تاریخچه پردازنده های Intel

 

در این مقاله به تاریخچه پردازنده های شرکت اینتل و آشنایی با آنها خواهیم پرداخت.

اینتل بزرگ‌ترین شرکت ساخت پردازنده از لحاظ تولید، درآمد و سهم بازار در جهان است. این شرکت در سال ۱۹۶۸ توسط رابرت نویس، گوردون مور (مبدع قانون مور) و اندرو گروو در سانتا کلارای کالیفرنیا تاسیس شد. اینتل اولین چیپ تجاری ریزپردازنده را در سال ۱۹۷۱ معرفی کرد و از آن زمان تا کنون با نوآوری‌های خود، نقش به سزایی در رشد صنعت کامپیوتر ایفا کرده است. معماری x86 در سال ۱۹۷۸ توسط این شرکت توسعه داده شد که هنوز هم متداول‌ترین معماری پردازنده‌های کامپیوترهای شخصی در جهان است.

اینتل در ابتدا طیف وسیعی از محصولات سخت افزاری را تولید می‌کرد و تا فرا رسیدن «انقلاب کامپیوترهای شخصی»، تمرکز اصلی شرکت بر روی تولید پردازنده نبود. هرچند اینتل هنوز هم محصولاتی چون چیپست مادربرد، کارت شبکه، مدارهای مجتمع و درایو حالت جامد (SSD) تولید می‌کند، اما این پردازنده‌ها هستند که بخش اصلی تجارت این شرکت را به خود اختصاص می‌دهند. جالب است بدانید نام intel علیرغم تشابه با کلمه‌ی intelligence، ترکیبی از ابتدای کلمات integrated و electronics است.

 

اینتل ماقبل پردازنده

 

امروزه ریزپردازنده‌ها به قدری زندگی ما را تحت تاثیر خود قرار داده‌اند که حتی تصور اینکه جهان قبل از اختراع آن‌ها چگونه بوده، دشوار است. در سال ۱۹۶۰، کامپیوترها فضایی به اندازه‌ی یک اتاق را اشغال می‌کردند و به قدری گران قیمت بودند که تنها در اختیار تعداد کمی از آزمایشگاه‌های دولتی، دانشگاه‌ها و شرکت‌های بزرگ قرار داشتند. توسعه‌ی مدارهای مجتمع در اواسط دهه‌ی ۶۰ میلادی توسط رابرت نویس (از بنیان‌گذاران اینتل) باعث شد مدارهای الکترونیکی بتوانند در ابعادی کوچک بر روی یک چیپ سیلیکونی قرار بگیرند، هرچند ادغام ترانزیستورها در سیلیکون در مقیاس بالا هنوز تجاری نشده بود.

اینتل از زمان تاسیس در سال ۱۹۶۸ همواره در تلاش بود تا استفاده از حافظه‌های نیمه رسانا را مقرون به صرفه و عملی کند. این هدف برای اینتل بسیار جاه طلبانه بود، چرا که در آن زمان حافظه‌های نیمه رسانا نسبت به حافظه‌های متداول، که از تکنولوژی هسته‌ی مغناطیسی استفاده می‌کردند، ۱۰۰ برابر گران‌تر بودند. اما بنیان‌گذاران اینتل فکر می‌کردند که مزایای حافظه‌ی سیلیکونی از جمله اندازه‌ی کوچکتر، عملکرد بهتر و مصرف انرژی کمتر، بالاخره تولیدکنندگان را به استفاده از تکنولوژی جدید مجاب خواهد کرد.

یکی از مهمترین نقاط عطف در تاریخ اینتل زمانی به وجود آمد که شرکتی ژاپنی با نام بیزیکام (Busicom) از اینتل خواست تا مجوعه‌ای از چیپ‌ها را برای خانواده‌ای از ماشین حساب‌های سطح بالای این شرکت طراحی کند. در آن زمان، تمام چیپ‌های منطقی (که وظیفه اجرای محاسبات و اجرای برنامه‌ها را بر عهده دارند، بر خلاف چیپ‌های مموری که تنها اطلاعات و دستورات را در خود ذخیره می‌کنند) به صورت سفارشی برای هر محصول طراحی می‌شدند. بنابراین، چیپ‌های منطقی قدیمی تک منظوره بودند و نمی‌شد از آن‌ها برای مصارف گوناگون استفاده کرد.

طراحی ماشین حساب‌های بیزیکام شامل ۱۲ چیپ سفارشی می‌شد. یکی از مهندسان اینتل با نام تد هاف، با رد کردن طرح پیشنهادی بیزیکام، تنها یک چیپ چندمنظوره طراحی کرد که دستورات خود را از یک حافظه‌ی نیمه رسانا دریافت می‌کرد. این چیپ چندمنظوره نه تنها نیاز بیزیکام برای ساخت ماشین حسابش را برطرف می‌کرد، بلکه می‌شد بدون طراحی مجدد از آن برای طیف وسیعی از مصارف دیگر نیز استفاده کرد.

چیپ جدید تنها یک مشکل داشت: بیزیکام صاحب امتیاز آن بود. هاف و دیگران می‌دانستند که با کارایی بی حد و مرزی که محصول جدید دارد، می‌توان از آن در هر دستگاهی استفاده کرد. آن‌ها اینتل را تشویق کردند تا امتیاز این محصول را از بیزیکام بخرد. در حالی که گوردون مور و رابرت نویس از سرمایه‌گذاری بر روی چیپ جدید پشتیبانی می‌کردند، بقیه‌ی مقامات شرکت نگران این بودند که محصول جدید ممکن است تمرکز اینتل را از کار بر روی هدف اصلی خود یعنی طراحی و ساخت حافظه منحرف کند. در نهایت با توجه به این نکته که هر میکروکامپیوترِ چهار چیپه، به دو واحد حافظه نیاز دارد، اکثریت مقامات متقاعد شدند تا اینتل امتیاز محصول جدیدش را از بیزیکام بخرد و بر روی ساخت این نوع چیپ‌های چندمنظوره سرمایه‌گذاری کند.

مدیر بازاریابی اینتل در آن زمان می‌گوید:

ما در آن زمان به چیپ‌های چند منظوره به عنوان راهی برای فروش بیشتر حافظه‌هایمان نگاه می‌کردیم و اساس سرمایه‌گذاریمان بر روی این محصولات نیز برای همین منظور بود.

اینتل برای بازخرید امتیاز محصولش مبلغ ۶۰ هزار دلار به بیزیکام پیشنهاد کرد و از آنجایی که شرکت ژاپنی با مشکلات مالی دست و پنجه نرم می‌کرد، پیشنهاد اینتل را پذیرفت. توافق با بیزیکام بلافاصله موجب انقلاب در اینتل یا صنعت ساخت چیپ نشد، بلکه راه اینتل برای توسعه‌ی رایانش مبتنی بر ریزپردازنده‌ها را هموار کرد.

اینتل 4004 و 8008؛ اولین ریزپردازنده‌ها

 

ریزپردازنده‌ی 4004 در اواخر سال ۱۹۷۱ معرفی شد. جالب است بدانید اصطلاح ریزپردازنده در زمان معرفی 4004 هنوز به وجود نیامده بود و اندکی بعد از معرفی این محصول به بازار برای اولین بار مورد استفاده قرار گرفت. 4004 از سال ۱۹۷۱ تا سال ۱۹۸۱ تولید می‌شد و علاوه بر اینکه اولین پردازنده‌ای محسوب می‌شود که به صورت تجاری در دسترس قرار گرفت، اولین CPU کامل که بر روی یک چیپ قرار داشت نیز به شمار می‌رود. این چیپ در پوششی سرامیکی و ۱۶ پین قرار داشت و سرعت کلاک اولیه‌ی آن ۱۰۸ کیلوهرتز بود که در مدل‌های بعدی تا ۷۴۰ کیلوهرتز افزایش یافت. 4004 که با تکنولوژی ساخت ۱۰ میکرومتری (۱۰,۰۰۰ نانومتر) تولید می‌شد، از ۲۳۰۰ ترانزیستور استفاده می‌کرد و توان پردازشی آن هفت صدم MIPS (میلیون دستور در ثانیه) بود.

4004 حدود ۲۰۰ دلار قیمت داشت و قدرت پردازشی آن برابر با اولین کامپیوتر الکترونیکی، ENIAC، بود. برای مقایسه، ENIAC که در سال ۱۹۴۶ ساخته شده بود، با استفاده از ۱۸ هزار لامپ خلاء، فضایی به اندازه‌ی ۸۵ متر مکعب را اشغال می‌کرد. 4004 قادر بود در هر ثانیه ۶۰ هزار عملیات انجام دهد که در آن زمان پیشرفت بزرگی در صنعت کامپیوتر به شمار می‌رفت.

پردازنده‌ی ۸ بیتی 8008 در سال ۱۹۷۲ با سرعت کلاک ۰.۵ تا ۰.۸ مگاهرتز و بهره‌مندی از ۳۵۰۰ ترانزیستور به عنوان جایگزینی برای 4004 معرفی شد.

8008 و 4004 هر دو نقش مهمی در پیدا کردن بازار جدید برای محصولات اینتل داشتند. برای اولین بار در تاریخ، قدرت پردازشی کامپیوترها با قیمتی مقرون به صرفه برای استفاده توسط طیف وسیعی از افراد در دسترس بود. اولین ترازوهای دیجیتال در فروشگاه‌های مواد غذایی پدیدار شدند و چراغ‌های راهنماییِ مجهز به پردازنده، ترافیک را به شکل بهینه‌تری کنترل می‌کردند. میکروکامپیوترهای جدید همه چیز از صنعت پزشکی گرفته تا فست فودها، سیستم رزرو ایرلاین‌ها و حتی پمپ‌ بنزین‌ها را دستخوش تغییر اساسی کرده بودند.

پس از آن پردازنده‌ی 8080 از همین خانواده در سال ۱۹۷۴ با ۴۵۰۰ ترانزیستور، فناوری ساخت ۶ هزار نانومتری و سرعت کلاک ۲ مگاهرتز عرضه شد. این پردازنده به علت استفاده در کامپیوتر Altair 8800 و موشک‌های کروز AGM-86 ساخت بویینگ به شهرت رسید؛ هرچند هیچکدام از این پردازنده‌ها در مقیاس قابل توجه به فروش نرسیدند.

علیرغم کاربرد پردازنده‌ها و میکروکامپیوترهای جدید در طیف وسیعی از مشاغل، هنوز هم نه اینتل و نه مشتریان فکر نمی‌کردند که کامپیوترها روزی به وسیله‌ای همه‌گیر و مورد نیاز هر خانه تبدیل شود. یکی از مدیران سابق اینتل خاطره‌ی جالبی در این زمینه دارد. او می‌گوید:

در اواسط دهه‌ی ۷۰ میلادی شخصی نزد من آمد و ایده‌ای ارائه داد که اساساً یک کامپیوتر شخصی محسوب می‌شد. ایده‌ی او این بود که یک پردازنده‌ی 8080 را به همراه کیبورد و یک مانیتور در یک بسته بندی، برای مصرف خانگی به فروش برسانیم. من بلافاصله از او پرسیدم: «این دستگاه به چه دردی میخورد؟» و تنها جوابی که به ذهن آن شخص رسید این بود که زنان خانه‌دار می‌توانند از آن برای نگهداری دستور پخت غذا استفاده کنند. خود من هیچ کاربرد مفیدی در کامپیوترهای شخصی نمی‌دیدم و برای همین هیچگاه چنین طرح‌هایی را جدی نگرفتیم و دوباره به آن فکر نکردیم.

iAPX 86، اولین پردازنده‌ی ۱۶ بیتی

 

 

پردازنده‌ی 8086 اینتل که با نام iAPX 86 نیز شناخته می‌شد، اولین پردازنده‌ی ۱۶ بیتی تجاری اینتل بود. این چیپ همچنین آغازی بود بر عصر پردازنده‌های x86. با داشتن ۲۹ هزار ترانزیستور و ساخته شده با فناوری ۳ هزار نانومتری، 8086 از سرعت کلاک ۵ تا ۱۰ مگاهرتز بهره می‌برد و قدرت پردازشی آن ۰.۷۵ MIPS بود. این پردازنده در کامپیوتر PS/2 ساخت IBM استفاده می‌شد.

 

IBM 5150 که به عنوان اولین کامپیوتر شخصی (PC) تاریخ در نظر گرفته می‌شود، از پردازنده‌های ۵ تا ۸ مگاهرتزی 8088 اینتل استفاده می‌کرد. این پردازنده‌ها بسیار شبیه به 8086 بودند، تنها با این تفاوت که باس داخلی آن‌ها ۸ بیت بود. همکاری اینتل و IBM برای ساخت این کامپیوتر هم داستان جالبی دارد. مهندسان اینتل مجبور بودند تا بدون اینکه اطلاعات فنی خاصی از کامپیوتر IBM به دست بیاورند، این شرکت را مجاب به استفاده از پردازنده‌های اینتل کنند. یکی از مهندسان اینتل آن دوران را اینگونه به یاد دارد:

همه چیز بسیار مرموز بود. وقتی ما برای ارائه‌ی پشتیبانی فنی نزد IBM می‌رفتیم، آن‌ها متخصصان ما را در یک سمت، و متخصصان خودشان را با محصول اولیه در سمت دیگر یک پرده‌ی سیاه قرار می‌دادند. ما از آن‌ها سوال می‌پرسیدیم که چه اتفاقی افتاده است و آن‌ها از آن سمت پرده برایمان تعریف می‌کردند. سپس ما مجبور بودیم بدون اینکه محصول را ببینیم راه حلی برای مشکل پیدا کنیم. اگر خیلی خوش شانس می‌بودیم، به ما اجازه می‌دادند تا با عبور دادن دست‌هایمان از پرده و لمس آن «محصول»، متوجه شویم که مشکل از کجا است.

