPU مجزا مانند CPU هاي دوهستـه اي داشتـه باشـند. زيـرا در CPU هاي دو هستـه اي دو “Threads ”مشابه بطور همزمان و با Cashهاي جداگانه‌L1 و L2 مي‌توانند اجرا ‌گردند كه اين عمل در پردازشگرهاي hyperthreading قابل انجام نمي‌باشد. يكي از چيپ هاي جديد اينتل به‌نام ، پردازشگر پنتيوم Extreme Edition 840 ، در داخل هر هسته خود از تكنولوژي hyperthreading نيز پشتيبانـي مي‌كـند، يعنـي آنكـه در يك سيستم عامل آن بصورت چهار پردازشگر حقيقي ديده مي‌شود. دو چيپ در يك قالب … چرا؟ چرا دو شركت اينتل و AMD بطور ناگهاني شروع به توزيع پردازشگرهاي دو هسته‌اي كردند؟ اول از همه رقابـت چنانچـه بعداً بيـان خواهيم كرد، AMD از ابتدا توانائي بالقوه دو هسته‌اي را در پـردازشگرهاي ۶۴ بيتي‌خود داشت. ساختمان ورودي و خروجي براي دومين هسته در CPUهاي فعلي۶۴ بيتيAMD موجود ‌مي‌باشد. هيچ شركتي نمي توانـد ديگران را از بـدست آوردن تكنولوژي‌هاي جديد منـع نمايد و AMD در حـال حاضر با موفقيت چشمگير خط توليد پرداشگرهاي ۶۴ بيتي آسودگي را از intel سلب نموده ‌است. براي اينتـل ضروري مي‌باشـد كـه داراي يك توليد تخصصي در تكنولوژي دوهسته اي ‌باشد تا رقابت با شركاء تجاري خود را حفظ نمايد. دوم، كارايي مي‌باشد. مطمئناً برنامه‌هاي كاربردي چند رشته‌اي در پردازشگرهايي كه توانايي انجام چند پردازش را دارند در پردازشگرهايي كه يك پردازش را در هر زمان انجام مي‌دهند، بهتر عمل خواهند نمود. البته براي سيستم‌هاي چند پردازشگره يك ايراد عمومي وجود دارد و آن تاْخيري مي‌باشد كه اين CPUها در اجراي كـار سيستم بوجود مي آورند. به بيان ساده در حال حاضر روشي براي سيستم عامل ‌هاي موجـود وجود ندارنـد تا پردازشها را بطور كاملاً مساوي در بين پردازشگرها تقسيم نمايد، پردازشگر دوم عموماً بايك مداخله كمتر و كارايي پايين‌تر كارمي‌كند، در صورتي كه ممكن است پردازشگر اول بصورت ۱۰۰% در حال پردازش ‌باشد. سومـين دليـل كـمتر نمايان است، نا اميدي AMD و اينتـل مي‌ باشد، هر دو شركت با يك مانـع جـدي براي افزايش سـرعت پـردازشگـرها و كـوچكـتر كـردن اندازه قالب آنها روبـرو شده اند تا اين مانع حذف نشود و يا اينكـه تا كـاربران عمومي متوجه نشوند كه GHZ به تنهايي كارايي را بيان نمي‌ كند. هر دو شركت براي دست يافتن به هر پيشرفت كه كارايي پردازشگرها را بهبود بخشيد تلاش خواهند نمود و تقريباً دليل اصلي بوجود آمدن پردازشگرهاي دوهسته اي را مي‌توان همين دليل سوم بيان نمود. دسترسي AMD به تكنولوژي دو هسته اي فـرم فـاكـتور فـعلي پردازشگـر ۶۴ اتلن به طـراحي دو هسته اي خيلـي نزديك مي ‌باشد. وجود كـنترل كـننده ‌هاي Hypertransport و كـنترل كـننده حـافظه درقالب چيپ هاي فعلي ۶۴ اتلن به معني آنست كه اضافه نمودن دومين هسته در داخل چيپ چندان مشكل نمي‌باشد. به دليل رابط NorthBridge كـه AMD براي اتلن ۶۴ تهيه كرده‌ است كـنترل كـننده حافظه و رابط Hypertransport در داخل چيپ پشتيباني مي گردد. اين به چيپ‌هاي دوهسته‌ اي امكـان مي دهد كه از داخل خود پردازشگر با يكديگر ارتباط برقرار كنند. تعداد ترانزيستور هاي پردازشگر هاي اتلن 64*2 بيش از دو برابر پردازشگر هاي اتلن ۶۴ مي‌باشد. با توجه به اينكه در ساختن CPU هاي جديد از روش nm 90 استفاده مي‌شود سايز كل چيپ كمي افزايش پيدا كرده و ولتاژ عملكرد ۱.۳۵ تا ۱.