۱۰ باور غلط درباره‌ي سخت‌افزار كامپيوتر
باتوجهبه سرعت سرسام‌آور پيشرفت فناوري، گاهي اوقات باورهاي غلطي درباره‌ي ابزار موجود در آن شكل مي‌گيرد و درك افراد مختلف از آن موضوع را تحت‌الشعاع قرار مي‌دهد. در اين مقاله قصد داريم ۱۰ مورد از باورهاي غلط درباره‌ي سخت‌افزار كامپيوتر را كه دسته‌اي از افراد آن را به اشتباه متوجه شده‌اند، زير ذره‌بين قرار دهيم و انحراف آن‌ها را ارزيابي كنيم. اين ۱۰ مورد باور غلط بيشترين وجه اشتراك را دربين ساير اطلاعات نادرست سخت‌افزاري دارند و بيشتر در ميادين مبتدي حوزه‌ي فناوري دست‌به‌دست مي‌شوند.
با اخبار تخصصي، علمي، تكنولوژيكي، فناوري مرجع متخصصين ايران همراه باشيد.
۱- مقايسه‌ي پردازنده‌هاي مختلف براساس تعداد هسته‌ها و سرعت كلاك آن‌ها انجام مي‌شود
اين باور غلط است.
اگر از مدت‌ها پيش در دنياي فناوري بوده‌ايد، حتما تاكنون شنيده‌ايد كه بعضي افراد براي مقايسه بين دو پردازنده بگويند: «پردازنده‌ي A داراي ۴ هسته است و فركانس آن ۴ گيگاهرتز است. درمقابل اما، پردازنده‌ي B داراي ۶ هسته است كه فركانس ۳ گيگاهرتزي ارائه مي‌كنند. بنابراين، ۱۶ = ۴ × ۴ و از آنجاكه ۱۸ = ۳ × ۶، پس قطعا پردازنده‌ي B عملكرد بهتري دارد.» اين گزاره يكي از پرايرادترين گزاره‌ها در دنياي سخت‌افزار كامپيوتر به‌شمار مي‌رود. براي مقايسه‌ي دو پردازنده، پارامترها و معيارهاي بسيار زيادي وجود دارند كه چنين قياسي را از پايه مردود و خالي از اعتبار مي‌كنند. بنابراين، به‌هيچ‌عنوان نمي‌توان دو پردازنده را با اين روش با يكديگر مقايسه كرد.
به‌فرض در مثالي كه گفته شد اگر تمام پارامترهاي ديگر برابر باشند، پردازنده‌ي ۶ هسته‌اي سريع‌تر از نمونه‌ي ۴ هسته‌اي خواهد بود. ازسويي ديگر، تحت شرايطي خاص، پردازنده‌اي با فركانس ۴ گيگاهرتز قطعا از همان تراشه با فركانس ۳ گيگاهرتز سريع‌تر خواهد بود. اما، فراموش نكنيد با افزودن پارامترهاي پيچيده‌ي تراشه‌هاي واقعي به ميدان مقايسه، دستيابي به نتيجه و انجام قياس معني خود را از دست مي‌دهد.
به‌عبارتي ديگر، مقايسه زماني صحيح است كه با ارزيابي ويژگي‌هاي داخلي پردازنده و درانديشه متخصصين گرفتن عوامل خارجي مثل نياز متخصص، انجام شود
بعضي عمليات و فرايندهاي پردازشي نياز به فركانس بالا دارند و در مواردي ديگر هسته‌هاي بيشتر بهره‌وري را افزايش خواهند داد. ازسويي ديگر، ممكن است پردازنده‌اي براي اجراي فرمان‌ها نياز به انرژي زيادي داشته باشد و عملا عملكرد آن به‌صرفه نباشد. همچنين، ممكن است يك پردازنده داراي حافظه كش بيشتري باشد يا پايپ‌لاين انجام وظايف در آن، بهتر بهينه‌سازي شده باشد. فهرست معيارهاي مؤثر بر مقايسه مي‌تواند همچنان ادامه پيدا كند و با درانديشه متخصصين گرفتن هركدام نتايج گيج كننده‌تر شوند؛ بنابراين هرگز برپايه‌ي تعداد هسته و ميزان فركانس پردازنده‌ها را مقايسه نكنيد.