در نهایت، قرارداد بین IBM و اینتل برای استفاده از پردازنده‌های 8088 منعقد شد. این قرارداد باعث می‌شد تا سود سرشاری به سمت اینتل سرازیر شود، اما همچنان هیچکس احتمال این را نمی‌داد که تجارت کامپیوترهای شخصی روزی تا این حد گسترش پیدا کند. یکی از مهندسان فروش اینتل در آن زمان می‌گوید:

در آن زمان، خوشبینانه‌ترین پیش‌بینی‌ها بر روی فروش ۱۰ هزار واحد پردازنده در سال حساب می‌کردند. هیچکس فکرش را نمی‌کرد که حجم فروش کامپیوترهای شخصی به رقم ده‌ها میلیون واحد در سال برسد.

در سال ۱۹۸۲، اینتل پردازنده‌ی 80186 را عرضه کرد که آن هم بر مبنای 8086 بود، اما با استفاده از فناوری ساخت ۲ هزار نانومتری ساخته شده بود و با داشتن سرعت کلاک ۶ مگاهرتزی، توان پردازشی آن به ۱ MIPS رسیده بود. کامپیوتر Tandy 2000 اولین کامپیوتری بود که از 80186 استفاده می‌کرد.

iAPX 432، اولین پردازنده‌ی ۳۲ بیتی

 

پردازنده‌ی iAPX 432 یکی از معدود پردازنده‌های اینتل به شمار می‌رود که با شکست مواجه شد و اینتل با صحبت نکردن درباره‌ی آن سعی دارد خاطره‌ی بد آن را به فراموشی بسپارد. به جز iAPX 432، پردازنده‌هایی مانند i860/i960 در اوایل دهه‌ی نود میلادی و پردازنده‌های Timna در سال ۲۰۰۰ نیز با طراحی بد خود به سرنوشت i860/i960 دچار شدند.

 

 iAPX 432 در سال ۱۹۸۱، اولین پردازنده‌ی ۳۲ بیتی اینتل محسوب می‌شد. طراحی iAPX 432 در زمان خودش بسیار پیچیده به شمار می‌رفت، چرا که برای اولین بار قابلیت‌هایی چون مالتی تسکینگ سخت‌افزاری و مدیریت حافظه را ارائه می‌کرد. iAPX 432 که سرعت کلاک ۴ تا ۸ مگاهرتزی داشت، برای سیستم‌های بالارده طراحی شده بود و علت شکست آن قیمت بالاتر، و زمان بیشتر تولید آن نسبت به پردازنده‌های 80286 بود.

در حالی که iAPX 432 در اصل به عنوان جایگزینی برای سری 8086 طراحی شده بود، پروژه‌ی تولید آن در سال ۱۹۸۲ کاملاً متوقف شد.

اینتل80286

 

پردازنده‌ی 80286 اینتل با قابلیت مدیریت حافظه و سرعت کلاک ۲۵ مگاهرتزی و توان محاسباتی ۴ MIPS در سال ۱۹۹۱ به بازار آمد. این پردازنده در کامپیوترهای IBM AT و مشابه‌های آن استفاده می‌شد. تراشه‌ی آن با فناوری ساخت ۱۵۰۰ نانومتری ساخته شده بود و ۱۳۴ ترانزیستور در خود جای می‌داد.

تا به امروز، پردازنده‌ی 80286 اینتل به عنوان پردازنده‌ای که بیشترین پیشرفت را نسبت به نسل قبلی خود داشته است، در نظر گرفته می‌شود. این پردازنده همچنین یکی از مقرون به صرفه ترین پردازنده‌هایی است که اینتل تا کنون ساخته است. در سال ۲۰۰۷ اینتل اعلام کرد که تنها پردازنده‌های اتم جدید می‌توانند به اندازه‌ی پردازنده‌ی 80286 که ۲۵ سال پیش معرفی شده بود، مقرون به صرفه باشند.

 

پردازنده‌های 376 و 386

دوران پردازنده‌های ۳۲ بیتی در سال ۱۹۸۵ با عرضه‌ی 386DX آغاز شد. هرچند اینتل پیش از این نیز پردازنده‌ای ۳۲ بیتی ساخته بود و 386DX اولین پردازنده‌ی ۳۲ بیتی به شمار نمی‌رفت، اما این پردازنده اولین CPU اینتل با معماری ۳۲ بیتی بود که توانست از لحاظ تجاری به موفقیت دست پیدا کند.

386DX با داشتن ۲۷۵ هزار ترانزیستور که با فناوری ساخت ۱۵۰۰ نانومتری ساخته شده بودند و بهره‌مندی از سرعت کلاک بین ۱۶ تا ۳۲ مگاهرتز، قدرت محاسباتی برابر با ۱۱.۴ MIPS را در اختیار مصرف کنندگان قرار می‌داد. کامپیوتر DESKPRO ساخت شرکت Compaq اولین محصولی بود که از پردازنده‌ی اینتل با نام تجاری ™Intel386 استفاده می‌کرد.

در سال ۱۹۸۸، اینتل پردازنده‌ی 386 خود را با فناوری ساخت ۱۰۰۰ نانومتری به روز کرد و نام 386SX را بر روی آن گذاشت. پردازنده‌ی جدید از باس ۱۶ بیت استفاده می‌کرد و هدف از ساخت آن استفاده در کامپیوترهای دسکتاپ پایین رده و ارزان قیمت بود. اگرچه 386SX کاملاً تونایی محاسبات ۳۲ بیت را داشت، اما باس آن به منظور ساده سازی طرح بُرد مدار و کاهش قیمت به ۱۶ بیت محدود شده بود. علاوه بر ساده سازی باس، تنها ۲۴ پین به آدرس باس 386SX متصل شده بودند که عملاً این پردازنده را به استفاده از ۱۶ مگابایت حافظه محدود می‌کرد.

جالب است بدانید لینوس توروالدز، لینوکس را بر روی یک کامپیوتر مبتنی بر پردازنده‌ی 386 ساخته است. داستان هم از این قرار بوده است که وقتی لینوس متوجه شد نسخه‌ای از سیستم عامل ۱۶ بیتی مینیکس (MINIX) را که سفارش داده بود، با معماری ۳۲ بیتی پردازنده‌ی 386 چندان سازگار نیست، تصمیم گرفت سیستم عامل خودش را بنویسد!

هر دو چیپ 386SX و 386DX فاقد کمک پردازنده‌ی ریاضی بودند و به دلیل مشکلات ساخت i387، از کمک پردازنده‌ی 80287 استفاده می‌کردند.

اولین چیپ نوت‌بوک اینتل با نام 386SL در سال ۱۹۹۰ از راه رسید. طراحی این چیپ به شدت مجتمع و یکپارچه بود، بطوری که برای اولین بار حافظه‌ی کش، باس و مموری کنترلر در چیپ ادغام شده بودند. 386SL از ۸۵۵ هزار ترانزیستور با سرعت کلاک ۲۰ تا ۲۵ مگاهرتز بهره می‌برد. پردازنده‌ی 376 در سال ۱۹۸۹ و 386EX در سال ۱۹۹۴ آخرین اعضای خانواده‌ی پردازنده‌های 376/386 را تشکیل می‌دادند. هر دو این پردازنده‌ها برای استفاده در سامانه‌های نهفته (embedded systems) طراحی و ساخته شده بودند. علیرغم اینکه CPU های کامپیوترهای شخصی با متداول شدن در دهه‌ی ۹۰ میلادی عملاً باعث منسوخ شدن این دو پردازنده شده بودند، اینتل به دلیل تقاضای بازار و استفاده‌ی گسترده از این چیپ‌ها در صنایع هوافضا، تا سپتامبر سال ۲۰۰۷ به تولید خانواده‌ی پردازنده‌های 80386 ادامه داد.

پردازنده‌های 486 و i860

پردازنده‌ی 486 که تحت نظر پت گلسینگر، مدیرعامل فعلی VMware ساخته شد، اینتل را وارد بزرگترین فاز رشد خود کرد. طراحی ۱۰۰۰ و ۸۰۰ نانومتری این پردازنده با نام 486DX عرضه شد و با داشتن سرعت کلاک بین ۲۵ تا ۵۰ مگاهرتز قادر بود ۴۱ میلیون دستور بر ثانیه را پردازش کند. این پردازنده همچنین اولین چیپ اینتل بود که از حافظه‌ی کش ادغام شده بر روی بورد تراشه بهره می‌برد؛ هرچند میزان این حافظه ۸ کیلوبایت بیشتر نبود. 486DX با داشتن ۱.۲ میلیون ترانزیستور، اولین پردازنده‌ی اینتل بود که بیش از ۱ میلیون ترانزیستور را در خود جای می‌داد. مدل پایین رده‌ی 486SX (که در واقع 486DX ای بود که کمک پردازنده‌ی ریاضی آن غیر فعال شده بود) در سال ۱۹۹۱ با سرعت ۱۶ تا ۳۳ مگاهرتز عرضه شد. برای مقایسه ™Intel486 حدود ۵۰ برابر از اولین پردازنده‌ی اینتل یعنی 4004 سریع‌تر عمل می‌کرد.

در سال ۱۹۹۲، اینتل 486DX2 (SX2) را با سرعت کلاک ۶۶ مگاهرتز به عنوان یک به‌روزرسانی سخت‌افزاری عرضه کرد و 486SL را نیز به عنوان 486SX بهینه شده برای نوت‌بوک‌ها (با سرعت ۳۳ مگاهرتز، فناوری ساخت ۸۰۰ نانومتری و ۱.۴ میلیون ترانزیستور) معرفی کرد. آخرین محصول معرفی شده در خانواده‌ی 486، پردازنده‌ی 486DX4 با سرعت ۱۰۰ مگاهرتز بود که شعار تبلیغاتی آن «راه حلی اقتصادی، برای کسانی که نمی‌خواهند پول زیادی خرج سیستم‌های پنتیوم جدید بکنند» بود. DX4 بر مبنای فناوری ساخت ۶۰۰ نانومتری ساخته شده بود و ۱.۶ میلیون ترانزیستور داشت. این پردازنده توان محاسبه‌ی ۷۰.۷ میلیون دستور در ثانیه را داشت.

اینتل در سال ۱۹۸۹ پردازنده‌ی i860 را نیز معرفی کرد تا وارد رقابت با پردازنده‌های RISC شود. i860 دومین تلاش اینتل برای معرفی یک محصول سخت‌افزاری بالارده بود. i860 و i960 هیچگاه نتوانستند به موفقیت دست پیدا کنند و در نهایت در اوایل دهه‌ی ۹۰ میلادی تولید آن‌ها متوقف شد.

پردازنده‌ی پنتیوم Pentium (P5, i586)

اولین پردازنده‌ی پنتیوم در سال ۱۹۹۳ معرفی شد. در سال ۲۰۰۵ و با معرفی پردازنده‌های سری Core شایعاتی مبنی بر اینکه ممکن است اینتل دیگر از نام پنتیوم استفاده نکند شنیده می‌شد؛ اما این نام تا به امروز توسط اینتل برای پردازنده‌هایش استفاده می‌شود.

برند پنتیوم بخش مهمی از تاریخ اینتل را به خود اختصاص می‌دهد. سیستم نامگذاری پنتیوم آغازی بود بر خروج اینتل از سیستم نامگذاری عددی بر روی پردازنده‌ها. بنا بر گزارش‌ها، اینتل به این دلیل به استفاده از کلمه به جای عدد روی آورد تا بتواند با ثبت آن به عنوان نام تجاری، جلوی استفاده‌ی AMD از نام‌های مشابه را بگیرد. AMD تا پیش از این نام پردازنده‌های خود را مشابه‌ها نام پردازنده‌های اینتل (مانند 286/386/486) انتخاب می‌کرد.

اولین پردازنده‌ی اینتل از سری پنتیوم با نام P5 Pentium و با سرعت ۶۰ مگاهرتز در سال ۱۹۹۳ معرفی شد. این پردازنده ۵ برابر سریع‌تر از Intel486 بود و با توانایی اجرای ۹۰ میلیون دستور در ثانیه، سرعت آن حدود ۱۵۰۰ برابر بیشتر از اولین پردازنده‌ی اینتل بود.

تا سال ۱۹۹۶ مدل‌هایی از P5 Pentium با نام P54CS و با سرعت ۲۰۰ مگاهرتز عرضه می‌شد. طراحی اولیه‌ی این پردازنده از فناوری ساخت ۸۰۰ نانومتری استفاده می‌کرد و تعداد ۳.۱ میلیون ترانزیستور را در خود جای می‌داد. این طراحی در نهایت به فناوری ساخت ۳۵۰ نانومتری و تعداد ۳.۳ میلیون ترانزیستور در سال ۱۹۹۶ ختم شد. پردازنده‌ی P55C در سال ۱۹۹۷ با مجموعه دستورالعمل‌های MMX(Multimedia Extensions) و ۴.۵ میلیون ترانزیستور در سرعت کلاک ۲۳۳ مگاهرتز معرفی شد. در این نسخه از ۳۲ کیلوبایت حافظه‌ی کش سطح ۱ (L1) نیز استفاده می‌شد.

AMD با کپی برداری مجموعه دستور العمل‌های MMX و بهبود آن‌ها، مجموعه دستورالعمل‌های خود با نام !3DNow را با پردازنده‌های K6-II خود معرفی کرد. اینتل نیز بعدها با عرضه‌ی پردازنده‌های پنتیوم III از مجموعه دستورالعمل‌های SSE رونمایی کرد. نسخه‌ای از این دستورالعمل‌ها که هم اکنون اکثر ما در پردازنده‌های سری Core از آن‌ها استفاده می‌کنیم، SSE4.2 است.

نسخه‌ای از پردازنده‌های Pentium MMX که مخصوص استفاده در دستگاه‌های قابل حمل بود تا سال ۱۹۹۹ تولید می‌شد و در نهایت توانست به سرعت ۳۰۰ مگاهرتز دست پیدا کند.

