تفاوت نسل های مختلف پردازنده amd

پردازنده‌های AMD از دهه ۱۹۹۰ میلادی تاکنون پنج نسل متفاوت را طی کرده‌اند که هر کدام با ویژگی‌ها و قابلیت‌های منحصر به فرد خود، سهم مهمی را در تکامل صنعت پردازنده‌های شخصی بر عهده داشته‌اند. این پردازنده‌ها در ابتدا با هدف رقابت با غول صنعت پردازنده‌ها یعنی اینتل طراحی شدند و با گذشت زمان و معرفی نسل‌های مختلف، توانستند سهم چشمگیری از بازار را از آن خود کنند. در این مقاله از آی بک به بررسی تفصیلی پنج نسل از پردازنده‌های AMD پرداخته شده است.

تفاوت نسل های مختلف پردازنده amd

نسل اول پردازنده‌های AMD:

نسل اول پردازنده‌های AMD در اواسط دهه ۱۹۹۰ میلادی و با هدف رقابت با شرکت اینتل در زمینه پردازنده‌های x86 طراحی و عرضه شدند. شرکت AMD در آن زمان با چالش‌های زیادی برای رقابت با قدرت بالای اینتل در بازار پردازنده‌های شخصی روبرو بود. با این حال، مدیران ارشد AMD تصمیم گرفتند با طراحی معماری جدید x86 و الگوبرداری از طراحی پردازنده‌های اینتل، وارد این عرصه شوند.

اولین پردازنده از نسل اول AMD، پردازنده AMD K5 بود که در سال ۱۹۹۶ با فناوری ۰.۶ میکرومتری عرضه شد. این پردازنده از باس فرمان ۶۴ بیتی بهره می‌برد اما معماری داخلی ۳۲ بیت داشت. K5 دارای واحد عملیات مضاعف شناور بود که با سرعت ۱۳۳ مگاهرتز کار می‌کرد. این پردازنده برای رقابت با پردازنده Pentium اینتل طراحی شده بود اما به دلیل عملکرد پایین‌تر نتوانست موفقیت چشمگیری کسب کند.

در سال ۱۹۹۷، پردازنده AMD K6 با فناوری ۰.۳۵ میکرومتری و بهبودهایی نسبت به مدل قبلی عرضه شد. این پردازنده از فناوری RISC استفاده می‌کرد و دارای ۲۵۶ کیلوبایت حافظه کش L2 بود. همچنین از دستورالعمل MMX اینتل پشتیبانی می‌کرد. عملکرد AMD K6 نسبت به K5 بهبود یافته بود اما همچنان نمی‌توانست با پردازنده Pentium II اینتل رقابت کند.

سال بعد، نسخه بهبود یافته AMD K6-2 با فناوری ۰.۲۵ میکرومتری عرضه شد که حافظه کش L2 آن به ۵۱۲ کیلوبایت افزایش یافته بود. این پردازنده توانست عملکرد بهتری نسبت به K6 داشته باشد ولی همچنان نمی‌توانست با پردازنده‌های قدرتمند پنتیوم ۲ اینتل برابری کند.

در سال ۱۹۹۹، AMD پردازنده K7 با نام تجاری Athlon را معرفی کرد. این پردازنده نقطه عطفی برای AMD محسوب می‌شد، زیرا اولین پردازنده این شرکت بود که توانست از لحاظ عملکرد با پردازنده‌های پنتیوم ۳ اینتل برابری کند. پردازنده Athlon از فناوری ۰.۲۵ میکرومتر و حافظه کش L1 و L2 بهره می‌برد. هسته این پردازنده توانایی اجرای ۳ دستورالعمل در هر سیکل ساعت را داشت.

در سال ۲۰۰۰ نیز نسخه بهبود یافته Athlon Thunderbird با افزایش سرعت باس و حافظه کش L2 معرفی شد. این پردازنده توانست عملکرد بالاتری نسبت به پنتیوم ۴ اینتل داشته باشد. در همان سال، پردازنده Athlon XP نیز عرضه شد که با استفاده از فناوری ۰.۱۸ میکرومتری، سرعت بالاتری داشت.

به طور کلی می‌توان گفت پردازنده‌های نسل اول AMD اگرچه در ابتدا نتوانستند موفقیت چشمگیری به دست آورند، ولی با معرفی پردازنده Athlon توانستند تا حد زیادی با پردازنده‌های اینتل برابری کنند. البته عملکرد و کارایی پایین‌تری نسبت به رقیب داشتند اما قیمت مناسبی داشتند و توانستند سهم بازار خوبی را از آن خود کنند. در مجموع، پردازنده‌های نسل اول AMD نقش مهمی در معرفی این شرکت به عنوان یک رقیب جدی برای اینتل ایفا کردند.