۲- سرعت كلاك مهم‌ترين شاخص عملكرد پردازنده است
اين باور غلط است.
گذشته‌از تعداد هسته‌ها و ميزان فركانس پردازنده، بايد تأكيد كنيم كه سرعت كلاك پردازنده نيز به‌تنهايي همه‌چيز نيست. دو پردازنده در يك محدوده‌ي ارزشي متناسب با پردازش در يك فركانس ممكن است همچنان تفاوت عملكردي نشان دهند.
قطعا سرعت هسته‌ها در ميزان بهره‌وري اثرگذار است؛ اما، پس‌از رسيدن به ميزاني خاص، ساير عوامل نقش مؤثر‌تري ايفا مي‌كنند. پردازنده‌ها ممكن است مدت‌زمان زيادي را در انتظار پاسخگويي ديگر بخش‌هاي سيستم صرف كنند؛ بنابراين مقدار حافظه‌ي كش و معماري ساختار پردازنده نيز اهميت بسيار زيادي خواهند داشت. اين دو عامل مي‌توانند ميزان زمان انتظار را كاهش دهند و متعاقبا، سبب افزايش بهره‌وري عملكرد پردازنده شوند.
قطعا مي‌توان مدعي شد كه يك پردازنده با سرعت كم و معماري داخلي بهينه‌تر مي‌تواند داده‌هاي بيشتري را نسبت‌به يك پردازنده‌ي سريع با معماري نه‌چندان بهينه، پردازش كند. همچنين، در طراحي‌هاي نوين پردازنده‌ها، اندازه‌ي ميزان عملكرد به توان مصرفي (Performance per Watt) تبديل به فاكتور اصلي براي تعيين ميزان عملكرد آن‌ها شده است.
۳- پردازنده اصلي‌ترين عضو در تعيين ميزان توانايي يك سيستم كامپيوتري است
اين باور غلط است.
اين موضوع درگذشته كاملا صحت داشت؛ اما با پيشرفت فناوري و پيچيدگي‌هاي بيشتر، هرروز اعتبارش كم‌تر مي‌شود. هنوز برحسب عادت گذشته بسياري از افراد به اشتباه وظايف زيادي را به CPU يا پردازنده نسبت مي‌دهند؛ اما در واقعيت، پردازنده فقط بخشي از يك مجموعه بزرگ‌تر است كه وظايف مختلفي را پوشش مي‌دهد. امروزه اما، كامپيوترها متشكل از عناصر محاسباتي متفاوتي دركنار يكديگر هستند كه يك تراشه را تشكيل مي‌دهند و به‌طور كلي آن را Hetrerogeneous Computing (محاسبات ناهمگن) مي‌نامند. به‌عبارتي ديگر، اين نام بر سيستم‌هايي كه تعدادي عنصر محاسباتي را روي يك تراشه جاي مي‌دهند، دلالت دارد.
به‌طور كلي، تراشه‌هاي موجود روي اكثر كامپيوترهاي روميزي و لپ‌تاپ‌ها پردازنده هستند؛ اما تقريبا ساير دستگاه‌هاي الكترونيكي داراي تراشه‌هاي SoC يا به‌عبارتي ديگر سيستم روي تراشه هستند.
مادربرد در كامپيوترهاي روميزي فضاي كافي براي قرارگيري انواع تراشه‌ها را دارد كه هركدام از آن تراشه‌ها عملكرد خاصي ارائه مي‌كنند؛ اما اين امكان در اكثر پلتفرم‌هاي ديگر وجود ندارد. ازاين‌رو، شركت‌ها در تلاش هستند تا چند عملكرد و ويژگي را دريك تراشه گردآوري كنند تا بدين ترتيب عملكرد و مصرف انرژي بهينه‌تري داشته باشند.