در سال ۱۹۹۷ اینتل شخصیت‌های مشهور BunnyPeople را معرفی کرد. این شخصیت‌ها، تکنسین‌های کوچک و رنگارنگی بودند که «پردازنده‌های اینتل را بامزه جلوه می‌دادند». شخصیت‌های BunnyPeople اینتل در تبلیغات این شرکت، مراسم رسمی معرفی محصولات جدید و فروشگاه‌های عرضه‌ی PC در سرتاسر جهان حضور داشتند.

چالش‌های اینتل در خلال سال‌های ۱۹۹۴ تا ۱۹۹۹

در طی این سال‌ها، اینتل چندین پردازنده و معماری موفق را به خانواده‌ی محصولات خود اضافه کرد، اما در این راه با مشکلاتی نیز روبرو شد.

در سال ۱۹۹۴ یکی از اساتید دانشگاه لینکبورگ متوجه وجود یک باگ در واحد ممیز شناور (FPU) پردازنده‌های P5 Pentium شد که بسیاری از مدل‌های ابتدایی این پردازنده را تحت تاثیر قرار می‌داد. این باگ که به Pentium FDIV bug مشهور شده بود، باعث می‌شد تا پردازنده نتایج اعشاری نادرستی را در عملیات خاص ریاضی به دست بدهد. این مسئله باعث بروز مشکل در کاربردهایی مانند ریاضی و مهندسی می‌شد که در آن‌ها نتایج به شدت دقیق مورد نیاز است. گرچه این باگ تقریباً نادر بود، اما «مجله‌ی بایت» در آن زمان تخمین زد که حدود ۱ تا ۹ میلیون دستگاه به دلیل وجود این باگ در حال تولید نتایج غلط هستند.

در سال ۱۹۹۹ اینتل پردازنده‌های Pentium III را معرفی کرد که اولین پردازنده‌های x86 بودند که از یک شماره ID منحصر به فرد با نام PSN (Processor Serial Number) استفاده می‌کردند. اگر PSN توسط کاربر از طریق بایوس غیر فعال نمی‌شد، نرم‌افزارها به راحتی می‌توانستند به آن دسترسی پیدا کنند. پس از کشف این قضیه، اینتل تحت فشار گروه‌ها و سازمان‌های مختلفی از جمله پارلمان اروپا قرار گرفت. مشکل دسترسی به PSN توسط نرم‌افزارها این بود که هکرها و افرادی که قصد نظارت بر کاربران را داشتند می‌توانستند به راحتی کاربران را با استفاده از ID منحصر به فرد پردازنده‌ی کامپیوتر شناسایی کنند و این موضوع نقض آشکار حریم خصوصی به شمار می‌رفت. اینتل به همین دلیل ویژگی PSN را از پردازنده‌های بعدی خود حذف کرد.

پردازنده‌ی Pentium Pro (P6, i686)

در زمان عرضه، عده‌ی زیادی در مورد پردازنده‌ی پنتیوم پرو دچار سوء تفاهم شدند. بسیاری فکر می‌کردند سری پرو قرار است جایگزین سری P5 شود. اما پرو قرار بود پردازنده‌ای برای استفاده در سرورها باشد؛ درست مانند نسل‌های بعدی خود که Pentium II Xeon نام گرفتند.

علیرغم تشابه نام، معماری پردازنده‌های پنتیوم پرو با پردازنده‌های پنتیوم معمولی تفاوت داشت. علاوه بر تفاوت معماری، پنتیوم پرو از آدرس باس ۳۶ بیتی استفاده می‌کرد که به آن اجازه‌ی پشتیبانی از ۶۴ گیگابایت رم را می‌داد. در بسته بندی این پردازنده یک قطعه که حاوی حافظه‌ی کش سریع بود نیز عرضه می‌شد.

پنتیوم پرو با استفاده از فناوری ساخت ۳۵۰ نانومتری تولید می‌شد و با داشتن ۵.۵ میلیون ترانزیستور، در سرعت‌های ۱۵۰ تا ۲۰۰ مگاهرتزی عرضه می‌شد. مهمترین مورد کاربرد پنتیوم پرو استفاده در سوپرکامپیوتر ASCI Red بود. ASCI Red اولین سوپرکامپیوتری بود که سد ۱ ترافلاپ را پشت سر گذاشت.

 

پردازنده‌های Pentium II & Pentium II Xeon

 

پردازنده‌ی Pentium II مخصوص مصرف‌کننده طراحی شده و معماری آن بر اساس معماری نسل ششم P6 بود. پنتیوم II، اولین پردازنده‌ی اینتل بود که به جای ساختاری سوکتی، ظاهری شبیه ماژول‌های کارتریجی داشت. در مقایسه با P6، پنتیوم II دو میلیون ترانزیستور بیشتر داشت (در مجموع ۷.۵ میلیون ترانزیستور) و پردازش ۱۶ بیتی آن به مراتب بهتر بود. این پردازنده همچنین از مجموعه دستورالعمل‌های MMX که با عرضه‌ی پردازنده‌های پنتیوم معرفی شده بودند نیز پشتیبانی می‌کرد.

کامپیوترهای شخصی بر مبنای پردازنده‌های پنتیوم II از تکنولوژی‌های جدیدی مانند DVD پلیرها و گرافیک AGP استفاده می‌کردند و بهترین تجربه‌ی کاربری کامپیوترهای خانگی موجود را ارائه می‌دادند. پردازنده‌های پنتیوم II مخصوص کامپیوترهای قابل حمل نیز سطحی از عملکرد را برای این دستگاه‌ها ارائه می‌دادند که تا پیش از آن دست نیافتنی بود.

پنتیوم II در ابتدا با هسته‌ی ۳۵۰ نانومتری Klamath و سرعت ۲۳۳ و ۲۶۶ مگاهرتز عرضه شد. سپس هسته‌های ۲۵۰ نانومتری Deschutes با سرعت ۴۵۰ مگاهرتز در سال ۱۹۹۸ معرفی شدند. پردازنده‌های پنتیوم II مخصوص استفاده در دستگاه‌های قابل حمل از هسته‌های ۲۵۰ نانومتری Tonga و ۱۸۰ نانومتری Dixon استفاده می‌کردند.

در همان سال اینتل هسته‌های Deschutes را در پردازنده‌های Pentium II Xeon به کار گرفت و با افزایش میزان حافظه‌ی کش، پشتیبانی از دو پردازنده (dual-processor support) را نیز معرفی کرد.

 

 

پردازنده‌های سلرون (Celeron)

 

پردازنده‌های پایین رده‌ی سلرون به عنوان نسخه‌ای از پردازنده‌های پنتیوم II در سال ۱۹۹۸ به بازار عرضه شدند. پایین رده‌ترین پردازنده‌ی اینتل در زمان معرفی سلرون پردازنده‌های پنتیوم MMX بودند که با سرعت ۲۳۳ مگاهرتزی خود دیگر توانایی رقابت با پردازنده‌های خوش قیمت AMD K6 را نداشتند. دلیل نامگذاری پردازنده‌های سلرون هم در نوع خود جالب است. تیم برندینگ اینتل منطق پشت نام سلرون را اینگونه توضیح می‌دهد:

Celer کلمه‌ای لاتین به معنای سریع و چابک است (همانطور که در accelerate به این معنا به کار رفته است). کاربرد قسمت on هم مانند کاربرد آن در ترکیب‌هایی مانند turned on است. سلرون درست مانند پنتیوم ۷ حرف و ۳ سیلاب دارد و قسمت «Cel» آن با قسمت «tel» در نام اینتل هم آهنگ است.

در حالی که پردازنده‌های سلرون تا به امروز به روز رسانی شده‌اند و در حال حاضر بر مبنای جدیدترین معماری و تکنولوژی‌های اینتل ساخته می‌شوند، این پردازنده‌ها همواره با محدودیت‌هایی مانند حافظه‌ی کش کمتر عرضه می‌شوند. اینتل پردازنده‌های سلرون را برای رقابت در پایین‌ترین سطح بازار کامپیوترهای شخصی طراحی کرده است.

اولین سری سلرون بر مبنای هسته‌های Covington با معماری ۲۵۰ نانومتری برای کامپیوترهای دسکتاپ، و هسته‌های ۲۵۰ نانومتری Mendocino (با ۱۹ میلیون ترانزیستور و حافظه‌ی کش L2 ادغام شده در چیپ) برای نوت‌بوک‌ها عرضه شد. این پردازنده‌ها با سرعت‌های ۲۶۶ تا ۳۰۰ مگاهرتز برای دسکتاپ و ۵۰۰ مگاهرتز برای دستگاه‌های قابل حمل در دسترس بودند. بعدها پردازنده‌های سلرون با بروزرسانی‌های خود تبدیل به جانشین شایسته‌ای برای پردازنده‌های پنتیوم III شدند. سلرون‌های امروزی بر مبنای معماری اسکای‌لیک (Skylake) ساخته می‌شوند.

میزان حافظه‌ی کش جدیدترین پردازنده‌ی سلرون برابر با ۶۶ درصد حافظه‌ی کش پردازنده‌ی Core i3 هم دوره‌ی خود است.

 

پردازنده‌های Pentium III و Pentium III Xeon

 

پنتیوم III در سال ۱۹۹۹ عرضه شد و اولین محصول اینتل برای رقابت با AMD در جنگ گیگاهرتزها بود. اولین نسخه‌های این پردازنده با هسته‌های ۲۵۰ نانومتری Katmai عرضه شدند و پس از مدت کمی نسخه‌هایی بر مبنای هسته‌های ۱۸۰ نانومتری Coppermine و ۱۳۰ نانومتری Tualatin نیز عرضه شدند.

تعداد ترانزیستورهای موجود بر روی چیپ پردازنده‌های پنتیوم III از ۹.۵ میلیون عدد در هسته‌های Katmai، به ۲۸.۱ میلیون عدد در آخرین نوع هسته‌ها رسید. این جهش بیشتر به دلیل استفاده از حافظه‌ی کش L2 ادغام شده در CPU بود. سرعت کلاک در مدل‌های اولیه ۴۵۰ مگاهرتز بود و در نهایت با عرضه‌ی هسته‌های Tualatin به ۱۴۰۰ مگاهرتز رسید. اینتل به دلیل عجله در عرضه‌ی اولین پردازنده‌ی یک گیگاهرتزی خود برای رقابت با پردازنده‌های Athlon AMD مورد انتقاد قرار گرفت؛ چرا که به دلیل نقص فنی مجبور شد با اعلام فراخوان تمامی پردازنده‌های ۱ گیگاهرتزی خود را از سطح بازار جمع کرده و عرضه‌ی آن‌ها را موکول به آینده کند.

یکی از نکات مهم در تاریخ پردازنده‌های پنتیوم، عرضه‌ی پردازنده‌های موبایل (مخصوص دستگاه‌های قابل حمل) پنتیوم III در سال ۲۰۰۰ بود. اینتل همزمان با عرضه‌ی این پردازنده‌ها تکنولوژی اسپیداستپ (SpeedStep) و قابلیت تغییر اتوماتیک فرکانس پردازنده با توجه به شرایط کاری را معرفی کرد. پردازنده‌های Mobile Pentium III تنها یک روز قبل از معرفی پردازنده‌ی معروف کروزوئه (Crusoe) از شرکت ترنسمتا (Transmeta) معرفی شدند. بسیاری تا به امروز بر این باورند که اگر فشار ترنسمتا (که با به کار گرفتن لینوس توروالدز به شهرت رسیده بود) نبود، اینتل هرگز پردازنده‌های پنتیوم III موبایل را عرضه نمی‌کرد.

پردازنده‌ی Pentium III Xeon آخرین پردازنده از سری زئون بود که نام پنتیوم را با خود یدک می‌کشید. این پردازنده با استفاده از هسته‌های Tanner در سال ۱۹۹۹ عرضه شد. همانطور که در قسمت قبل اشاره شد، یکی از اتفاقات جنجال برانگیز عرضه‌ی پردازنده‌های پنتیوم III، معرفی مفهموم سریال نامبر پردازنده (PSN: Processor Serial Number) از سوی اینتل بود که باعث می‌شد مشکلاتی در رابطه با حفظ حریم خصوصی برای کاربران ایجاد شود. اینتل به دلیل فشار افکار عمومی و گروه‌ها و سازمان‌های مختلف مجبور شد این ویژگی را از پردازنده‌های بعدی خود حذف کند.

 

پردازنده‌هایPentium 4

 

پردازنده‌های پنتیوم ۴، اینتل را در مسیری قرار دادند که منجر به جدی‌ترین تحول در تاریخ این شرکت شد. این پردازنده‌ها در سال ۲۰۰۰ با هسته‌های ۱۸۰ نانومتری Willamette و تعداد ۴۲ میلیون عدد ترانزیستور عرضه شدند. معماری جدید اینتل با نام Netburst به گونه‌ای طراحی شده بود تا فرکانس‌های کاری بالا را در پردازنده ایجاد کند. اینتل در آن زمان پیشبینی می‌کرد که این معماری باعث خواهد شد تا بتواند تا سال ۲۰۱۰ به سرعت‌های بالاتر از ۲۰ گیگاهرتز دست پیدا کند. با این حال، Netburst محدودیت‌های خودش را داشت و اینتل در سال ۲۰۰۳ متوجه شد که مصرف انرژی پردازنده‌های مبتنی بر این معماری در سرعت‌های بالا بسیار زیاد خواهد بود.

اولین پردازنده‌های مبتنی بر معماری Netburst با سرعت‌های ۱.۳ و ۱.۴ گیگاهرتز عرضه شدند. کمی بعد در سال ۲۰۰۲، با پیشرفت و بلوغ تکنولوژی ساخت اینتل، پردازنده‌هایی که از این معماری بهره می‌گرفتند مجهز به هسته‌های ۱۳۰ نانومتری و ۲.۲ گیگاهرتزی Northwood (با تعداد ۵۵ میلیون ترانزیستور) شدند و در نهایت در سال ۲۰۰۵ شاهد معرفی هسته‌های ۹۰ نانومتری و ۳.۸ گیگاهرتزی Prescott (با تعداد ۱۲۵ میلیون ترانزیستور) بودیم. اینتل در این بین اولین پردازنده‌ی نسخه‌ی Extreme خود را نیز با استفاده از هسته‌های Gallatin در سال ۲۰۰۳ معرفی کرد.