نسل دوم پردازنده‌های AMD:

نسل دوم پردازنده‌های AMD در اوایل دهه ۲۰۰۰ میلادی و پس از موفقیت نسبی نسل اول این پردازنده‌ها، با هدف ارتقای بیشتر عملکرد و رقابت نزدیک‌تر با پردازنده‌های اینتل عرضه شدند. مهم‌ترین ویژگی این نسل، پشتیبانی از معماری ۶۴ بیتی x86-64 بود که AMD آن را با نام تجاری AMD64 معرفی کرد.

اولین پردازنده‌های ۶۴ بیتی AMD، Athlon 64 و Opteron بودند که در سال ۲۰۰۳ عرضه شدند. این پردازنده‌ها از فناوری ۰.۱۳ میکرومتر بهره می‌بردند. Athlon 64 برای کامپیوترهای شخصی و Opteron برای سرورها طراحی شده بود. هر دو پردازنده نسبت به نسل قبل خود افزایش قابل توجهی در عملکرد داشتند.

در سال ۲۰۰۵، پردازنده Athlon 64 X2 با دو هسته معرفی شد. این اولین پردازنده دو هسته‌ای موفق AMD بود که توانست بازار پردازنده‌های دوهسته‌ای را تسخیر کند. در همان سال نیز نسخه بهبود یافته Athlon 64 FX که برای بازی‌های رایانه‌ای طراحی شده بود، عرضه شد.

در سال ۲۰۰۶، پردازنده‌های سری Athlon 64 X2 و FX با فناوری ۶۵ نانومتری و بهره‌گیری از حافظه‌های DDR2 ساخته شدند که منجر به افزایش سرعت و کارایی شد. همچنین پردازنده‌های چهار هسته‌ای Opteron در همین سال معرفی شدند.

در سال ۲۰۰۷ نیز پردازنده‌های Phenom عرضه شدند که نخستین پردازنده‌های چهار هسته‌ای AMD برای کامپیوترهای شخصی بودند. این پردازنده‌ها با فناوری ۶۵ نانومتر تولید می‌شدند و دارای حافظه کش L2 مجزا برای هر هسته بودند. عملکرد این پردازنده‌ها نسبت به نمونه‌های قبلی افزایش یافته بود.

به طور کلی، پردازنده‌های نسل دوم AMD با معرفی معماری ۶۴ بیتی توانستند مزیت رقابتی مهمی نسبت به اینتل پیدا کنند. همچنین بهبود فناوری تولید و افزایش تعداد هسته‌ها، عملکرد این پردازنده‌ها را به میزان قابل توجهی نسبت به نسل قبل بالا برد. در مجموع، پردازنده‌های نسل دوم گام مهمی در تثبیت جایگاه AMD به عنوان یک رقیب جدی برای اینتل بودند.

نسل سوم پردازنده‌های AMD:

نسل سوم پردازنده‌های AMD در سال ۲۰۱۱ میلادی و پس از موفقیت نسبی نسل‌های قبلی این پردازنده‌ها، با معرفی معماری جدیدی به نام Bulldozer عرضه شدند. این معماری با هدف بهبود عملکرد چندرشته‌ای و مصرف انرژی بهینه‌تر طراحی شده بود.

مهم‌ترین ویژگی معماری Bulldozer، واحدهای پردازشی مشترک بود. هر واحد پردازشی شامل دو زیرواحد به نام ماژول بود که هر ماژول شامل یک الگوی پردازش ساده‌سازی شده و یک حافظه کش L1 مجزا بود. این معماری ۸ واحد پردازشی و در مجموع ۱۶ هسته را پشتیبانی می‌کرد.

اولین پردازنده‌های مبتنی بر Bulldozer، FX-8150 و FX-8120 بودند که در اکتبر ۲۰۱۱ عرضه شدند. این پردازنده‌ها ۸ هسته و ۸ مگابایت حافظه کش L2 داشتند و برای سکوی AM3+ طراحی شده بودند. البته عملکرد آن‌ها انتظارات را برآورده نکرد و نتوانستند به خوبی با پردازنده‌های اینتل رقابت کنند.

در سال ۲۰۱۲، پردازنده‌های پیشرفته‌تری مانند FX-8350 معرفی شدند که با افزایش فرکانس کاری تا حدودی توانستند عملکرد بهتری داشته باشند. همچنین در همین سال پردازنده‌های سری Opteron برای سرورها نیز با معماری Bulldozer ساخته شدند.

در سال ۲۰۱۴، معماری بهبود یافته‌ای به نام Steamroller برای پردازنده‌های AMD معرفی شد که با بهینه‌سازی‌هایی مانند بهبود واحد ذخیره‌سازی داده و سرعت بالای حافظه کش، توانست عملکرد را ارتقاء دهد.

در مجموع، با وجود ایده‌های نوآورانه، معماری Bulldozer نتوانست موفقیت چشمگیری برای AMD به ارمغان بیاورد. با این حال، این معماری زمینه‌ساز معماری‌های بهتر بعدی شد. پردازنده‌های نسل سوم AMD نقطه عطف مهمی در تکامل معماری این پردازنده‌ها بودند.