بنابراين، تراشه‌هاي SoC كه روي موبايل‌هاي هوشمند شاهد آن هستيم، علاوه‌بر پردازنده (CPU)، پردازنده‌ي گرافيكي (GPU)، موتور‌هاي انكد و ديكد مديا (Media Encoder & Decoder)، اتصالات شبكه، مديريت مصرف انرژي و بسياري ديگر از قابليت‌ها را در خود جاي مي‌دهد. درحالي‌كه ممكن است افراد زيادي تراشه‌ي SoC را CPU اصلي بدانند؛ اما درواقع، CPU فقط يكي از اجزاي تشكيل‌دهنده‌ي SoC است.
۴- فناوري و اندازه‌ي ليتوگرافي براي مقايسه تراشه‌ها متخصصد دارند
اين باور غلط است.
اخيرا سروصداي زيادي برسر تأخير در معرفي فناوري نود (Node) بعدي اينتل به‌راه افتاده است. وقتي توليدكنندگاني مثل اينتل يا AMD محصول جديدي طراحي مي‌كنند، آن محصول براساس فناوري ساخت خاصي طراحي شده است. معيار متداولي كه براي طراحي به‌عنوان شاخص استفاده مي‌شود، اندازه‌ي ترانزيستورهاي كوچك است كه محصول نهايي را تشكيل مي‌دهند.
اندازه‌گيري اين قطعات با معيار نانومتر براي مثال، چند مورد از اندازه‌هاي متداول ساخت عبارت‌اند از: ۱۴ نانومتري، ۱۰ نانومتري، ۷ نانومتري و ۵ نانومتري. اين ادعا كه بايد بتوانيم دو ترانزيستور هم‌اندازه را در يك گره از ليتوگرافي ۷ نانومتري جاي دهيم و اين ميزان برابر با فضاي اشغالي توسط يك ترانزيستور در ليتوگرافي ۱۴ نانومتري است، به‌انديشه متخصصين درست مي‌رسد؛ اما هميشه صحت آن مورد تأييد قرار نمي‌گيرد. باتوجهبه موضوع زيادبودن سربار پردازشي (Overhead)، تعداد ترانزيستورها و قدرت پردزاش عامل مناسبي براي مقايسه با فناوري ساخت و اندازه به‌شمار نمي‌روند.
موضوع بعدي كه حتما بايد به آن اشاره كرد اين است كه هيچ سيستم استانداردي براي اندازه‌گيري با روش گفته‌شده وجود ندارد. درگذشته تمامي شركت‌هاي بزرگ روش اندازه‌گيري يكساني به‌كار مي‌گرفتند؛ اما امروزه تفاوت‌هايي در روش اندازه‌گيري به‌وجود آمده است و هركدام به‌گونه‌اي متفاوت فرايند اندازه‌گيري را انجام مي‌دهند. همه‌ي اين نكات دركنار يكديگر باعث مي‌شود بدانيم كه اندازه‌ي Node پردازشي يك تراشه نبايد درميان معيارهاي اصلي براي مقايسه‌ي پردازنده‌ها قرار گيرد. بدين ترتيب، تا زماني‌كه دو تراشه تقريبا در يك نسل قرار دارند، تراشه‌ي كوچك‌تر برتري قطعي نخواهد داشت.
۵- قياس تعداد هسته‌هاي GPU روش مناسبي براي مقايسه‌ي عملكرد بين آن‌ها است
اين باور غلط است.
بزرگ‌ترين تفاوت بين پردازنده‌ها (CPU) و پردازنده‌هاي گرافيكي (GPU)، تعداد هسته‌هاي آن‌ها است. پردازنده‌ها هسته‌هاي محدود و قدرتمندي دارند؛ درحالي‌كه پردزانده‌هاي گرافيكي صدها يا هزاران هسته با قدرت كم‌تر را دردل خود جاي داده‌اند. متخصصد تعداد هسته‌هاي بيشتر فقط در پيش‌برد فرايندهاي پردازشي چندگانه در موازات يكديگر است.
همان‌طور كه يك پردازنده‌ي چهار هسته‌اي از يك توليدكننده با پردازنده‌ي چهار هسته‌اي توليدشده توسط شركت ديگر، تفاوت‌هايي دارد، پردازنده‌هاي گرافيكي نيز از اين قاعده مستثني نيستند. به‌عبارتي ديگر، هيچ راهي براي مقايسه بين تعداد هسته‌هاي پردازنده‌هاي گرافيكي توليدي توسط توليدكنندگان متفاوت، وجود ندارد.