با گذشت زمان، خانواده پردازنده‌های پنتیوم ۴ اعضای جدید زیادی را در خود تجربه کرد. در این دوران، پردازنده‌های اینتل برای دستگاه‌های قابل حمل Mobile Pentium 4-M نام داشتند. اینتل همچنین برای اولین بار مفهوم هسته‌ی مجازی را با فناوری هایپرتریدینگ (hyperthreading) در پردازنده‌های Pentium 4E HT معرفی کرد. پردازنده‌های Pentium 4F نیز با هسته‌های ۶۵ نانومتری Cedar Mill در سال ۲۰۰۵ معرفی شدند. اینتل قصد داشت تا خانواده‌ی پنتیوم ۴ را با پردازنده‌های Tejas جایگزین کند، اما زمانی که مشخص شد معماری Netburst قادر نیست به سرعت‌های بالاتر از ۳.۸ گیگاهرتز دست پیدا کند، این پروژه کنسل شد.

اینجا است که به مهمترین تغییر استراتژی تاریخ اینتل می‌رسیم. معماری مشهور و جدید اینتل با نام «Core»، چرخش ۱۸۰ درجه‌ای در جهت پردازنده‌های بهینه و کارآمدتر بود. اینتل بالاخره تصمیم گرفت به «جنگ گیگاهرتزی» خود با AMD پایان دهد.

 

پردازنده‌های زئون (Xeon)

 

پردازنده‌های Xeon اینتل بر خلاف دیگر پردازنده‌های این شرکت که برای بازار مصرفی تولید می‌شوند، بازار سرورها، ورک‌استیشن‌ها و سامانه‌های نهفته را هدف گرفته‌اند. مهمترین مزایای این خانواده از پردازنده‌ها عبارت است از قابلیت استفاده از چند پردازنده، تعداد هسته‌ها و حافظه‌ی کش بیشتر و پشتیبانی از حافظه‌های ECC. در مقابل، ویژگی‌هایی که این پردازنده‌ها را برای استفاده در کامپیوترهای دسکتاپ معمولی مناسب نمی‌کند عبارتند از سرعت کلاک پایین‌تر در قیمت‌های برابر با پردازنده‌های مشابه دسکتاپ، نبود پردازنده‌ی گرافیکی ادغام شده و عدم پشتیبانی از اورکلاکینگ. دلیل وجود تعداد هسته‌های بالاتر و فرکانس کاری پایین‌تر در سری Xeon این است که سرورها بر خلاف کامپیوترهای دسکتاپ که معمولاً تعداد کمی پردازش نسبتاً سنگین را انجام می‌دهند، تعداد زیادی پردازش سبک را به صورت موازی باید به انجام برسانند.

اولین پردازنده‌های Xeon ای که دیگر برند پنتیوم را با خود به همراه نداشتند، در سال ۲۰۰۱ معرفی شدند. این پردازنده‌ها بر مبنای معماری Netburst بودند (که در خانواده‌ی پردازنده‌های پنتیوم ۴ هم از آن استفاده می‌شد) و اولین بار با هسته‌های ۱۸۰ نانومتری Foster و سرعت ۱.۴ تا ۲ گیگاهرتز عرضه شدند. معماری Netburst تا سال ۲۰۰۶ در پردازنده‌های Xeon استفاده می‌شد. پس از آن، اینتل پردازنده‌های Xeon را با هسته‌های ۹۰ نانومتری Nocona، Irwindale، Cranford، Potomac و Paxville، و هسته‌های ۶۵ نانومتری Dempsey و Tulsa نیز عرضه کرد.

پردازنده‌های Xeon مبتنی بر معماری Netburst درست مانند پردازنده‌های دسکتاپ مبتنی بر این معماری از مشکل مصرف بالای انرژی رنج می‌بردند. این موضوع باعث شد اینتل به طور کلی در استراتژی و معماری ساخت پردازنده‌های خود بازنگری کند. آخرین پردازنده‌ی Xeon مبتنی بر این معماری، CPU دو هسته‌ای Dempsey با سرعت کلاک ۳.۷۳ گیگاهرتز و تعداد ۳۷۶ میلیون ترانزیستور بود.

Xeon های امروزی همچنان به صورت سنتی بر مبنای همان معماری پردازنده‌های دسکتاپ و موبایل جدید اینتل ساخته می‌شوند، اما اینتل آن‌ها را با مقدار قدرت بیشتری عرضه می‌کند. پردازنده‌ی Woodcrest دو هسته‌ای اینتل که در سال ۲۰۰۶ عرضه شد، اولین محصول اینتل پس از تغییر استراتژی به سمت پردازنده‌های بهینه به شمار می‌رود.

جدیدترین پردازنده‌های Xeon در اکتبر ۲۰۱۵ معرفی شده و بر مبنای معماری ۱۴ نانومتری اسکای‌لیک هستند. این پردازنده‌ها از سوکت جدید اینتل با نام LGA 1151 استفاده می‌کنند و سرعت کلاک آن‌ها به ۴ گیگاهرتز نیز می‌رسد.

یکی از دیگر کاربردهای پردازنده‌های زئون اینتل، استفاده از آن‌ها در ساخت سوپر کامپیوترها است. بیش از ۸۰ درصد از ۵۰۰ ابر کامپیوتر دنیا از پردازنده‌های زئون اینتل استفاده می‌کنند.

پردازنده‌های ایتانیوم (Itanium)

 

معماری ایتانیوم (با تلفظ صحیح آیتانیِم) در ابتدا توسط اچ‌پی معرفی، و بعدها به صورت مشترک توسط اینتل و اچ‌پی توسعه داده شد. ایتانیوم به نوعی دنبال کننده‌ی ایده‌ی پردازنده‌های i860 و iAPX 432 بود و بازار سرورها و مصارف محاسباتی سنگین را هدف گرفته بود. علیرغم اینکه پردازنده‌های ایتانیوم، از سوی بازار و مصرف کنندگان با استقبال کمی مواجه شدند، توانستند مدت زمان بیشتری را نسبت به دیگر پردازنده‌های شکست خورده‌ی اینتل در بازار دوام بیاورند.

ایتانیوم‌ها به عنوان اولین پردازنده‌ی ۶۴ بیتی اینتل عرضه شدند و باور عموم بر این بود که آینده‌ی پلتفرم ۶۴ بیت اینتل با پردازنده‌های ایتانیوم خواهد بود. با این حال، همانطور که امروزه شاهد آن هستیم، آینده‌ی پردازنده‌های ۶۴ بیت اینتل به شکل کاملاً متفاوتی رقم خورد. مشکل اصلی ایتانیوم عملکرد ۳۲ بیت بسیار ضعیف آن بود.

اولین ایتانیوم‌ها در سال ۲۰۰۱ با هسته‌های ۱۸۰ نانومتری Merced و سرعت کلاک ۷۳۳ و ۸۰۰ مگاهرتز عرضه شدند. این پردازنده‌ها ۳۲۰ میلیون ترانزیستور را در خود جای می‌دادند که چیزی حدود ۶ برابر بیشتر از تعداد ترانزیستورهای پردازنده‌های پنتیوم در آن زمان بود. عملکرد اولین ایتانیوم‌ها در مقایسه با رقبای خود یعنی پردازنده‌های RISC و CISC به شدت ناامید کننده بود. نتایج بنچمارک‌ها در سال ۲۰۰۱ نشان می‌داد که بازده ایتانیوم در اجرای برنامه‌های ساخته شده برای پلتفرم x86، برابر با یک پردازنده‌ی ۱۰۰ مگاهرتزی پنتیوم است. این در حالی بود که در آن زمان پردازنده‌های ۱.۱ گیگاهرتزی پنتیوم در بازار متداول بودند.

ایتانیوم ۲ در سال ۲۰۰۲ با هسته‌ی ۱۸۰ نانومتری McKinley و همچنین هسته‌های ۱۳۰ نانومتری Madison، Deerfield، Hondo و Fanwood عرضه شد. سری ایتانیوم تا سال ۲۰۱۰ و عرضه‌ی Itanium 9000 به روزرسانی دیگری را تجربه نکرد. ایتانیوم ۹۰۰۰ از هسته‌های ۹۰ نانومتری Montecito و Montvale و همچنین هسته‌های ۶۵ نانومتری Tukwila استفاده می‌کرد. این پردازنده از مقدار باورنکردنی ۲۴ مگابایت حافظه‌ی کش و ۲ میلیارد ترانزیستور بهره می‌برد.

علیرغم شایعات متعدد مبنی بر توقف تولید پردازنده‌های خانواده‌ی ایتانیوم از سوی اینتل، اکوسیستم این پردازنده‌ها تا به امروز به خوبی توسط اینتل پشتیبانی می‌شود. جدیدترین ایتانیوم با هسته‌ی ۳۲ نانومتری Poulson و با نام Itanium 9500 در سال ۲۰۱۲ عرضه شد. این پردازنده ۳۲ مگابایت کش L3 و ۶ مگابایت کش L2 و ۳.۱ میلیارد ترانزیستور دارد.

اکثر سیستم‌های مبتنی بر ایتانیوم همچنان توسط اچ‌پی تولید می‌شوند. تا سال ۲۰۰۸، معماری ایتانیوم پس از x86، Power Architecture و SPARC، چهارمین معماری متداول استفاده شده در سرورهای تجاری است. در حالی که اینتل اعلام کرده است مشغول کار بر روی پردازنده‌های Kittson برای نسل بعدی ایتانیوم است، تا به امروز پردازنده‌های Poulson ایتانیوم که در سال ۲۰۱۲ معرفی شده‌اند، جدیدترین پردازنده‌های این معماری به شمار می‌روند. از آنجایی که در حال حاضر اچ‌پی تنها مشتری ایتانیوم است، احتمالاً Kittson آخرین ایتانیوم خواهد بود.

اصلی ترین سیستم عامل برای ایتانیوم HP-UX است. مایکروسافت و ردهت اعلام کرده‌اند که قصد دارند به پشتیبانی از پردازنده‌های ایتانیوم در سیستم عامل‌های خود پایان دهند؛ هرچند دیگر توزیع‌های لینوکس مانند دبیان همچنان به پشتیبانی از ایتانیوم ادامه خواهند داد. اوراکل نیز در سال ۲۰۱۱ اعلام کرد توسعه‌ی نرم‌افزار برای ایتانیوم را متوقف خواهد کرد.

فناوری هایپر تردینگ (Hyper-Threading)

در سال ۲۰۰۲، اینتل اولین پردازنده‌های مدرن دسکتاپ خود با فناوری چندریسمانی همزمان (SMT: Simultaneous Multithreading Technology) را عرضه کرد. تکنولوژی مالتی‌تردینگ اختصاصی اینتل، «هایپر تردینگ» (Intel Hyper-Threading Technology) نام دارد و در فارسی با نام‌های «فراریسمانی» و «پُرریسگی» نیز شناخته می‌شود. این فناوری اولین بار در پردازنده‌های Xeon اینتل که بر مبنای هسته‌های Prestonia بودند پدیدار شد و سپس پردازنده‌های پنتیوم ۴ مبتنی بر Northwood نیز از آن استفاده کردند.

هایپرتردینگ برای بهبود پردازش موازی (انجام چندین وظیفه به صورت همزمان) در پردازنده‌های مبتنی بر معماری x86 توسعه داده شده است. در این تکنولوژی، به ازای هر هسته‌ی فیزیکی، سیستم عامل دو هسته‌ی مجازی (یا منطقی) را آدرس دهی کرده و بار پردازش را در صورت امکان بین آن‌ها تقسیم می‌کند. تنها سیستم عامل‌هایی که برای استفاده از این تکنولوژی بهینه شده باشند قادر به بهره برداری از مزایای آن خواهند بود.

در زمان معرفی، اینتل ادعا می‌کرد که پردازنده‌هایی که از تکنولوژی هایپر تردینگ بهره می‌برند، نسبت به پردازنده‌های پنتیوم ۴ ای که از این تکنولوژی بی بهره هستند ۳۰ درصد بازده بیشتری دارند. آزمایش‌ها نیز نشان می‌داد که یک پردازنده‌ی ۳ گیگاهرتزی هایپرترد، عملکرد بهتری نسبت به پردازنده‌ی ۳.۶ گیگاهرتزی غیر هایپرترد از خود به نمایش می‌گذارد. اینتل پس از آن، این تکنولوژی را در پردازنده‌های مختلف خود از جمله ایتانیوم، پنتیوم D، اتم و سری Core i به کار گرفت.

هایپرتردینگ معایبی نیز با خود به همراه دارد. در سال ۲۰۰۶ مشخص شد که این فناوری از لحاظ مصرف انرژی چندان بهینه عمل نمی‌کند. برای مثال کمپانی ARM اعلام کرد که هسته‌هایی که از مالتی تردینگ استفاده می‌کنند، می‌توانند منجر به مصرف ۴۶ درصدی بیشتر انرژی نسبت به دو هسته‌ی واقعی شوند. همچنین ARM ادعا می‌کند مالتی تردینگ کوبیدگی حافظه‌ی کش را ۴۲ درصد افزایش می‌دهد، در حالی که دو هسته‌ی واقعی این میزان کوبیدگی را ۳۷ درصد کاهش می‌دهند. اینتل این ادعاها را رد کرده و عقیده دارد تکنولوژی هایپرتردینگ با استفاده از منابعی که در حالت عادی بدون مصرف و در حالت آماده به کار (idle) قرار دارند، بسیار بهینه عمل می‌کند. در سال ۲۰۱۰ ARM اعلام کرد که احتمال استفاده از مالتی تردینگ در طراحی چیپ‌های آینده‌ی این شرکت وجود دارد.