نسل چهارم پردازنده‌های AMD:

نسل چهارم پردازنده‌های AMD در سال ۲۰۱۷ میلادی با معرفی معماری جدید Zen عرضه شدند. این معماری بهبود یافته نقطه عطفی برای AMD محسوب می‌شد، زیرا توانست عملکرد پردازنده‌ها را به میزان قابل توجهی نسبت به نسل قبل افزایش دهد و شکاف عملکرد با پردازنده‌های اینتل را کاهش دهد.

معماری Zen از فناوری ۱۴ نانومتری بهره می‌برد. مهمترین ویژگی این معماری اجرای واحدهای عملیاتی به صورت ۴ هسته‌ای بود که Complex (CCX) نام داشتند. هر CCX شامل ۴ هسته پردازنده با حافظه کش L3 مشترک ۸ مگابایتی بود. این معماری مولتی تردینگ بسیار مؤثری را ممکن می‌ساخت.

اولین پردازنده‌های مبتنی بر Zen در اوایل ۲۰۱۷ با نام Ryzen عرضه شدند. پردازنده‌های Ryzen 7 1800X و ۱۷۰۰X از ۸ هسته و ۱۶ رشته بهره می‌بردند و عملکردی مشابه پردازنده‌های پرقدرت اینتل داشتند. مدل‌های Ryzen 5 و Ryzen 3 نیز با ۶ و ۴ هسته عرضه شدند.

در ادامه، در سال ۲۰۱۸ پردازنده‌های Ryzen سری ۲۰۰۰ مانند Ryzen 7 2700X معرفی شدند که بهبودهایی مانند افزایش فرکانس بیشینه به ۴.۳ گیگاهرتز داشتند. همچنین پردازنده‌های Threadripper با تا ۳۲ هسته برای کاربردهای HEDT و Workstation نیز عرضه شدند.

در مجموع، معماری Zen بازگشت AMD را به صحنه رقابت جدی با اینتل رقم زد. پردازنده‌های نسل چهارم AMD توانستند عملکرد و بهره‌وری بالاتری را با مصرف انرژی کمتر ارائه کنند. این پردازنده‌ها نقش بسزایی در احیای جایگاه AMD در بازار داشتند.

نسل پنجم پردازنده‌های AMD:

نسل پنجم پردازنده‌های AMD در سال ۲۰۱۹ میلادی با نام تجاری Ryzen 3000 و با بهره‌گیری از معماری Zen 2 معرفی شدند. هدف از طراحی این نسل جدید، بهبود هر چه بیشتر عملکرد نسبت به نسل قبلی Zen+ بود.

مهم‌ترین ویژگی معماری Zen 2 کاهش قابل توجه اندازه لیتوگرافی به ۷ نانومتر بود. همچنین طراحی جدید Chiplet به جای یک تراشه بزرگ باعث افزایش کارایی تولید شد. در این معماری هر CCX دارای ۴ هسته بود که در مجموع تا ۱۶ هسته را پشتیبانی می‌کرد.

پرچم‌دار این نسل، پردازنده Ryzen 9 3900X با ۱۲ هسته و ۲۴ رشته بود که در زمان عرضه، بالاترین تعداد هسته در پردازنده‌های دسکتاپ را داشت. مدل‌های Ryzen 7 و Ryzen 5 نیز با ۸ و ۶ هسته عرضه شدند.

علاوه بر پردازنده‌های Ryzen، از دیگر مزایای معماری Zen 2 می‌توان به پشتیبانی از حافظه‌های DDR4 سریع‌تر و همچنین پشتیبانی از اتصالات PCIe 4.0 برای SSDهای NVMe اشاره کرد.

در نهایت، پردازنده‌های نسل پنجم AMD توانستند عملکرد تک هسته‌ای بالاتری نسبت به اینتل ارائه دهند و رکوردهای جدیدی را در زمینه‌هایی مانند بازی‌های رایانه‌ای به ثبت برسانند. بهبودهای قابل توجه این نسل، رقابت تنگاتنگی را میان AMD و اینتل برای تسلط بر بازار پردازنده‌های دسکتاپ رقم زد.

نتیجه‌گیری:

به طور کلی می‌توان گفت پردازنده‌های AMD در طول پنج نسل گذشته، رشد و تکامل چشمگیری را از نظر عملکرد و فناوری طی کرده‌اند. آن‌ها توانسته‌اند از یک تازه‌وارد نسبتاً ضعیف، به یک رقیب جدی برای اینتل تبدیل شوند و سهم مهمی از بازار پردازنده‌های شخصی را تسخیر کنند. امروزه پردازنده‌های AMD در بسیاری از زمینه‌ها از جمله بازی‌های رایانه‌ای، کارایی برابر یا برتر از پردازنده‌های اینتل دارند. بنابراین انتظار می‌رود این رقابت نزدیک بین AMD و اینتل در آینده نیز ادامه یابد و به نفع پیشرفت صنعت پردازنده باشد.