هر توليدكننده معماري ساخت متفاوتي دارد كه باعث مي‌شود قياس بر اين اساس را بيهوده و تهي از معنا كند
براي مثال ممكن است يك شركت توان عملياتي مدانديشه متخصصين خود را در تعداد هسته‌هاي كم اما قدرتمندتري توزيع كند؛ اما شركت ديگر باتوجهبه اولويت‌هاي طراحي، ترجيحش بر تعداد هسته‌ي بيشتر با عملكرد ضعيف‌تر باشد و تمركز خود را بر افزايش توان اجراي فرمان‌هاي موازي معطوف كند. با‌اين‌تفاسير، مانند آنچه براي پردازنده‌ها گفته شد، مقايسه بين پردازنده‌هاي گرافيكي توليدشده توسط يك شركت كه در يك نسل قرار مي‌گيرند، كاملا امكان‌پذير است.
۶- مقايسه‌ي فلاپس براي مقايسه‌ي عملكرد متخصصد دارد
اين باور غلط است.
وقتي تراشه‌ي جديدي با عملكرد فوق‌العاده يا يك ابررايانه‌ي جديد معرفي مي‌شود، نخستين چيزي كه در تبليغات آن عنوان مي‌شود، ميزان خروجي فلاپس آن است. فلاپس (FLOPs) سرواژه از عبارت Floating Point Operations per Second است كه معادل آن در فارسي «عمليات مميز شناور در ثانيه» است و ميزان دستورالعمل‌هايي كه با يك سيستم اجرا مي‌شوند را نشان مي‌دهد.
اين عدد درظاهر دقيق است؛ اما توليدكنندگان مي‌توانند با اعداد و ارقام بازي كنند تا نتيجه به‌گونه‌اي باشد كه محصول آن‌ها سريع‌تر از آنچه هست، به‌انديشه متخصصين برسد. براي مثال، محاسبه‌ي ۱/۰ + ۱/۰ بسيار آسان‌تر از محاسبه‌ي ۸۷۶۵/۴۳۲۱ + ۱۲۳۴/۵۶۷۸ است. بنابراين، شركت‌ها مي‌توانند با انتخاب نوع محاسباتي كه براي ارزيابي انجام مي‌دهند، ميزان فلاپس را به‌صورت غيرمستقيم دستكاري كنند تا ازانديشه متخصصين تجاري و بازاريابي موفق عمل كنند.
درانديشه متخصصين گرفتن فلاپس به‌تنهايي، فقط قدرت عملكرد محاسباتي پردازنده و پردازنده‌ي گرافيكي را به‌صورت خام و بدون وجود عوامل مؤثري همچون پهناي باند حافظه نشان مي‌دهد. شركت‌ها همچنين، قادر هستند بنچمارك‌هايي كه انجام مي‌دهند را براساس سليقه‌ي خود بهينه‌سازي كنند تا نتايج موردانديشه متخصصين خود را آن‌ها بيرون بكشند.
۷- شركت آرم تراشه مي‌سازد
اين باور غلط است.
تقريبا تمام سيستم‌هاي كم قدرت و سيستم‌هاي نهفته (Embedded) مجهز به بعضي پردازنده‌هاي ARM هستند. نكته‌اي كه بايد به آن توجه كرد اين است كه شركت آرم درواقع تراشه‌ي فيزيكي نمي‌سازد. بلكه، اين شركت نقشه‌هاي اصلي نحوه‌ي عملكرد تراشه را طراحي مي‌كنند و به ساير شركت‌ها اجازه‌ي توليد آن را مي‌دهند.
براي مثال، تراشه‌ي A13 SoC كه روي آيفون ۱۱ به‌كار رفته است از معماري آرم بهره مي‌برد؛ اما توسط اپل ساخته مي‌شود. اين مسئله شبيه آن است كه يه يك نويسنده فهرستي از لغات و قوانين را بدهيد تا با استفاده از آن‌ها متني را بنويسد. نويسنده اجزاي اصلي را دراختيار دارد و حال بايد با پايبندي به قوانين و استفاده از لغات، آزادانه هرچه مي‌خواهد بنويسد.