 

پردازنده‌های پنتیوم M، تغییر تاکتیک تاریخی

پردازنده‌های پنتیوم M سری 700 در سال ۲۰۰۳ با نام رمز Banias و هسته‌های ۱۳۰ نانومتری برای دستگاه‌های قابل حمل عرضه شدند (حرف M در انتهای نام این پردازنده‌ها مخفف کلمه‌ی Mobile به معنی قابل حمل است). این پردازنده‌ها حاصل فلسفه‌ی جدید اینتل مبنی بر عدم تمرکز روی سرعت کلاک، و توجه ویژه به بهینه بودن مصرف انرژی بودند. معماری این پردازنده‌ها توسط تیم طراحی اینتل به رهبری مولی ادن و دیوید پرلموتر (که هم اکنون هر دو از مقامات مهم اجرایی در اینتل هستند) در سرزمین‌های اشغالی توسعه یافت. جالب است بدانید نام Banias برگرفته شده از نام مکانی تاریخی در بلندی‌های جولان است.

اینتل به منظور کاهش مصرف انرژی در این پردازنده‌ها از تکنولوژی‌هایی مانند اسپیداستپ ۳ (SpeedStep 3) استفاده کرد. این تکنولوژی با استفاده از سرعت کلاک و ولتاژ متغیر هسته باعث می‌شود وقتی سیستم در حالت آماده به کار (idle) قرار دارد، انرژی به مراتب کمتری نسبت به حالت عادی مصرف کند. پردازنده‌های ۱.۶ گیگاهرتزی پنتیوم M با استفاده از این تکنولوژی می‌توانستند بر حسب نیاز در سرعت‌های ۶۰۰، ۸۰۰، ۱۰۰، ۱۲۰۰، ۱۴۰۰ و ۱۶۰۰ مگاهرتزی کار کنند. به این ترتیب مصرف انرژی این پردازنده‌ها بین ۵ وات در حالت آماده به کار و ۲۷ وات در زمان اوج مصرف متغییر بود.

جدای از بحث تکنولوژی‌های بهینه‌سازی مصرف انرژی، هسته‌های Banias در پردازنده‌های پنتیوم M، کاهش فرکانس زیادی نسبت به هسته‌های ۲.۶ گیگاهرتزی پنتیوم 4 موبایل داشتند. این کاهش فرکانس باعث می‌شد تا پردازنده‌های پنتیوم M نسبت به پردازنده‌های ۸۸ واتی پنتیوم 4 به شدت بهینه‌تر باشند. به روز رسانی بعدی لیتوگرافی ساخت پنتیوم M که Dothan نام داشت، با فناوری ساخت ۹۰ نانومتری، در حالی که تعداد ترانزیستورهای موجود روی چیپ را به ۱۴۰ میلیون و سرعت کلاک را به ۲.۱۳ گیگاهرتز افزایش می‌داد، باعث می‌شد مصرف انرژی پردازنده به ۲۱ وات کاهش پیدا کند.

هرچند اینتل پردازنده‌های پنتیوم M را به عنوان پردازنده‌های مخصوص دستگاه‌های قابل حمل بازاریابی و تبلیغ می‌کرد، اما تولیدکنندگان سخت‌افزاری مانند MSI و ASUS مادربردهای سازگار با این پردازنده‌ها را برای علاقه‌مندان روانه‌ی بازار کردند.

جانشین هسته‌های Dothan در سال ۲۰۰۶ با نام Yonah عرضه شد. اگرچه این پردازنده‌ها Core Duo و Core Solo نام گرفتند، اما معماری آن‌ها هیچ ربطی به سری Core نداشت. هسته‌های Banias تا به امروز به عنوان یکی از مهم‌ترین دستاوردهای تاریخ اینتل به شمار می‌روند و تاثیری که روی آینده‌ی شرکت گذاشتند با تاثیر اولین پردازنده‌های اینتل یعنی 4004، 8086 و 386 مقایسه می‌شود.

پردازنده‌ی پنتیوم D، اولین دو هسته‌ای‌ اینتل

پردازنده‌های پنتیوم D اولین پردازنده‌های دو هسته‌ای اینتل به شمار می‌روند. اولین مدل‌های این پردازنده با نام رمز Smithfield هنوز بر مبنای معماری پر مصرف Netburst بودند. پردازنده‌های Smithfield که از هسته‌های ۹۰ نانومتری استفاده می‌کردند، با نام تجاری Pentium D 800 series به بازار عرضه شدند. در سال ۲۰۰۴ پردازنده‌های مبتنی بر معماری NetBurst به نهایت سرعت کلاک ممکن یعنی ۳.۸ گیگاهرتز رسیدند. دست یافتن به سرعت‌های بالاتر از این میزان به دلیل مصرف بالای انرژی و گرمای تولید شده‌ی زیاد، برای این معماری ممکن نبود.

به همین دلیل، تنها ۹ ماه پس از عرضه‌ی Smithfield، اینتل این پردازنده‌ها را با معماری ۶۵ نانومتری Presler و هسته‌های Cedar Mill جایگزین کرد. پردازنده‌های دو هسته‌ای Presler آخرین نسل از پردازنده‌های پنتیوم M بودند و تولید آن‌ها در سال ۲۰۰۸ متوقف شد.

اینتل همچنین نسخه‌های Extreme هر دو پردازنده را با ماکزیمم سرعت کلاک ۳.۷۳ گیگاهرتز و مصرف انرژی ۱۳۰ وات عرضه کرد. این میزان بالاترین مصرف انرژی یک پردازنده‌ی دسکتاپ اینتل تا به امروز است (مصرف انرژی بعضی پردازنده‌های سرور به ۱۷۰ وات هم می‌رسد). پردازنده‌های Smithfield تعداد ۲۳۰ میلیون و Prescott تعداد ۳۷۶ میلیون ترانزیستور در خود جای داده بودند.

برنامه‌ی تحقیقاتی «رایانش در مقیاس ترا»

برنامه‌ی تحقیقاتی رایانش در مقیاس ترا (TSCR: Terascale Computing Research Program) حوالی سال ۲۰۰۵ آغاز شد. اینتل با این برنامه قصد داشت پردازنده‌هایی با کارایی بیش از یک ترافلاپس که قادر باشند چندین ترابایت داده را با سرعت بالا پردازش کنند، توسعه بدهد.

فلاپس (FLOPS) مخفف عبارت «تعداد عملیات ممیز شناور در هر ثانیه» (floating-point operations per second) و معیاری برای سنجش عملکرد کامپیوترها است. فلاپس از IPS (تعداد دستور بر ثانیه) که در قسمت‌های قبل به آن اشاره شد، معیار به مراتب دقیق‌تری است. اگرچه حرف S در انتهای FLOPS مخفف کلمه‌ی ثانیه (Second) است، اما بسیاری این حرف را به عنوان علامت جمع بودن کلمه در نظر گرفته و مفرد آن را به صورت FLOP به کار می‌برند. به همین دلیل در فارسی نیز اکثراً از عبارت «فلاپ» به جای «فلاپس» استفاده می‌شود.

هدف دیگر این برنامه، یافتن راه حلی برای غلبه بر چالش‌های پیش روی ساخت چیپ‌هایی با بیش از ۴ هسته و همچنین تحقیق بر روی بهینه‌سازی پردازنده‌ها بود. برنامه‌ی TSCR منجر به ساخت چیپ تحقیقاتی ترافلاپ (Teraflops Research Chip) و کامپیوتر ابری تک چیپه (Single-Chip Cloud Computer) شد. هر دو این پردازنده‌ها نقش مهمی در به وجود آمدن پردازنده‌های Xeon Phi بازی کردند.

چیپ تحقیقاتی ترافلاپ با نام رمز Polaris (با معماری پلاریس AMD اشتباه گرفته نشود) یک پردازنده‌ی ۸۰ هسته‌ای و حاصل برنامه‌ی TSCR است. از جمله فناوری‌های به کار رفته در این چیپ می‌توان به موتور ممیز شناور دوگانه‌، تکنولوژی هسته‌های خوابیده و حافظه‌ی ۳ بعدی انباشته اشاره کرد. هدف از ساخت چنین چیپی تحقیق روی این موضوع بود که چگونه می‌توان بیش از ۴ هسته را روی یک تراشه جای داد و چیپی ساخت که به عملکرد پردازشی یک ترافلاپ دست پیدا کند. سرانجام پردازنده‌ی ۸۰ هسته‌ای تحقیقاتی اینتل در سال ۲۰۰۷ رونمایی شد و با سرعت ۵.۷ گیگاهرتز و توان ۲۶۵ وات، توانست به عملکرد ۱.۸۱ ترافلاپ دست پیدا کند.

کامپیوتر ابری تک چیپه (SCC) هم یک پردازنده‌ی تحقیقاتی ۴۸ هسته‌ای است که در سال ۲۰۰۹ از دل برنامه‌ی TSCR بیرون آمد. ایده‌ی پشت ساخت SCC، دستیابی به چیپی بود که چندین مجموعه از هسته‌های مجزا در آن بتوانند به صورت مستقیم با یکدیگر ارتباط برقرار کنند؛ درست مانند ارتباط سرورهای یک دیتاسنتر با یکدیگر. این چیپ شامل ۴۸ هسته‌ی پنتیوم با آرایش دو بعدی ۴ در ۶ است، به نحوی که ۲۴ جفت هسته هر کدام به صورت مشترک از ۱۶ کیلوبایت حافظه‌ی کش استفاده می‌کنند. هر جفت هسته به جای اینکه اطلاعات را به حافظه‌ی اصلی ارسال و دریافت کنند، مستقیماً با دیگر جفت هسته‌ها در ارتباط هستند. این تکنیک عملکرد چیپ را به شدت بهبود می‌بخشد.

پردازنده‌های Core 2

پردازنده‌های Core 2 پاسخ اینتل به پردازنده‌های بسیار موفق Athlon X2 و Opteron ای‌ام‌دی بودند. AMD با نوآوری‌های پی در پی و ساخت پردازنده‌های مقرون به صرفه و کارآمد، توانسته بود تا با به دست آوردن نیمی از سهم بازار پردازنده‌ها در اوایل سال ۲۰۰۶، زنگ خطر را برای اینتل به صدا در بیاورد.

معماری Core برای اولین بار با هسته‌های ۶۵ نانومتری Conroe در پردازنده‌های دسکتاپ سری Core 2 Duo E-6000، هسته‌های Merom در پردازنده‌های موبایل سری Core 2 Duo T7000 و هسته‌های Woodcrest در پردازنده‌های سرور سری Xeon 5100 عرضه شد. اینتل بلافاصله پردازنده‌های ۴ هسته‌ای خود را نیز با نام Core 2 Quad برای دسکتاپ و Xeon 5300 برای سرور عرضه کرد.

معماری Core باعث شد اینتل جایگاه از دست رفته‌ی خود در بازار پردازنده‌ها را دوباره به دست بیاورد. در حالی که هسته‌های Conroe همچنان در حال توسعه بودند، اینتل با استفاده از پردازنده‌های پنتیوم و پنتیوم D خود طی سال‌های ۲۰۰۵ و ۲۰۰۶ وارد یک جنگ قیمتی بی سابقه با AMD شد. این در حالی بود که پردازنده‌های Core 2 Duo در سال ۲۰۰۶ بالاخره توانستند عنوان «بهترین عملکرد» که ظرف چند سال گذشته در اختیار پردازنده‌های AMD بودند را بار دیگر به پردازنده‌های اینتل بازگردانند. Conroe در زمان عرضه سرعت کلاکی بین ۱.۲ تا ۳ گیگاهرتز داشت و ۲۹۱ میلیون ترانزیستور را در خود جای می‌داد. این پردازنده‌ها در سال ۲۰۰۸ با فناوری ساخت ۴۵ نانومتری Penryn به روزرسانی شدند.

جنجال تبلیغ پردازنده‌ی Core 2 Duo

اینتل در یکی از پوسترهای تبلیغاتی خود برای پردازنده‌های Core 2 Duo یک اداره را به تصویر کشیده بود که در آن کارمندان سیاهپوست در لباس دو و میدانی در موقعیت آغاز مسابقه‌ی دو قرار داشتند. منظور اینتل از این تبلیغ همانطور که در عنوان آن پیدا است، این بود که با استفاده از پردازنده‌های جدید Core 2 Duo می‌توانید عملکرد کامپیوترهای شرکت خود را افزایش داده و بازده کارمندان‌تان را چند برابر کنید.

اما این تبلیغ به گونه‌ای طراحی شده بود که در نگاه اول به نظر می‌آمد عده‌ای سیاه پوست در حال تعظیم به یک مرد سفید پوست هستند. با بالا گرفتن اعتراضات به این تبلیغِ ظاهراً نژادپرستانه، اینتل مجبور شد تا آن را جمع‌آوری و طی بیانیه‌ای رسماً عذرخواهی کند.

 

روی آوردن اپل به پردازنده‌های اینتل

در تاریخ ۶ ژوئن سال ۲۰۰۵ استیو جابز با اعلام اینکه اپل قصد دارد در کامپیوترهای مک خود به جای استفاده از پردازنده‌های پاور پی‌سی (PowerPC) ساخت آی‌بی‌ام-موتورولا از پردازنده‌های x86 اینتل استفاده کند، همه را شگفت زده کرد. تا پیش از این تصور بر این بود که از یک طرف اتحاد اینتل و مایکروسافت، و از طرف دیگر اتحاد اپل و آی‌بی‌ام پابرجا باقی بماند. اواخر دهه‌ی ۹۰ میلادی و اوایل سال‌های ۲۰۰۰، نام مکینتاش با پاور پی‌سی و نام ویندوز با اینتل گره خورده بود، به طوری که از اصلاح وینتل (Wintel) برای اشاره به کامپیوترهایی که سیستم عامل آن‌ها ویندوز و پردازنده‌هایشان اینتل بود استفاده می‌شد.

