All But Reality

Imagine a catchphrase here

Simple template. Background and Customization by Shihab Elagib. Powered by Blogger

June 30, 2015

بالنسبة لإنتل - وجهة نظربسيطة لتطور تقديماتها من المعالجات المركزية في ال5 سنين الأواخر.

قبل عدة عقود من الزمان، تنبأ غوردون مور -احد منشئي شركة انتل- بأن عدد الترانزيستورات في شرائح المعالجات المركزية سيتضاعف كل عامين. هذه الـ"نبؤة"، ان شئت تسميتها كذلك، سميت لاحقاً بقانون مور، وأصبحت احدى اهم القوانين في عالم صناعة الالكترونيات.

ولكن في العصر الحديث، ومع تحول الحواسيب لسلعة استهلاكية وانتشارها في سوق يريد شيئأً جديداً يلمع كل دقيقتين، اصبح قانون مور يفسر -بدون دقة- على هذه الزيادة ستكون في قوة المعالج نفسه، مما أدى لجعل السوق يتوقع ان كل معالج جديد عليه ان يأتي بما لا يقل عن 50% أداء اعلى من سابقه. ولكن، للأسف، قلما يصيب هذا الإفتراض في يومنا هذا.


في السنين الأواخر، انخفضت زيادة الأداء -حسب مقارنات الأطراف الثالثة- بين كل جيل من اجيال المعالجات بصورة ملحوظة. فالإنتقال من جيل معالجات نيهاليم (Nehalem) اولى اجايل سلسلة الCore i، الى معمارية ساندي بريدج (Sandy Bridge) أتى بقفزة في الأداء تقارب ال20%. بينما الإنتقال من ساندي بريدج الى ايفي بريد (Ivy Bridge) لم يحظ سوى بـ10%، وكذلك الإنتقال من ايفي بريدج الى هاسويل (Haswell)

ملحوظة: لغرض المقارنات اعلاه استندت الى نتائج قاعدة بيانات موقع anandtech، واخذت منها فقط الإختبارات المشتركة بين جميع الأجيال المذكورة. لتمثيل الجيل الأول اخترت معالج Core i7 880.
للثاني i7 2600k
للثالث i7 3770k
وللرابع i7 4770k، متجاهلاً النسخ المنقحة من الأجيال الثلاث الأخيرة. ومتجاهلاً نتائج اختبارات الألعاب. التوضيح بالأسفل.
للوصول الى نتائج الداتابيز يمكن استخدام اداة bench التي يتيحها الموقع لهذا الغرض: Anandtech Bench

هذه الـ"10%" اصبحت نوعاً من الستيريوتايبس الموجهة نحو معالجات انتل تحديداً. فكلما تصدر الشركة معالجاً جديداً، (سواء كجيل جديد او كتنقيح لمعالجات في نفس الجيل) ستجد قسم التعليقات على مراجعات تلك المعالجات ممتلئة بالإعتراضات والتهكم على ان الزيادة لا تتعدى ال10% لذا لا داعي للتطوير لهذا المعالج.
جميع هذه التعليقات مخطئة تماماً (ربما ليس تماماً. قل 90% *cough*)

ما لا تأخذه مثل هذه النظريات في الاعتبار، هي ان القليل القليل هم من يهتمون بالزيادة السنوية في الأداء للمعالجات، والأقل هم من يحتاجون لهذه الزيادة. إحصائياً، ستجد ان متوسط عمر الحاسب الشخصي المكتبي يتعدى الأربعة اعوام. بالتالي فإن الفارق الذي يهم المستخدم هو ذلك يتعلق بالفرق بين كل ثلاث الى اربع اجيال، وليس الفرق بين كل جيلين متتاليين.
بأخذ نفس الارقام التي استخدمتها لاإستخراج النسب اعلاه، ستجد ان الفرق بين الجيل الأول والثالث من معالجات الCore i (فرق عامين) تعدى ال30%! اما ان اردنا الوصول الى فرق ال50% المذكور في المقدمة، فسنجدها عند مقارنة نيهاليم بهاسويل، اي فرق اربع اعوام. او -بلغة اخرى- متوسط المدة المتوقعة ان يظل فيها الحاسب قيد الإستخدام اصلاً!