۴ مي‌باشد و گرماي خروجي به بيش از w110 كمي افزايش مي‌يابد. هر هسته پردازشگر حافظه Cash L1 و L2 مخصوص به خود را دارد، 128 KB براي L1 و بسته به مدل 512 KB تا 1 MB براي L2 . دو برتري مهمي كه AMD در CPU هاي دو هسته‌اي دارد عبارتند از اينكه : “Crossbar Switch ” كه آدرس ها را جمع ‌آوري كـرده و توزيع مي كند و داده را از هر هسته بـه هسته ديگر يا باقي سيستم توزيع مي كند در حال حاضر امكان اضافه شدن دومين هسته را دارد. موفقيت ديگر AMD كه از نظر مصرف كـننده خيلي مهم مي‌باشد امكـان استفاده اتلن ۶۴*۲ از مادربرد هاي سوكت ۹۳۹/۹۴۰ مي باشد و فقط لازم است كه شركت توليد كننده مادربرد BIOS را براي پشتيباني از خصوصيات جديد به روز رساني نمايد. دسترسي اينتل به پردازشگر دو هسته اي با توجـه به اينكـه اينتـل مانند AMD داراي مدل قبلي براي اضافـه كـردن هسته جديد در داخـل يـك قالب CPU نبود، براي ساخت آن مدل جديدي را طراحي نمود كه البته داراي نواقصي نسبت به مدل AMD مي‌باشد. پـنتيوم D در اصـل از دو پـردازشـگر “پرسكـات” پنتيوم D در يـك قالـب تشكيـل شده است، اين پردازنده داراي مزيت داشتن دو حافظه كش L1 و L2 براي هر هستـه به طور مجزا مي‌باشد، ولي داراي نواقصي نيز مي باشند از جمله اينكه اين دو پرداشگر براي ارتباط برقرار كردن با يكديگر بايد، از NorthBridge و FSB خارج پردازشگر استفاده نمايند. تعداد ترانزستور ها براي چيپ هاي جديد بيش از ۲۳۰ ميليون و گرماي توليد شده به مقدار فوق‌العاده W 130 براي پنتيوم Extereme Edition مي‌رسد. يكي‌از بزرگترين معايب طراحي اينتل‌ نسبت‌به AMD كه سوكت‌هاي ۹۳۹ را براي طراحي پردازشگرهاي دوهسته‌اي خود حفظ نمود آن است كه راه حل دو هسته‌اي اينتل نياز به يك جفت چيپ ست جديد به نامهاي X 955 و P 945 دارد. شركت nvidia اخيـراً ويرايش اينتـل SLI كـه پروسسورهاي دو هسته‌اي را پشتيباني مي‌كـند را به بازار عرضه كرده ‌است كه اين مورد هم زمان بيشتري را مصرف و هم هزينه‌اي اضافي براي مصرف كننده در پي دارد. گرما و پهناي باند : هر دو پردازشگرهاي تك‌ هسته‌ اي AMD و Intel گرماي فوق ‌العاده زيادي توليـد مي‌كـردند، كه هيـت سينك‌ هاي فوق‌العاده بزرگي كه براي آنها استفاده مي ‌شود گوياي اين مطلب مي‌باشد. حال‌با اضافه‌ كردن يك هسته‌ ‌اضافي چگونه مي‌توان اين پردازشگرها را خنك نمود. ولـي AMD و Intel از چنديـن روش بـراي خنثـي كـردن ايـن مـوضـوع استفـاده كـرده‌اند، ابتدا آنكــه در ساخـت ايـن پردازشگرها از تكنولوژي nm 90 استــفاده شـده كـه باعث كـوچكتر شدن CPU ونزديكتر شدن قسمتهاي مختلف بر روي CPU شده و در نتيجه گرماي توليد شده را به مقدار زيادي كاهش مي‌دهد و دوم آنكـه فركـانس كاري اين CPU ها بمقدار حدود 400 MHzنسبت به آخرين CPUهاي تك هسته اي كاهش پيداكرده و همچنين هسته دوم‌هميشه بصورت كامل كار نمي‌كند اين سه مطلب باعث مي‌گردد كه گرماي توليد شده به‌مقدار خيلي زيادي نسبت به CPU هاي تك هسته‌اي افزايش نيابد. پهناي باند بكار رفته محدوديت بزرگتري براي CPU هاي دو هسته‌ اي مي‌باشد، زيـرا هر دو AMD و Intel پهناي باند براي CPU هاي تك هسته‌اي را براي اين نوع CPU ها نيز حفظ كرده‌اند و طرحي براي افزايش آن ندارد. دو پردازشگر تك هسته اي در مقابل يك پردازشگر دو هسته‌اي محاسبات و بررسي طرحهـاي موجود نشان مي‌دهد كـه دو چيپ اپترن AMD بايـد داراي سرعـت بالاتري نسبت بـه يك چيپ دو هسته‌اي باشد، زيرا هر يك از اين OPTERON ها داراي يك كنترل كننده حافظه مجزا مي‌باشد ولي در چيپ‌هاي دو هسته‌اي هر دو هسته بايد يك كنترل كننده حافظه را بصورت مشترك استفاده كنند. در مورد اينتل اين موضوع مطرح نمي‌باشد زيرا در هر دو طرح يك كـنترل كـننده حافظه در خارج از CPU استفاده مي شود و فقط در طراحي دوهسته اي اين مسيرها كوتاه‌تر مي‌ باشند كـه چنـدان پارامتر مطرحي در افـزايش سرعت نمي‌باشد. يكي از بزرگـتريـن مزيت هـاي پردازشگر هاي دو هسته‌ اي نسبت به دو پردازشگر تك هسته‌ اي بحث اقتصادي آن‌ مي‌ باشد، زيرا اولاً خريد يك CPU دو هسته‌ اي از دو CPU تك هسته‌ اي ارزانتر مي‌باشد و از طرف ديگر بايد قيمت مادربرد را نيز لحاظ كرد كه در اين صورت اين موضوع بيشتر جلب توجه مي‌نمايد.