استیو جابز انگیزه‌ی اصلی اپل برای روی آوردن به اینتل را ناراضی بودن اپل از روند توسعه‌ی تکنولوژی پاورپی‌سی توسط IBM اعلام کرد. جابز به صورت خاص به برنامه‌های آینده‌ی اینتل و فاکتور «عملکرد بر واحد وات» اشاره کرد که برای لپ‌تاپ‌ها موضوعی حیاتی است.

بنا به اعلام اپل قرار بود فرآیند مهاجرت از پاورپی‌سی به اینتل از ژوئن ۲۰۰۶ آغاز و تا اواخر سال ۲۰۰۷ به پایان برسد؛ هرچند این فرآیند بسیار سریع‌تر از این تکمیل شد. در ژانویه‌ی ۲۰۰۶ استیو جابز با معرفی مک‌بوک پرو ۱۵ اینچی و آیمک جدید که هر دو از پردازنده‌های Core Duo اینتل استفاده می‌کردند، از اولین کامپیوترهای x86 اپل رونمایی کرد. در فوریه‌ی همان سال، اپل مک مینی را نیز با پردازنده‌های سری Core اینتل معرفی کرد. روی آوردن به معماری x86 به اپل این امکان را داد تا با معرفی نرم‌افزار بوت کمپ (Boot Camp) بتواند اجرای ویندوز XP بر روی مک را برای کاربران خود میسر کند. در آوریل همان سال اپل مک‌بوک پرو ۱۷ اینچی را که از پردازنده‌ی اینتل استفاده می‌کرد، جایگزین پاوربوک ۱۷ اینچی خود کرد. فرآیند مهاجرت اپل در آگوست ۲۰۰۶ به پایان رسید.

بسیاری از ناظران از اینکه اپل چرا به جای اینتل با AMD قرارداد نبسته بود شوکه شده بودند. در آن زمان AMD با پلتفرم ۶۴ بیتی خود نگاه‌های زیادی را به سمت خود جلب کرده بود. بسیاری از کارشناسان با برون‌یابی نمودارهای پیشرفت این شرکت، احتمال می‌دادند که عاقبت AMD اینتل را به زیر خواهد کشید؛ اتفاقی که هرگز به وقوع نپیوست.

سرانجام اپل با انتشار اختصاصی Mac OS X v10.6 برای پردازنده‌های اینتل در سال ۲۰۰۹ به پشتیبانی از پاورپی‌سی خاتمه داد.

 

چرخه‌ی تیک-تاک (Tick-Tock)

در حالی که اینتل به صورت سنتی هر دو سال یک بار فناوری ساخت خود را کوچک‌تر می‌کرد، با ورود پردازنده‌های Core 2 Duo، روند به روزرسانی پردازنده‌های این شرکت دستخوش تغییر اساسی شد. چرخه‌ی جدید که به تیک-تاک معروف است از سال ۲۰۰۷ تا به امروز برقرار است. با هر «تیک»، اینتل تکنولوژی فرآیند ساخت پردازنده‌های خود را کوچک‌تر کرده، و با هر «تاک» یک معماری جدید معرفی می‌شود. هر ۱۲ تا ۱۸ ماه شاهد یک تیک یا یک تاک در پردازنده‌های اینتل هستیم.

برای مثال معرفی پردازنده‌های آیوی بریج (Ivy Bridge) که برای اولین بار از فناوری ساخت ۲۲ نانومتری استفاده می‌کردند «تیک» و پردازنده‌های هسول (Haswell) که با همان فناوریِ ساخت، معماری به‌روزتری داشتند «تاک» محسوب می‌شود. به طریق مشابه پردازنده‌های ۱۴ نانومتری برادول (Broadwell) در این چرخه تیک و پردازنده‌های اسکای‌لیک (Skylake) تاک هستند. انتظار می‌رود تیک بعدی با معرفی پردازنده‌های ۱۰ نانومتری کَنون لیک (Cannonlake) در سال ۲۰۱۷ و تاک بعدی با بهبود معماری ۱۰ نانومتری در پردازنده‌های آیس لیک (Ice Lake) در سال ۲۰۱۸ به وقوع بپیوندد.

 

تکنولوژی Intel vPro

در سال ۲۰۰۷، اینتل تکنولوژی vPro خود را معرفی کرد. vPro در واقع یک عبارت تبلیغاتی و تکنیک بازاریابی برای مجموعه‌ای از تکنولوژی‌های سخت‌افزاری در پردازنده‌های جدید ساخت اینتل بود. vPro شامل تکنولوژی‌هایی مانند هایپرتردینگ (برای آشنایی کامل با هایپرتریدنگ انتهای قسمت قبل را مطالعه کنید)، تکنولوژی مدیریت فعال (AMT)، توربو بوست ۲ و VT-x می‌شود. برای اینکه کامپیوتری بتواند از مزایای این مجموعه تکنولوژی‌ها بهره‌مند شود، باید پردازنده‌ی vPro، چیپست سازگار با vPro و همچنین بایوسی که از تکنولوژی vPro پشتیبانی کند داشته باشد.

 

پردازنده‌های اتم (Atom)

پردازنده‌های اتم اینتل در سال ۲۰۰۸ برای دستگاه‌های کم مصرف و قابل حمل عرضه شدند. اولین نسخه‌های پردازنده‌های اتم با استفاده از فرآیند ساخت ۴۵ نانومتری تولید شده بودند و توان مصرفی آن‌ها ۰.۶۵ وات بود. با فراگیر شدن نِت‌بوک‌ها در سال ۲۰۰۸، بر خلاف پیش‌بینی اینتل مدل‌های کمتر بهینه‌ای که بر مبنای هسته‌های Diamondville (سری N200 و N300) بودند، فروش بسیار بیشتری را نسبت به هسته‌های Silverthorne (سری Z500) تجربه کردند.

اتم‌های اولیه فاقد قدرت کافی بودند و نتوانستند در بازاری به جز نِت‌بوک‌ها به موفقیت دست پیدا کنند. حتی به روزرسانی Lincroft (عرضه شده در سال ۲۰۱۰ به عنوان سری Z600) نیز نتوانست این سناریو را تغییر دهد. معروف‌ترین نت‌بوک‌هایی که از پردازنده‌های اتم اینتل استفاده می‌کردند عبارتند از Eee PC ایسوس، نت‌بوک‌های سری M وایو سونی، MSI Wind PC و نت‌بوک‌های سری Inspiron Mini  دل.

پردازنده‌های اتم هیچگاه نتوانستند به اندازه‌ی پردازنده‌های دسکتاپ Core موفق باشند و تلاش‌های اینتل در راه فراگیر کردن آن‌ها تاکنون بی ثمر بوده است. در سال ۲۰۰۹ اینتل و TSMC طی توافقی اعلام کردند در ساخت پردازنده‌های اتم با یکدیگر همکاری خواهند کرد؛ اما قرارداد بین دو شرکت در سال ۲۰۱۰ به دلیل کمبود تقاضا برای پردازنده‌های اتم به حالت تعلیق درآمد. در سال ۲۰۱۱ اینتل و گوگل اعلام کردند که با همکاری یکدیگر سیستم عامل اندورید را با پردازنده‌های x86 اتم سازگار خواهند کرد. این موضوع نیز کمک چندانی به اینتل نکرد و ARM همچنان متداول‌ترین معماری مورد استفاده توسط اندروید است.

پردازنده‌های مبتنی بر ARM مانند سری تگرا از انویدیا، اسنپدراگون کوالکام و اکسینوس سامسونگ قدرت پردازشی مشابه پردازنده‌های اتم اینتل را با یک چهارم مصرف انرژی در اختیار کاربران قرار می‌دهند. علاوه بر مصرف کمتر انرژی، این پردازنده‌ها سخت‌افزارهای متعددی مانند مودم را نیز در خود جای داده‌اند و در واقع «سیستم بر روی چیپ» (SoC: System on a Chip) به شمار می‌روند. اینتل با معرفی SoCهای اتم خود در سال ۲۰۱۲ سعی داشت بار دیگر شانس خود در زمینه‌ی پردازنده‌ی تلفن‌های هوشمند را بیازماید، اما نهایتاً در ۲۹ آوریل ۲۰۱۶، اعلام کرد که قصد دارد برنامه‌ی تولید SoC های Broxton خود را کنسل کند.

 

گرافیک‌های HD و Iris اینتل

اینتل در سال ۲۰۱۰ معماری Westmere خود را به همراه گرافیک ادغام شده در چیپ، موسوم به «Intel HD Graphics» معرفی کرد. تا پیش از این، کامپیوترهایی که از کارت گرافیک مجزا بهره نمی‌بردند، از گرافیک یکپارچه‌ی اینتل که در تراشه‌ی پل شمالی (Northbridge) مادربرد قرار داشت استفاده می‌کردند. در آن زمان، کامپیوترهایی که از این روش برای تامین قدرت پردازشی گرافیکی خود استفاده می‌کردند در بازار به سیستم‌های دارای «گرافیک onboard» مشهور بودند.

با مهاجرت اینتل از طراحی «معماری هاب» به «هاب کنترل کننده‌ی پلتفرم»، تراشه‌ی نورث‌بریج به کلی از مادربردها حذف شد و سخت‌افزار یکپارچه‌ی گرافیکی به صورت کامل به CPU منتقل شد. بر خلاف روش‌های پیشین ادغام گرافیک، که فاقد بسیاری از ویژگی‌های ضروری گرافیکی بودند و عملکرد ضعیفی از خود به نمایش می‌گذاشتند، گرافیک‌های اچ‌دی اینتل با عملکرد خوب و مصرف انرژی پایین خود توانستند کارت‌های گرافیک پایین‌رده را به چالش بکشند. این گرافیک‌ها توانستند بر بازار کامپیوترهای پایین رده تسلط پیدا کنند و سهم خوبی از بازار دستگاه‌های قابل حمل را به خود اختصاص دهند. گرافیک‌های اچ‌دی سری ۵۰۰۰ اینتل (GT3) با داشتن ۴۰ واحد اجرایی، ۱۵ وات انرژی مصرف می‌کردند و ۷۰۴ گیگافلاپس عملکرد پردازشی در اختیار کاربر قرار می‌دادند.

در سال ۲۰۱۳ اینتل گرافیک‌های آیریس و آیریس پرو (Iris Pro) خود را به عنوان نسخه‌ی بهتری از گرافیک‌های اچ‌دی، بر روی پردازنده‌های هسول عرضه کرد. گرافیک Iris Graphics 5100 عملاً همان HD Graphics 5000 بود که توان مصرفی آن به ۲۸ وات، و فرکانس و عملکرد آن نیز به ترتیب به ۱.۳ گیگاهرتز و ۸۳۲ گیگافلاپس افزایش پیدا کرده بود. گرافیک‌های Iris Pro Graphics 5200 که با نام Crystalwell نیز شناخته می‌شدند، اولین گرافیک‌های ادغام شده‌ی اینتل بودند که از ۱۲۸ مگابایت حافظه‌ی DRAM اختصاصی برای بهبود عملکرد پردازشی خود استفاده می‌کردند.

یکی از جدیدترین و قوی‌ترین پردازنده‌های گرافیکی اینتل، Iris Pro 580 GT4e است که در پردازنده‌های اسکای‌لیک استفاده می‌شود. این پردازنده‌ی گرافیکی با داشتن ۷۲ واحد اجرایی و ۱۲۸ مگابایت eDRAM، توان پردازشی گرافیکی برابر با ۱۱۵۲ گیگافلاپ در اختیار کاربر قرار می‌دهد. برای مقایسه جالب است بدانید این میزان توان پردازشی گرافیکی اندکی بیشتر از قدرت کارت گرافیک GeForce GTX 750 از انویدیا است.

کمک‌پردازنده‌های Xeon Phi

اینتل در سال ۲۰۱۰ کار بر روی معماری جدید خود با نام «هسته‌های ادغام شده‌ی متعدد» (MIC: Many Integrated Core Architecture) را آغاز کرد. این معماری، به همراه نتایج برنامه‌ی تحقیقاتی «رایانش در مقیاس ترا» و سخت‌افزارهای آزمایشی حاصل از آن، از جمله «چیپ تحقیقاتی ترافلاپس» و «کامپیوتر ابری تک چیپه»، در نهایت به ساخت کمک‌پردازنده‌های زئون فی (با تلفظ صحیح زیان فای) منجر شدند.

کمک‌پردازنده‌های زئون فی در واقع پردازنده‌های مخصوصی هستند که با بر عهده گرفتن وظیفه‌ی پردازش محاسبات خاص، در مواقع نیاز به کمک پردازنده‌ی اصلی می‌آیند.

اولین نمونه‌های آزمایشی این کمک‌پردازنده‌ها در سال ۲۰۱۰ با نام رمز Knights Ferry توسط اینتل معرفی شده و به صورت محدود در اختیار توسعه‌دهندگان قرار گرفتند. Knights Ferry که ظاهری شبیه کارت‌های گرافیک داشت در واقع پردازنده‌ای ۳۲ هسته‌ای با فرکانس ۱.۲ گیگاهرتز بر مبنای معماری جدید MIC اینتل بود که از طریق درگاه PCIe به بورد اصلی متصل می‌شد. این پردازنده همچنین از ۲ گیگابایت حافظه‌ی GDDR5 و ۸ مگابایت حافظه‌ی کش L2 بهره می‌برد و به ازای هر هسته ۴ تِرِد داشت. Knights Ferry با مصرف بالای ۳۰۰ واتی خود قدرت پردازشی ۷۵۰ گیگافلاپس را در اختیار قرار می‌داد.

در سال ۲۰۱۱، اینتل معماری MIC بهبود یافته‌ی خود را با نام Knights Corner معرفی کرد. پردازنده‌های ۵۰ هسته‌ای Knights Corner با استفاده از فناوری ساخت ۲۲ نانومتری و تکنولوژی ساخت ترانزیستور Tri-gate اینتل تولید می‌شدند. Knights Corner که اولین محصول تجاری اینتل بر مبنای معماری MIC بود، به سرعت با استقبال سازندگان سوپر کامپیوترها از جمله SGI، Texas Instruments و Cray روبرو شد. در سپتامبر ۲۰۱۱ مرکز رایانش پیشرفته‌ی تگزاس (TACC) اعلام کرد که از کارت‌های Knights Corner در سوپرکامپیوتر ۱۰ پتافلاپی خود با نام «Stampede» استفاده خواهد کرد.