شركت آرم با ثبت مالكيت معنوي طرح‌هاي خود، به شركت‌هاي اپل، كوالكام، سامسونگ و ساير توليدكنندگان اجازه مي‌دهد كه تراشه‌هاي مخصوص به‌خود را باتوجهبه نيازشان بسازند. اين موضوع باعث مي‌شود بستر مناسب براي بهينه‌سازي تراشه‌ها فراهم شود. براي مثال، زماني‌كه تراشه براي يك تلويزيون هوشمند ساخته مي‌شود، تمركز آن روي قابليت‌هاي انكودينگ و ديكودينگ (Encoding & Decoding) معطوف شود. ازسويي ديگر، اگر تراشه براي استفاده در موس بي‌سيم طراحي شده باشد، به‌گونه‌اي خواهد بود كه مصرف انرژي در كم‌ترين حالت ممكن قرار بگيرد تا باتري موس زمان بيشتري را همراهي كند.
تراشه‌ي آرم داخل موس نيازي به پردازنده‌ي گرافيكي يا پردازنده‌ي قدرتمندي ندارد. علاوه‌براين، ازآنجاكه طراحي و نقشه‌هاي اصلي در تمام پردازنده‌هاي ساخته‌شده برپايه‌ي آرم يكسان است، همگي مي‌توانند اپليكيشن‌هاي يكساني را همراهي كنند. اين مسئله منجر به سازگاري بالاي آن‌ها و تسهيل كار توسعه‌دهندگان مي‌شود.
۸- باورهاي غلط در مقايسه‌ي ARM و x86
آرم و x86 هردو مجموعه‌هاي غالب براي تعريف دستورالعمل‌هاي پردازشي براي چگونگي عملكرد قطعات سخت‌افزاري كامپيوتر هستند. آرم در دنياي سيستم‌هاي نهفته و موبايل‌ها فرمانروايي مي‌كند، درحالي‌كه x86 مسلط بر دنياي لپ تاپ، كاميپوترهاي روميزي و سرورها است. معماري‌هاي ديگر نيز غيراز اين دو در دنياي فناوري وجود دارند كه بيشتر در برنامه‌هاي كوچك به‌كار مي‌روند.
مجموعه دستورالعمل (Instruction Set Architecture) اشاره به چگونگي طراحي داخلي پردازنده دارد. اين موضوع به ترجمه‌ي يك جزوه رايگان به زبان ديگر شباهت دارد. مترجم هدفش انتقال ايده‌ها و مفاهيم گفته‌شده در متن مبدأ است؛ اما ابزار انتقال مفاهيم بين افراد از يك زبان، به زباني ديگر تغيير مي‌كند. ازسويي ديگر، مي‌توان يك اپليكيشن را برنامه‌نويسي كرد و در زمان كامپايل كردن آن، با يك روش آن را براي راه‌اندازي روي پردازنده‌هاي x86 و با روش ديگر براي راه‌اندازي روي پردازنده‌هاي آرم آماده‌سازي كرد.
آرم تفاوت‌هاي كليدي اساسي زيادي با x86 دارد كه همين امر باعث شده است بر بازار تراشه‌هاي موبايل مسلط شود. مهم‌ترين تفاوت در انعطاف‌پذيري و محدوده‌ي وسيع فناوري تحت پوشش آرم است. مهندسان زمان ساخت پردازنده‌هاي مبتني بر آرم، با فرايندي مشابه با ساخت خانه‌هاي لگويي مواجه هستند. آن‌ها مي‌توانند هرقطعه‌اي را كه قصد دارند ازطريق اپليكيشن مورد استفاده قرار دهند، از بين اجزا انتخاب كنند تا پردازنده‌ي كامل و مورد نياز خود را بسازند. براي مثال، اگر تراشه‌اي با تمركز بر پردازش‌هاي ويدئويي لازم دارند، مي‌توانند پردازنده‌ي گرافيكي قدرتمندتري به‌كار بگيرند. در مثالي ديگر اگر تراشه‌اي با تمركز بيشتر بر امنيت و رمزنگاري مي‌خواهند بايد از شتاب‌دهنده‌هاي اختصاصي استفاده كنند، دقيقا مانند متصل‌كردن قطعه‌هاي لگو به يكديگر كه امكان ساخت هرچيزي را ميسر مي‌كند.