الحديث عن زيادة الأداء في للمعالج فقط قاصر جداً، فهذه الأرقام لا تمثل سوى جانب واحد من صناعة المعالجات المركزية. بالنسبة لإنتل، على الأقل. فسياسة الشركة تجعل اصدار كل جيل جديد ليس فقط اصدار معالجات، بل اصدار منصة كاملة متضمنة المعالجات المركزية، اللوحات الأم و -في بعض الأحيان- اجيال جديدة من الذواكر. هذه المنصات تأتي بالعديد من التحديثات والمميزات التي قد تكون عذراً للتحديث. فلنذكر مثلا الدعم الداخلي لستاندرد الUSB 3، حيث لم تأتي منصتي الجيل الأول او الثاني بأي دعم داخلي لها، بينما اتت منصات الجيل الثالث بدعم لما يصل حتى 4 مداخل USB3. اما الجيل الرابع فبإمكان بعض منصاته استخدام 6 مداخل.
وكمثال اخر أذكر ستاندرد الPCIe، حيث كان اقصى ما بإمكان الجيلين الأولين الوصول اليه (بدون الأخذ في الأعتبار اصدارات الHEDT من كليهما) هو ما يساوي 16 مسار PCIe 2.0، بينما اتاح الجيل الثالث مضاعفة السعة الى 16مسار PCIe 3.0 (سعة مسار PCIe 3.0 الواحد تساوي ضعف سعة مسار خلفه). لم يأتي الجيل الرابع والخامس بزيادة مباشرة لهذه القيمة لإن انتل قررت استخدام القدرة الاضافية  لها (فقط في الجيل الخامس، للأسف) في دعم سبل منافذ اخرى كالـ SATA express و ال M.2 

ملحوظة: استخدامي لـ"داخلي" اقصد به Native، اي دعم في الChipset الأصلية. هذا لا ينفي امكانية اضافة مصنع اللوحة الأم لها بواسطة متحكمات من اطراف اخرى، لكنها غالباً ما تأتي بزيادة في سعر اللوحة و\او عقبات ومشاكل تقنية.

بالإضافة لما ذكر اعلاه، فإن قدرة المعالج الصوري المدمج ايضأً احدى الامور التي يجب اخذها في الأعتبار. فمنذ اصدار تنقيح معمارية نيهاليم، صارت انتل تقوم بدمج المعالج المركزي والمعالج الصوري في رزمة (die) واحدة. بداية باولى معالجات سلسلة الIntel HD في معالجات الجيل الأول، ووصولاً لسلسلة الـ Iris Pro  في معالجات الجيل الخامس.
سلسلة الIntel HD لا تزال بعيدة كل البعد من اعتبارها معالجات صورية لجميع الإستخدامات، فأداءها في القيمز لا يزال هامشي مقارنة بالبطاقات الصورية متوسطة المستوى، لكنها لا تزال خياراً (وان كان ليس الأفضل) متاحاً للأستخدامات الدنيا. وهنا يظهر فرق ملحوظ بين كل جيل وأخر. خذ مثلاً هذه المقارنة بين الـHD4600, 4000 و 3000 (ممثلاً للأجيال الرابع، الثالثة والثانية).
اما بالنسبة للتطبيقات العملية التي تعتمد على المعالج الصوري، فستجد ان في بعضها (كهذه المقارنة بإستخدام برنامج الفوتوشوب مثلا) قفزة في الأداء تصل لـ35% بين الجيلين الرابع والثالث.  ولا ننسى ذكر تطبيق Quicksync، احدى اهم النقاط التسويقية لمعالجات انتل منذ ساندي بريدج. فمع كل جيل تزداد سرعة هذا التطبيق مع المعالجات بصورة ملحوظة تفوق اسطورة ال10% تلك.

جانب المعالجات الصورية المدمجة غالباً ما يتم تجاهله من قبل متابعي هذه الصناعة كمجرد gimmick لا داعي لها. وربما تكون كذلك في الكثير من الأحوال (بالنسبة لمستخدمي البطاقات المنفصلة و\او من يتضمن استخدامهم برامج ذات متطلبات معالجة صورية معقدة)، لكنها لا تزال جانباً مهماً بالنسبة للمعالجات المركزية اليوم. قبل عدة اسابيع، اطلقت انتل معالجين لمعمارية بروديل (Broadwell) موجهين نحو أجهزة الدسكتوب. هاذين المعالجين لم يكن اداء الأنوية المركزية فيهما افضل من الجيل السابق. بل في العديد من الأحيان كان اداؤهما اسوأ من الإصدارات المنقحة من هاسويل، لكن هذين المعالجين كانا يملكان ميزة كبيرة لصالحهما: معالجات Iris Pro المدمجة و 128ميقابايت DRAM مخصصة لها! هذه المعالجات الصورية فاقت اداء سلسلة الHD وجعلت معالجي بروديل المذكورين خيارين جذابين للمستخدمين الذين يحتاجون لقدرة معالجة مركزية عالية ومعالجة صورية مقبولة بدون الإستثمار في بطاقات منفصلة، كبعض مستخدمي برامج الCAD/CAE مثلاً.