کمک‌پردازنده‌های اینتل در سال ۲۰۱۲ به صورت رسمی به «زئون فی» تغییر نام پیدا کردند.

اینتل نسل دوم معماری MIC خود را با نام Knights Landing در سال ۲۰۱۳ معرفی کرد. پردازنده‌های Knights Landing با فناوری ساخت ۱۴ نانومتری تولید می‌شوند و تا ۷۲ هسته و ۲۸۸ تِرِد (۴ ترد به ازای هر هسته) دارند. کارت‌هایی که میزبان این پردازنده‌ها هستند دارای ۸ تا ۱۶ گیگابایت حافظه‌ی سه بعدی MCDRAM هستند و تا ۳۸۴ گیگابایت حافظه‌ی DDR4 را پشتیبانی می‌کنند. مصرف انرژی این کمک‌پردازنده‌ها بین ۱۶۰ تا ۲۱۵ وات متغییر است.

سوپرکامپیوتر چینی Tianhe-2 که در سال ۲۰۱۳ عنوان سریع‌ترین سوپرکامپیوتر جهان را به خود اختصاص داد، از پردازنده‌های زئون مبتنی بر معماری آیوی‌بریج و کمک پردازنده‌های زئون فی استفاده می‌کند. قدرت پردازشی این ابرکامپیوتر برابر با ۳۳.۸۶ پتافلاپس است.

کمک‌پردازنده‌های زئون فی فعلی شامل Xeon Phi 3100، Xeon Phi 5110P، و Xeon Phi 7120P می‌شوند. Xeon Phi 3100 با قیمت ۲۰۰۰ داری خود پایین‌رده‌ترین کمک پردازنده‌ی سری زئون فی به شمار می‌رود که با پهنای حافظه‌ی ۳۲۰ گیگابایت بر ثانیه قادر است قدرت پردازشی بیش از یک ترافلاپس را در اختیار بگذارد. بالارده‌ترین کمک‌پردازنده‌های زئون نیز 7120P هستند که با قیمت ۴۰۰۰ دلاری خود از پهنای باند ۳۵۲ گیگابایت بر ثانیه و قدرت پردازشی ۱.۲ ترافلاپس بهره می‌برند.

سیستم‌های بر روی چیپ (SoC) اینتل

اکثر تلفن‌های هوشمند و تبلت‌ها به جای استفاده از یک پردازنده‌ی مجزا، از قطعه‌ای با نام «سیستم بر روی چیپ» (SoC: System on a Chip) استفاده می‌کنند. SoC ها همانگونه که از نام‌شان پیدا است، اکثر قطعاتی که در کامپیوترها به صورت جداگانه به مادربرد متصل می‌شوند را به صورت یکجا در خود دارند. این قطعات شامل پردازنده، پردازنده‌ی گرافیکی، رم و مودم می‌شود.

در قسمت قبل هنگام معرفی پردازنده‌های اتم، اندکی با SoC های اینتل آشنا شدیم. ورود دیرهنگام اینتل به بازار سیستم‌های بر روی چیپ، در اواسط سال ۲۰۱۲ و با معرفی SoC های اتم به وقوع پیوست. اولین نسخه‌های SoC اینتل که در واقع نسخه‌های کم مصرف‌تری از پردازنده‌های اتم این شرکت بودند، نتوانستند در مقابل SoC های بر مبنای معماری ARM موفقیت چندانی کسب کنند. اولین موفقیت‌های اینتل در بازار این دسته از پردازنده‌ها در اواخر سال ۲۰۱۳ و همزمان با عرضه‌ی SoC های ۲۲ نانومتری بِی‌تریل (Baytrail) که بر مبنای معماری سیلورمونت (Silvermont) بودند اتفاق افتاد.

چیپ‌های بی‌تریل با مصرف انرژی ۴ واتی خود، بر خلاف تراشه‌های قبلی اینتل، تمامی اجزای لازم برای تلفن‌های هوشمند و تبلیت‌ها (از جمله مودم) را در خود داشتند و از این منظر واقعاً یک SoC محسوب می‌شدند. علاوه بر SoC های مبتنی بر پردازنده‌های اتم، در اوایل سال ۲۰۱۴ اینتل با معرفی نسخه‌ای جدید از پردازنده‌های خود با پسوند «Y»، معماری مشهور پردازنده‌های دسکتاپ خود یعنی هسول را نیز به تبلت‌های بالارده آورد. مصرف انرژی این پردازنده‌ها تنها حدود ۱۰ وات بود.

 

 

در اواخر سال ۲۰۱۴، اینتل با عرضه‌ی SoC های مبتنی بر معماری برادول، محصولات خود در بازار دستگاه‌های قابل هم را از پیش قدرتمندتر کرد. این پردازنده‌ها تا ۴ هسته داشتند و با داشتن توان ۳.۵ واتی از ۸ گیگابایت حافظه‌ی LPDDR3 پشتیبانی می‌کردند.

در آوریل ۲۰۱۶ اینتل با اعلام اینکه قصد دارد برنامه‌های خود برای توسعه‌ی پلتفرم‌های براکستون (Broxton) و سوفیا (SoFIA) را متوقف کند، به نوعی پلتفرم موبایل خود را موقتاً کنسل کرده و آینده‌ی آن را در هاله‌ای از ابهام قرار داده است.

پردازنده‌های Core i

پردازنده‌های مشهور سری Core i اولین بار در سال ۲۰۰۸ و با فرآیند ساخت ۴۵ نانومتری و معماری Nehalem عرضه شدند. بر خلاف باور عموم، نام پردازنده‌های سری Core i اطلاعات فنی خاصی مانند تعداد هسته‌ها را مشخص نمی‌کند؛ بلکه تنها نشانگر پایین‌رده (Core i3)، میان‌رده (Core i5) و بالارده (Core i7) بودن پردازنده است.

اینتل با معرفی پردازنده‌های Core i سیستم رتبه‌بندی ۵ ستاره را برای CPU خود معرفی کرد. در این سیستم پردازنده‌های سلرون ۱ ستاره، پردازنده‌های پنتیوم دو ستاره و پردازنده‌های Core i3 تا Core i7 به ترتیب ۳ تا ۵ ستاره هستند.

پردازنده‌های Core i3 که به نوعی جایگزین پردازنده‌های Core 2 محسوب می‌شوند، اولین بار در سال ۲۰۱۰ معرفی شدند. پردازنده‌های Core i5 در سال ۲۰۰۹ و پردازنده‌های Core i7 نیز برای اولین بار در اواخر سال ۲۰۰۸ معرفی شدند.

اینتل از زمان معرفی پردازنده‌های خانواده‌ی Core i تا کنون با بهبود فرآیند ساخت و معرفی معماری‌های جدید، ۶ نسل از این پردازنده‌ها را معرفی کرده است که عبارتند از:

• نسل اول: معماری نِهِیلِم (Nehalem)، فرآیند ساخت ۴۵ نانومتری، معرفی در سال ۲۰۰۸
• نسل دوم: معماری سندی بریج (Sandy Bridge)، فرآیند ساخت ۳۲ نانومتری، معرفی در سال ۲۰۱۱
• نسل سوم: معماری آیوی بریج (Ivy Bridge)، فرآیند ساخت ۲۲ نانومتری، معرفی در سال ۲۰۱۲
• نسل چهارم: معماری هسول (Haswell)، فرآیند ساخت ۲۲ نانومتری، معرفی در سال ۲۰۱۳
• نسل پنجم: معماری برادول (Broadwell)، فرآیند ساخت ۱۴ نانومتری، معرفی در سال ۲۰۱۴
• نسل ششم: معماری اسکای‌لیک (Skylake)، فرآیند ساخت ۱۴ نانومتری، معرفی در سال ۲۰۱۵
• نسل‌های احتمالی آینده نیز از این قرارند:
• نسل هفتم: معماری کَبی لیک (Kaby Lake)، فرآیند ساخت ۱۴ نانومتری، معرفی در سال ۲۰۱۶
• نسل هشتم: معماری کنون‌لیک (Cannonlake)، فرآیند ساخت ۱۰ نانومتری، معرفی در سال ۲۰۱۷
• نسل نهم: معماری آیس لیک (Ice Lake)، فرآیند ساخت ۱۰ نانومتری، معرفی در سال ۲۰۱۸
• نسل دهم: معماری تایگر لیک (Tiger Lake)، فرآیند ساخت ۱۰ نانومتری، معرفی در سال ۲۰۱۹

نهیلم (Nehalem)

معرفی این معماری همزمان با معرفی اولین پردازنده‌های خانواده‌ی Core i در سال ۲۰۰۸ بود. جالب است بدانید تنها پردازنده‌های Core i7 و Core i5 بر مبنای این معماری معرفی شدند و هیچ پردازنده‌ی Core i3 بر مبنای این معماری وجود ندارد. نام این معماری از دریاچه‌ی نهیلم در ایالت اورگن امریکا گرفته شده است. نهیلم با فناوری ساخت ۴۵ نانومتری، سرعت کلاک بالاتر و مصرف انرژی بهینه‌تر، تغییرات بنیادی را نسبت به معماری قبلی اینتل با نام Netburst تجربه کرد. در این معماری فناوری هایپرتردینگ از نو معرفی شد، حافظه‌ی کش L2 کاهش و حافظه‌ی کش L3 جدید (که بین تمامی هسته‌ها به صورت مشترک استفاده می‌شد) افزایش یافت.

پردازنده‌های بر مبنای معماری نهیلم:

• ۱۰ تا ۲۵ درصد افزایش عملکرد نسبت به نسل قبل از خود داشتند.
• در سرعت کلاک برابر، مصرف انرژی آن‌ها ۳۰ درصد نسبت به نسل قبل بهینه‌تر شده بود.
• از نسل اول فناوری توربو بوست (Turbo Boost) اینتل استفاده می‌کردند.

سندی بریج (Sandy Bridge)

توسعه‌ی این معماری برای اولین بار در سال ۲۰۰۵ و به عنوان جایگزینی برای معماری نهیلم آغاز شد. اینتل برای اولین بار در سال ۲۰۰۹ از نسخه‌های آزمایشی پردازنده‌های بر مبنای این معماری رونمایی کرد و در ژانویه‌ی ۲۰۱۱ بالاخره اولین پردازنده‌های بر مبنای این معماری تحت برند Core i راهی بازار شدند. این معماری هم مانند پردازنده‌های پنتیوم M توسط تیم اینتل مستقر در سرزمین‌های اشغالی توسعه یافت و در ابتدا قرار بود نام آن گِشِر (Gesher، به معنای پُل در زبان عبری) باشد؛ اما از آنجایی که این نام شبیه به نام یکی از احزاب سیاسی رژیم صهیونیستی بود، مقامات اینتل تصمیم گرفتند از نام دیگری برای این معماری استفاده کنند. پردازنده‌های سندی بریج با فرآیند ساخت ۳۲ نانومتری خود یک «تاک» در استراتژی چرخه‌ی تیک-تاک اینتل محسوب می‌شوند. (برای آشنایی با چرخه‌ی تیک-تاک به قسمت قبل مراجعه کنید.)

از جمله ویژگی‌های معماری سندی بریج می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• استفاده از نسخه‌ی دوم تکنولوژی توربو بوست اینتل (Intel Turbo Boost 2.0)
• پشتیبانی از ۸ هسته‌ی حقیقی و ۱۶ هسته‌ی مجازی (از طریق فناوری هایپرتردینگ)
• افزایش عملکرد ۱۱ درصدی نسبت به نسل قبل
• سرعت کلاک ۱.۶ تا ۳.۶ گیگاهرتزی
• سوکت مورد نیاز LGA 1155 یا LGA 2011

آیوی بریج (Ivy Bridge)

پردازنده‌های بهره‌مند از معماری آیوی‌بریج که با استفاده از فناوری ساخت ۲۲ نانومتری تولید می‌شدند، برای اولین بار در سال ۲۰۱۲ به بازار عرضه شدند. آیوی بریج در واقع تنها نسخه‌ی بهبود یافته‌ای از سندی بریج بود که از فناوری ساخت کوچکتری استفاده می‌کرد. مانند نسل‌های قبل، این معماری هم در سرزمین‌های اشغالی و در شهر حیفا توسعه پیدا کرد. اینتل در این معماری برای اولین بار از تکنولوژی پردازنده‌های سه بعدی ترای-گیت (Tri-gate transistor) استفاده کرد که منجر به بهبود ۵۰ درصدی مصرف انرژی نسبت به ترانزیستورهای متداول ۲ بعدی می‌شد.

ویژگی‌های این معماری عبارتند از:

• پشتیبانی از PCI Express 3.0
• بهره‌مندی از گرافیک‌های سری HD با پشتیبانی از DirectX 11، OpenGL 3.1 و OpenCL 1.1.
• توانایی پخش چند ویدئوی 4K به صورت همزمان
• سازگاری با سوکت‌های LGA 1155، LGA 2011، LGA 2011-1 و LGA 1356
• ۳ تا ۶ درصد بهبود عملکرد پردازنده نسبت به نسل قبل در سرعت‌های کلاک برابر
• ۲۵ تا ۶۸ درصد بهبود عملکرد پردازنده‌ی گرافیکی ادغام شده

اینتل پس از معرفی پردازنده‌های آیوی‌بریج که برای اولین بار از ترانزیستورهای ۲۲ نانومتری Tri-gate استفاده می‌کردند، لیستی از نکات جالب درباره‌ی فناوری ساخت جدید منتشر کرد که مرور آن خالی از لطف نیست. بر اساس ادعای اینتل:

• اولین ترانزیستور که در سال ۱۹۴۷ توسط آزمایشگاه‌های بل معرفی شد، به قدری بزرگ بود که آن را با دست می‌ساختند. برای مقایسه، بیش از ۶ میلیون ترانزیستور ۲۲ نانومتری ترای-گیت را می‌توان در نقطه‌ی انتهای این جمله جای داد.
  
