مقدمه
امروزه دنیای سخت افزار کامپیوتر پیشرفت و گسترش زیادی پیدا کرده و روزی نیست که محصول جدیدی در این وادی معرفی نشود. یکی از مهمترین و پیشروترین عناصر در دنیای دیجیتال، CPU یا همان پردازنده مرکزی است.
پردازندههای رایانه آنقدر پیچیدگی و ظرافت دارند که کمتر شرکتی قادر است در این وادی گام نهد و سالهاست که تنها دو شرکت غول پیکر اینتل و AMD در این زمینه فعالیت دارند. شرکتهای دیگری که در زمینه طراحی و ساخت پردازنده مشغول هستند، عمدتا بر کاربردهای خاص تکیه دارند.
در دنیای پردازندهها پیشرفتهای عمده ای صورت گرفته است و به تبع آن، اصطلاحات جدیدی هم روانه فرهنگ واژگان شده و می شود. خیلی از ما این واژهها را استفاده می کنیم بدون اینکه آنها را خوب بشناسیم. حتی گاهی از تلفظ صحیح آنها آگاه نیستیم. حتما اصطلاحاتی مثل FSB، Core 2، Core 2 Duo، LGA 775، ۴۵ nm، ۸ MB L2 Cache و DDR3 را شنیده اید و ممکن است در هنگام خرید کامپیوتر به اعداد و ارقام مقابل این اصطلاحات توجه کنید. اما آیا از خود پرسیدهاید که وقتی می گویند CPUی Q6600 با تکنولوژی nm 60 ساخته شده است یعنی چه؟ کجای CPU به ۶۰ نانومتر کار دارد؟ یا مثلا پردازندهی ۶۴ بیتی ۴ هستهای، چه تفاوتی با پردازندهی ۳۲ بیتی ۲ هستهای دارد؟
دنیای الکترونیک بسیار پویاست و هر روز فن آوری جدیدی در آن رخ مینماید، و از ما به عنوان یک شهروند در عصر آی تی، انتظار میرود که با این فن آوریهای نوین آشنا شده و اصطلاحات آنها را به خوبی بشناسیم تا در برابر پرسش پرسشگران، پاسخی در خور داشته باشیم.
در سلسله مقالات پیش رو، برخی از مهمترین اصطلاحات رایج در مورد پردازندهها را معرفی کرده و تاثیر آنها روی کارآیی پردازنده را ارزیابی کنیم.
معماری ۳۲بیتی و ۶۴ بیتی
اگر دانشجوی رشته برق یا کامپیوتر باشید و درس اصول میکرو یا معماری کامپیوتر را گذرانده باشید، احتمالا معنی این اصطلاحات را میدانید. شاید در اولین نگاه فکر کنید یک معماری ۶۴ بیتی ۲ برابر سریعتر از معماری ۳۲ بیتی باشد، لیکن این یک تفکر کاملا اشتباه است.
معماری۳۲ بیتی و ۶۴ بیتی دو تفاوت عمده دارند:
در معماری ۳۲ بیتی، CPU قادر است در هر بار خواندن اطلاعات، تعداد ۳۲ بیت یا چهار بایت داده را بخواند. به عبارتی گذرگاه داده (Data Bus) 32 بیتی است. در معماری ۶۴ بیتی، گذرگاه داده ۶۴ بیتی است و امکان خواندن ۸ بایت داده در لحظه وجود دارد. با این توضیح باید معماری ۶۴ بیتی دو برابر سریعتر از ۳۲ بیتی باشد. اما نکته این است که بسیاری از انواع داده ای مورد استفاده (مثل byte, int, char, WORD, DWORD) اندازهای کمتر از ۸ بایت (۶۴ بیت) دارند و در چنین مواردی کیفیت CPUی ۶۴ بیتی و ۳۲ بیتی، تفاوتی نداشته که هیچ، ممکن است معماری ۳۲ بیتی بهتر جواب دهد. لیکن اگر دادههای اعشاری مثل double که ۶۴ بیت طول دارند استفاده کنیم، مسلما کیفیت CPUی ۶۴ بیتی بهتر خواهد بود.
دومین تفاوت بین این دو معماری در طول و تعداد ثباتهای پردازنده است. ثباتها، سریعترین خانههای حافظهی در دسترس پردازنده هستند که دسترسی به آنها با سرعت نامی پردازنده، مثلا ۳ گیگاهرتز، انجام میشود (سایر عناصر حافظه که عمدتا همان RAM است، با سرعتی معادل حداقل سرعت تراشه RAM و سرعت گذرگاه روی مادربرد قابل دسترسی اند). در معماری ۳۲ بیتی به طور معمول ۸ ثبات ۳۲ بیتی وجود دارد لیکن در معماری ۶۴ بیتی تعداد ثباتها به ۱۶ ثبات ۶۴ بیتی افزایش یافته است. از این نظر مسلما کیفیت پردازنده ی ۶۴ بیتی بهتر خواهد بود.
در کل پردازنده ی ۶۴ بیتی از ۳۲ بیتی بهتر است ولی نه آنقدر که ۳۲ بیتی از ۱۶ بیتی بهتر بود! به عبارتی اگر پردازنده ۳۲ بیتی تقریبا ۱۰۰% افزایش کارایی نسبت به ۱۶ بیتی داشت، پردازنده ۶۴ بیتی شاید در حدود ۲۵% بهبود کارایی داشته باشد. سعی کردم که اطلاعات مستندی ارائه کنم لیکن مقایسه مناسبی در سطح وب نیافتم که رجاع دهم، چرا که عمدتا مقایسه سیستم عامل ۶۴ بیتی و ۳۲ بیتی انجام شده و پردازنده در هر دو حال ۶۴ بیتی بوده است. اما همین مقایسه هم می تواند تا اندازه ای روشنگر باشد (این مقایسات حدود ۱۰% بهبود را نشان می دهند):
http://www.extremetech.com/article2/0,2845,2280812,00.asp
http://64-bit-computers.com/windows-vista-32-bit-vs-64-bit-benchmark.html