اصلي‌ترين دليلي كه معماري آرم سهم بزرگي از بازار را تصاحب كرده، شيوه‌ي ارائه‌ي خدماتش در بازار است. آرم به‌جاي صرف زمان براي طراحي، ساخت و فروش تراشه‌هاي فيزيكي، فناوري ساخت خود را دراختيار شركت‌هاي مختلف قرار مي‌دهد و توليدات آن شركت را تحت ليسانس خود درمي‌آورد. اين امر باعث مي‌شود بازار بزرگ‌تري داشته باشد و افراد بيشتري از فناوري آن‌ها بهره‌مند شوند. اينتل و AMD ازسويي ديگر، در اين بازار راكد ماندند و اين موضوع سبب شده است كه خلاء به‌وجود آمده تحت كنترل آرم قرار بگيرد.
اينتل بيشترين ارتباط را با x86 دارد، درحالي‌كه اين معماري را اينتل ساخته است و پردازنده‌هاي AMD نيز از آن استفاده مي‌كنند. اگر x86-64 را درجايي ديديد، بدين معنا است كه نسخه‌ي ۶۴ بيتي از x86 مورد استفاده قرار گرفته است. براي مثال، اگر از سيستم‌عامل ويندوز استفاده كرده باشيد، احتمالا از ديدن پوشه‌هاي Program Files و (Program Files (x86 متعجب شده باشيد. اين غربالگري بدين معنا نيست كه برنامه‌هاي موجود در پوشه‌ي اول از x86 استفاده نمي‌كنند، بلكه فقط نشان مي‌دهد آن‌ها نسخه‌ي ۶۴ بيتي هستند و برنامه‌هاي پوشه‌ي دوم نسخه‌ي ۳۲ بيتي هستند.
يكي ديگر از بخش‌هاي تفاوت‌هاي بين آرم و x86 كه ممكن است گيج‌كننده باشد، عملكرد نسبي آن‌ها است. عده‌اي از افراد معتقدند پردازنده‌هاي x86 سريع‌تر از آرم هستند، زيرا پردازنده‌هاي آرم در دستگاه‌هاي پيشرفته‌تر استفاده نمي‌شوند. با وجود اينكه شايد بتوان اين ادعا را تا اين لحظه درست تلقي كرد؛ اما اين مقايسه منصفانه نيست و فاكتورهاي لازم براي يك مقايسه‌ي قابل ارجاع و معتبر را ندارد. تمام فلسفه‌ي وجودي تراشه‌هاي آرم با تمركز بر ميزان متخصصد و كاهش مصرف انرژي معنا مي‌شود. آن‌ها بازار فناوري‌هاي پيشرفته‌تر را دراختيار x86 گذاشته‌اند، زيرا مي‌دانند كه از پس رقابت در آن بازار برنخواهند آمد. به‌بياني ديگر، درحالي‌كه اينتل و AMD تمركزشان معطوف بر حداكثر ميزان عملكرد است، پردازنده‌هاي آرم هدفش به‌حداكثر رساندن عملكرد بر وات است.
۹- پردازنده‌هاي گرافيكي (GPU) سريع‌تر از پردازنده‌ها (CPU) هستند
اين باور غلط است.
در سال‌هاي گذشته عملكرد و توسعه‌‌ي پردازنده‌هاي گرافيكي، شاهد رشد عظيمي بوده است. بسياري از بارهاي عملياتي كه در گذشته روي دوش پردازنده بوده، اكنون به پردازنده‌هاي گرافيكي منتقل شده است تا از امكان رايانش موازي دو پردازنده بهره‌مند شويم. براي مثال، در پردازش‌هايي كه از بخش‌هاي كوچك زيادي تشكيل شدند و امكان پردازش اين بخش‌هاي كوچك به‌صورت هم‌زمان وجود دارد، پردازنده‌هاي گرافيكي سريع‌تر عمل مي‌كنند؛ اما هميشه اين شرايط برقرار نيست. بنابراين، نمي‌توان با اتكا بر پردازنده‌هاي گرافيكي و بدون حضور پردازنده‌ها، فرايندها را پيش برد.