  
• اگر بخواهید یک ترانزیستور ۲۲ نانومتری را با چشم غیر مسلح ببینید، باید چیپ حاوی آن را به اندازه‌ی یک خانه بزرگ کنید.
  
  
• در مقایسه با اولین پردازنده‌ی اینتل با نام ۴۰۰۴ که در سال ۱۹۷۱ معرفی شد، یک CPU که از ترانزیستورهای ۲۲ نانومتری استفاده می‌کند ۴۰۰۰ برابر سریع‌تر است و ترانزیستورهای آن ۵۰۰۰ برابر انرژی کمتری مصرف می‌کنند. قیمت هر ترانزیستور در این پردازنده‌ها نیز ۵۰ هزار برابر نسبت به پردازنده‌ی ۴۰۰۴ ارزان‌تر است.
  
  
• یک ترانزیستور ۲۲ نانومتری می‌تواند بیش از ۱۰۰ میلیون بار در ثانیه روشن و خاموش شود. اگر بخواهید به همین تعداد دفعات یک لامپ را به صورت دستی روشن و خاموش کنید، این فرآیند ۲۰۰۰ سال طول خواهد کشید.
  
  
• کارخانه‌های اینتل در هر ثانیه ۵ میلیارد ترانزیستور تولید می‌کنند. این مقدار به ۱۵۰ کوادریلیون ترانزیستور در سال می‌رسد؛ یعنی ۲۰ میلیون ترانزیستور به ازای هر انسان زنده بر روی زمین.

هسول (Haswell)

در حالی که اولین نمونه‌های پردازنده‌های مبتنی بر معماری هسول برای اولین بار در سال ۲۰۱۱ توسط اینتل به نمایش درآمدند، اولین نمونه‌های تجاری از این پردازنده‌ها در سال ۲۰۱۳ روانه‌ی بازار شدند. اینتل با معرفی هسول از پردازنده‌های فوق کم مصرف خود با پسوند Y برای دستگاه‌های قابل حمل و هیبریدی نیز رونمایی کرد.

معماری هسول با تمرکز ویژه بر روی مصرف انرژی پایین و حرکت به سمت ترانزیستورهای FinFET طراحی شده بود. همانند نسل‌های گذشته، پردازنده‌های هسول نیز در سه نسخه‌ی مخصوص سرور، دسکتاپ و موبایل (دستگاه‌های قابل حمل) عرضه شدند.

ویژگی‌های این نسل از معماری پردازنده‌های اینتل عبارتند از:

• بهره‌مندی از فناوری ساخت ۲۲ نانومتری FinFET
• پشتیبانی از ۳۲ گیگابایت رم‌ دوکاناله DDR3
• ۷ درصد بهبود در عملکرد پردازش برداری
• ۵ درصد بهبود عملکرد تک هسته‌ای و ۶ درصد بهبود عملکرد چند هسته‌ای
• ۲۰ درصد بهبود عملکرد گرافیکی ادغام شده

لازم به ذکر است که دمای پردازنده‌های مبتنی بر این معماری ۱۵ درجه‌ی سانتی گراد بیشتر از پردازنده‌های آیوی بریج بود، اما این نکته باعث می‌شد پردازنده‌های هسول بتوانند به سرعت‌هایی تا ۴.۶ گیگاهرتز دست پیدا کنند.

برادول (Broadwell)

همانطور که از روند معرفی پردازنده‌های اینتل و چرخه‌ی تیک-تاک انتظار می‌رود، معماری برادول یک «تیک» و در واقع نسخه‌ی بهبود یافته‌ای از پردازنده‌های هسول محسوب می‌شود. پردازنده‌های مبتنی بر این معماری که با استفاده از فناوری ساخت ۱۴ نانومتری تولید شده بودند، برای اولین بار در سال ۲۰۱۴ به بازار عرضه شدند. اینتل در زمان معرفی این پردازنده‌ها برای اولین بار به صورت رسمی از کلمه‌ی «نسل» برای بازاریابی محصولات جدید خود استفاده کرد و پردازنده‌های برادول را «پردازنده‌های نسل پنجم Core» نامید. پس از این بود که چهار معماری قبلی نیز به ترتیب به نسل‌های اول تا چهارم مشهور شدند.

جدیدترین پردازنده‌های مبتنی بر معماری برادول در تاریخ ۳۰ می ۲۰۱۶ (همزمان با نگراش این مقاله) با شماره خانواده‌ی 69xx/68xx معرفی شدند.

 

از ویژگی‌های نسل پنجم پردازنده‌های Core اینتل می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• داشتن ۶۴ کیلوبایت حافظه‌ی کش L1، ۲۵۶ کیلوبایت کش L2 و ۲ تا ۶ مگابایت کش L3. (همچنین مدل‌هایی که از حافظه‌ی گرافیکی Iris Pro استفاده می‌کنند دارای ۱۲۸ مگابایت کش L4 هستند.)
• سوکت مورد نیاز LGA 1150، rPGA 947 و LGA 2011-v3

اسکای‌لیک (Skylake)

جدیدترین نسل از پردازنده‌های اینتل که در چرخه‌ی بروزرسانی معماری این شرکت «تاک» محسوب می‌شود، اسکای‌لیک نام دارد. نسل ششم معماری پردازنده‌های اینتل که در سال ۲۰۱۵ روانه‌ی بازار شدند، مانند نسل قبل با استفاده از فناوری ساخت ۱۴ نانومتری تولید می‌شوند.

اسکای‌لیک نیز مانند معماری‌های بانیاس، دوتان، کونرو، سندی بریج و آیوی‌بریج در سرزمین‌های اشغالی و شهر حیفا توسعه داده شد. اینتل در جریان روند توسعه‌ی این معماری که مدت ۴ سال به طول انجامید با چالش‌های گوناگونی روبرو شد که برای غلبه بر آن‌ها ناچار بود معماری پردازنده‌های خود را از نو بازنویسی کند. پردازنده‌های اسکای‌لیک به حدی نسبت به نسل قبل از خود بهینه‌تر عمل می‌کنند که تولید کنندگان دستگاه‌های قابل حمل قادرند با استفاده از CPU های نسل ششم اینتل، محصولات خود را با دوبرابر نازک‌تر و سبک‌تر از گذشته طراحی کنند.

اینتل پیش از این در پی تعویق چندماهه‌ی عرضه‌ی پردازنده‌های برادول اعلام کرده بود که گذار از معماری ۲۲ نانومتری هسول به معماری ۱۴ نانومتری برادول سخت‌ترین چالش در تاریخ این شرکت بوده است. از آنجایی که اینتل در روند توسعه‌ی معماری اسکای‌لیک نیز با مشکلات زیادی روبرو شده بود، بسیار از کارشناسان پیش‌بینی می‌کردند که معرفی نسل ششم نیز مانند نسل پنجم با تاخیر مواجه شود؛ اما اینتل توانست همانطور که قول داده بود اولین پردازنده‌های مبتنی بر معماری اسکای‌لیک را در سال ۲۰۱۵ به بازار عرضه کند. عرضه‌ی دیر هنگام برادول و معرفی پیش از موعد اسکای‌لیک موجب شد نسل پنجم پردازنده‌های Core کوتاه‌ترین عمر را در میان معماری‌های جدید اینتل داشته باشد.

در سال ۲۰۱۶ مایکروسافت اعلام کرد که تا تاریخ ۱۷ جولای ۲۰۱۷ به پشتیبانی از ویندوز ۷ و ویندوز ۸.۱ بر روی پردازنده‌های اسکای‌لیک پایان خواهد داد. تری میرسون، رئیس بخش ویندوز و دستگاه‌های مایکروسافت می‌گوید پشتیبانی از نسخه‌های قدیمی ویندوز بر روی پردازنده‌های اسکای‌لیک کاری بسیار سخت است و این کار در نسل‌های آینده مانند معماری کبی لیک سخت‌تر نیز خواهد شد. به همین دلیل در نسل‌های بعد از اسکای‌لیک، ویندوز ۱۰ تنها سیستم عامل پشتیبانی شده از سوی مایکروسافت برای پردازنده‌های اینتل خواهد بود.

پس از انتقاد مشتریان سازمانی مایکروسافت از سیاست جدید این شرکت، مایکروسافت اعلام کرد که تا پایان عمر قانونی ویندوزهای ۷ و ۸.۱ به پشتیبانی از آن‌ها بر روی پردازنده‌های اسکای‌لیک ادامه خواهد داد.

پردازنده‌های کم مصرف اسکای‌لیک همچنان به صورت کامل توسط لینوکس پشتیبانی نمی‌شوند.

ویژگی‌های نسل ششم پردازنده‌های اینتل عبارتند از:

• پشتیبانی از رم‌های DDR3 و DDR4
• پشتیبانی از DirectX 12 و OpenGL 4.4
• توانایی کدگشایی سخت‌افزاری از ویدئوهای HEVC
• سوکت مورد نیاز LGA 1151
• پشتیبانی از Thunderbolt 3

نسل‌های آینده

دست یافتن به فناوری‌های ساخت کوچک‌تر از ۱۴ نانومتر به قدری دشوار است که چرخه‌ی «تیک-تاک» اینتل را دچار اخلال خواهد کرد؛ بطوریکه نسل بعدی پردازنده‌های این شرکت که به کَبی لیک معروف هستند قرار است با همان فناوری ساخت ۱۴ نانومتری تولید شوند و اینتل نام «نیم تاک» (semi-Tock) را برای جهش معماری در این نسل انتخاب کرده است.

در ابتدا قرار بود معماری اسکای‌لیک مستقیماً توسط معماری ۱۰ نانومتری کنون‌لیک جایگزین شود، اما اینتل در جولای ۲۰۱۵ اعلام کرد که عرضه‌ی کنون‌لیک تا نیمه‌ی دوم سال ۲۰۱۷ به تعویق افتاده است و در عوض اولین پردازنده‌های کبی لیک در اواخر سال ۲۰۱۶ روانه‌ی بازار خواهند شد.

پردازنده‌های کبی‌لیک به صورت بومی از نسل دوم پورت‌های USB 3.1 پشتیبانی خواهند کرد و معماری گرافیکی جدید آن‌ها در پخش ویدئوهای سه بعدی و 4K بسیار بهتر عمل خواهد کرد. همچنین ویدئوهای HEVC در این نسل به صورت کامل پشتیبانی خواهد شد.

سوکت مورد نیاز برای پردازنده‌های کبی‌لیک LGA 1151 خواهد بود و مانند نسل قبل، پردازنده‌های آینده‌ی اینتل نیز از رم‌های DDR3 و DDR4 پشتیبانی خواهند کرد. همانطور که پیش از این نیز اشاره شد، مایکروسافت تنها از ویندوز ۱۰ بر روی پردازنده‌های آینده‌ی اینتل پشتیبانی خواهد کرد.

پس از کبی‌لیک، نوبت به معماری کنون‌لیک (که پیش از این با نام اسکای‌مونت (Skymont) شناخته می‌شد) می‌رسد. کنون‌‌لیک به جز فرآیند ساخت ۱۰ نانومتری، تغییر چندانی را نسبت به کبی لیک تجربه نخواهد کرد و در واقع نوعی بهبود بر معماری پیشین محسوب می‌شود. بسیاری عقیده دارند که رسیدن به فناوری‌های ساخت کوچک‌تر از ۱۰ نانومتر به قدری سخت است که تا دست یافتن به آن، قانون مور صحت خود را از دست خواهد داد. اینتل اما عقیده دارد که می‌توان به تکنولوژی ساخت ۷ نانومتری نیز دست یافت و چند سالی به عمر قانون مور افزود؛ هرچند برای ساخت چنین پردازنده‌هایی احتیاج به استفاده از موادی به جز سیلیکون، مانند اینیدیوم گالیوم آرسنید (InGaAs) است. جانشین پردازنده‌های کنون‌لیک نیز معماری‌های «آیس‌لیک» و «تایگرلیک» خواهند بود که به ترتیب «معماری جدید» و «بهینه سازی معماری قدیم» را با خود به همراه خواهند آورد.

هرچند اینتل حداقل تا سال ۲۰۱۹ برنامه‌ای برای استفاده از تکنولوژی ساخت ۵ نانومتری ندارد، اما TSMC اعلام کرده است که تولید پردازنده‌های ۷ نانومتری را از سال ۲۰۱۷ آغاز خواهد کرد. مشخص نیست که تولید پردازنده با استفاده از تکنولوژی ساخت ۵ نانومتری چه زمان عملی خواهد شد، اما آنچه مسلم است، دشواری بالای ساخت ترانزیستورهای کوچک‌تر از ۷ نانومتر است. ترانزیستورهایی که با این ابعاد ساخته شوند از پدیده‌ای با نام «تونل‌زنی کوانتومی» (Quantum tunnelling) در دروازه‌ی منطقی خود متاثر خواهند شد.

علیرغم دشواری زیاد توسعه‌ی تکنولوژی ساخت ۵ نانومتری، احتمالاً شاهد عرضه‌ی عمومی پردازنده‌های بهره‌مند از این تکنولوژی به بازار تا سال ۲۰۲۱ خواهیم بود. البته اگر تا آن زمان ساخت کامپیوترهای کوانتومی عملی و مقرون به صرفه شود، تمامی معادلات در دنیای کامپیوترها به هم خواهد خورد و دیگر شرکت‌ها به دنبال ساخت ترانزیستورهای کوچک‌تر نخواهند بود.

در چنین آینده‌ای اگر شرکت‌هایی مانند اینتل، که اساس تجارتشان بر مبنای ساخت تراشه‌های سیلیکونی است، جایگزینی برای محصولاتشان پیدا نکرده باشند، آینده‌شان در هاله‌ای از ابهام خواهد بود.