تقول الأسطورة ان انخفاض زيادة الأداء السنوية للمعالجات ناتج لإنعدام المنافسة في ذلك السوق، فحالياً انتل هي المتحكم الرئيس في سوق المعالجات المركزية للحواسيب الشخصية بدون اي ظهور يذكر لAMD سوى في خانة الأجهزة المتوسطة وقليلة الأداء. انا شخصياً ارى ان انعدام المنافسة هذا لم يؤثر سوى على تسعير هذه المعالجات. وأرى ان نقصان الزيادة في الاداء ليس مرتبطاً بإختفاء AMD من الساحة، بل بكون ان قدرة هذه المعالجات قد وصلت مراحلاً بعيدة لكنها محكومة بجانبين أخريين: السوفتوير والإستخدام.
اليوم ستجد ان اغلب المعالجات المركزية داعمة لمعمارية الx64، لكن اغلب التطبيقات الإستهلاكية لم تتعد مرحلة تحتاج فيها لأكثر من 32بت. ولعل احدى اشهر الجوانب التي اتهمت انتل بالتقصير فيها هي عدم طرح معالجات مركزية بـ6 انوية أو اكثر تحت سقف ال500 دولار، بينما على الجانب الأخر تجد ان اغلب التطبيقات بالكاد تستفيد من نواة واحدة للعمل، والقليل لإثنين (لاحظ: قانون امدال). الالعاب، احدى اهم محركات سوق مكونات الحاسب الشخصي ظلت حتى وقت قريب محدودة لنواة واحدة او اثنين، والناظر لحال صناعة الألعاب اليوم سيجد انها  مستمرة في طريقها نحو اعتماد اقل على المعالج المركزي، فمنذ ان اطلقت مايكروسوفت واجهتي D3d 10 و11 اصبحت وحدة المعالجة الصورية تقوم بالكثير من العمليات الحسابية التي كانت -قديماً- من مهام المعالج المركزي، اما في المستقبل فستقوم النسخة الثانية عشر من الواجهة بتقليل مهام الCPU اكثر. امر اثبتت AMD امكانيته مع واجهة Mantle.
لا انفي انه لا توجد برمجيات بإمكانها الإستفادة من معالجات مركزية بأنوية كثيرة، لكن هذه البرامج قلما تجدها مستخدمة من قبل مستهلكين عاديين و غالباً ما تجدها مستخدمة من professionals ذوي ميزانيات قد تصل لعدة الاف من الدولارات للجهاز الواحد، او من مؤسسات او ستوديوهات كبيرة. لهؤلاء فإن انتل لم تتوقف عن انتاج معالجات مكتظة بالأنوية: معالجات سلاسل الزيون (Xeon) ومشتقاتها.
الأنوية الاضافية والعنوان الأطول ليستا فقط الميزتين الوحيدتين التين لا يستفيد منها السوفتوير المينستريم، بل كذلك عدة مكونات داخلية اخرى. خذ مثلاً مجموعة تعليمات الAVX للساندي بريدج والايفي بريدج، والAVX 2.0 للهاسويل والبرودويل، هاتان الميزتان تعدان بأداء افضل -نظرياً- ان كان التطبيق مستفيداً منهما.
(Note: need an assembly programmer to explain this last part further)
ولا ننسى تقنية Quicksync المذكورة اعلاه، والتي بإمكانها وضع المعالجات سلسلة الCore i امام البطاقات المنفصلة في عمليات تشفير الفيديوهات (للإستخدامات غير الاحترافية. لاحظ: هذه العمليات عادة ما تستفيد من زيادة عدد الأنوية). لكن دعمها لا يزال محصورا على حفنة من برامج الفيديو والمونتاج.



[Insert ending here]
[لا، بالجد. انا فاشل في كتابة خواتم...
ومقدمات...

ومواضيع...
واي نوع من الكتابة مطلقاً...
افترض الفكرة وصلت...]
[ربما يجي يوم اقرر اضيف فيه بري تاني... ربما....]
[على العموم، بالنسبة للحصل وانتهى دة: اي غلطة مطبعية ولا غيره فوق، شي ما عندي ليها]
[بالمناسبة برضو، انا لي يوم الليلة ما عارف هو كلام مور الفوق دة لسة حاصل ولا لأ 8D ]
[In case you haven't noticed: الموضوع دة ما شامل الHEDT platforms ولا Workstations او السيرفرات. وبرضو ما ماخد في الاعتبار الخدود المتطرفة الدنيا -السيليرون، الاتوم والانظمة المدمجة- ولا التقديمات الخاصة ولا استهلاك الكهربا بالنسبة للأجهزة المحمولة ولا التسعير. عشان ماف واحد يقول لي " بسيطة  " الفوق ديك جبتها من وين...]