براي بهره‌مندي كامل از CPU يا GPU، توسعه‌دهنده بايد كدها را با كامپايلرهاي مخصوص طراحي كند و رابط‌ها كاملا با پلتفرم بهينه‌سازي شود. هسته‌هاي پردازشي داخلي در پردازنده‌ي گرافيكي، كه ممكن است تعدادشان به هزاران عدد برسد، نسبت‌به هسته‌هاي پردازنده بسياري پايه‌اي و ساده به‌شمار مي‌روند. اين هسته‌ها براي انجام عمليات كوچك طراحي شدند؛ البته اين عمليات مدام درحال تكرار است.
ازسويي ديگر، هسته‌هاي يك پردازنده براي اجراي عمليات بسيار وسيع و پيچيده طراحي شده‌اند. بنابراين، براي برنامه‌هايي كه امكان رايانش موازي ندارند، CPU بسيار سريع‌تر خواهد بود. با استفاده از يك كامپايلر مناسب، امكان اجراي كدهاي مخصوص پردازنده روي پردازنده‌ي گرافيكي يا بالعكس ميسر مي‌شود؛ اما بازدهي واقعي زماني به‌دست خواهد آمد كه برنامه فقط براي پلتفرم خاصي بهينه‌سازي شود. علاوه‌براين، اگر فقط قرار باشد فاكتور ارزش را مدانديشه متخصصين قرار دهيم، گران‌ترين پردازنده‌ها مي‌توانند تا ۵۰٬۰۰۰ دلار ارزش داشته باشند؛ اما بهترين پردازنده‌هاي گرافيكي كم‌تر از نصف اين مبلغ ارزش دارند. به‌طور خلاصه، پردازنده‌ها و پردازنده‌هاي گرافيكي در حوزه‌ي فعاليت خود پيشرفت‌هاي چشمگيري داشته‌اند و در قياس با يكديگر هيچكدام از ديگري سريع‌تر عمل نمي‌كنند. درواقع، مقايسه‌ي اين دو قطعه باتوجهبه ماهيتي كه دارند به‌هيچ عنوان منطقي نيست.
۱۰- پردازنده‌هاي جديدتر همواره افزايش سرعت خواهند داشت
اين باور غلط است.
قانون مور (Moore's Law) يكي از مشهورترين مثال‌هاي صنعت فناوري است كه به‌خوبي و به‌صورت موجز اين صنعت را به‌تصوير مي‌كشد. به‌طور خلاصه، اين قانون كه نزديك‌به نيم‌قرن پيش ارائه شد، بيانگر آن است كه تعداد ترانزيستورها در هر تراشه و هر ۲ سال، تقريبا دو برابر مي‌شود. قانون مور دسته‌كم در ۴۰ سال گذشته قابل ارجاع بوده است؛ اما درحال حاضر، همان‌طوركه پيش‌بيني شده بود ديگر روند افزايش دوبرابري تعداد ترانزيستورها در هر ۲ سال را تكرار نمي‌شود.
اگر امكان افزايش تعداد ترانزيستورهاي تراشه حذف شود، يكي از راه‌هاي ارائه‌شده افزايش اندازه‌ي آن‌ها است. بنابراين، رساندن نيروي كافي به تراشه و خروج گرماي توليدشده توسط آن، اشكالي است كه بايد آن را مرتفع كرد. تراشه‌هاي امروزي صدها آمپر جريان دريافت مي‌كنند و صدها وات گرما توليد خواهند كرد.
سيستم‌هاي خنك‌كننده و انتقال نيرو هميشه فشار زيادي را تحمل مي‌كنند تا به‌خوبي بازدهي خود را نشان دهند و نزديك‌ترين حد نهايي محدوديت‌هاي انتقال نيرو و خنك‌كنندگي را حفظ كنند. بنابراين، اين مسائل دركنار هم باعث مي‌شود كه امكان ساخت تراشه‌ي بزرگ امكان‌پذير نباشد.
پرسشي كه مطرح مي‌شود اين است كه اگر نمي‌توانيم تراشه‌ي بزرگ‌تر بسازيم، آيا واقعا امكان كاهش اندازه‌ي ترانزيستورها براي افزايش تعدادشان روي تراشه و درنهايت افزايش قدرت عملكرد آن را نيز نداريم؟ پاسخ به اين پرسش براساس قانون مور ساده است. اجراي اين ايده در چند دهه‌ي گذشته توجيه‌پذير بود؛ اما اكنون درحال نزديك‌شدن به نقطه‌ي حساسي هستيم كه نهايت كوچك‌شدن ترانزيستورها است و ديگر امكان كاهش اندازه‌ي ترانزيستورها درميان گزينه‌هاي روي ميز نخواهد بود.
با فرايندهاي جديد ۷ نانومتري و ۳ نانومتري آينده، ممكن است اثرهاي كوانتومي اشكالات جدي را ايجاد كنند و باعث كاركرد نامناسب ترانزيستورها شوند. با اينكه هنوز فضاي اندكي براي كاهش اندازه وجود دارد؛ اما بدون نوآوري واقعي، امكان كاهش اندازه‌ي درخورتوجه وجود نخواهد داشت. با‌اين‌تفاسير كه نه مي‌توان تراشه‌ها را بزرگ‌تر كرد و نه مي‌توان اندازه‌ي ترانزيستورها را كوچك‌تر كرد، آيا امكان افزايش سرعت ترانزيستورها نيز وجود ندارد؟ اين گزينه درواقع يكي ديگر از عناصري بوده كه درگذشته مثمرثمر واقع شده است؛ اما احتمالا اكنون ماهيت متخصصدي خود را ازدست داده باشد.
درحالي‌كه سال‌ها سرعت پردازنده‌ها درهر نسل افزايش داشته؛ اما در دهه‌ي گذشته بازه‌ي سرعت بين ميزان ۳ تا ۵ گيگاهرتز مانده است. علت اين بن‌بست به چند عامل مختلف بستگي دارد. پرواضح است كه افزايش سرعت، مصرف انرژي را بالا خواهد برد؛ اما مسئله‌ي اساسي بازهم محدوديت براي ترانزيستورهاي كوچك‌تر و قوانين فيزيك است.
همان‌طور كه ما همواره ترانزيستورهاي كوچك‌تر مي‌سازيم، بايد اندازه‌ي سيم‌هايي كه آن‌ها را به يكديگر متصل مي‌كند را نيز كوچك‌تر كنيم؛ بنابراين طبق قوانين حاكم بر آن، مقاومت افزايش خواهد يافت. پيش‌از اين، در ساخت ترانزيستورها به‌منظور افزايش سرعت اجزاي داخلي را به يكديگر نزديك مي‌كرديم؛ اما اكنون برخي قطعات داخلي فقط به‌اندازه‌ي يك يا دو اتم از يكديگر فاصله دارند. پس، واقعا راه آساني براي كاهش اين فاصله نيست.
با درانديشه متخصصين گرفتن تمام اين دلايل، به‌طور قطع به‌يقين مي‌توان گفت كه ديگر شاهد بهبود عملكرد نسل‌به‌نسل پردازنده‌ها به‌شكل گذشته نخواهيم بود. اما، اين پايان كار پيشرفت فناوري نيست و مطمئن باشيد كه افراد باهوشي درحال پيداكردن راه‌حلي براي اين مسئله هستند و ديريازود اين اشكال نيز مانند بسياري ديگر از اشكالات گذشته، برطرف خواهد شد.
انديشه متخصصين شما متخصصان اخبار تخصصي، علمي، تكنولوژيكي، فناوري مرجع متخصصين ايران درباره‌ي باورهاي غلط سخت‌افزاري چيست؟ موارد ديگري كه با آن مواجه شديد و به آن اشاره نشده است را با ما درميان بگذاريد.
هم انديشي ها