نه اینتل، نه AMD: با معماری‌های پردازنده جایگزین در نقاط مختلف جهان آشنا شوید

وقتی به بازار پردازنده‌های کلاس دسکتاپ فکر می‌کنیم، یکی از نخستین چیزهایی که به ذهن‌مان می‌رسد نوعی مونوپلی دوگانه است: از یک سو اینتل را داریم که بالاخره از به‌روزرسانی پی‌درپی‌ Skylake دست کشیده و امسال به سراغ قطعات نسل دوازدهمی Alder Lake می‌رود. از سوی دیگر هم شاهد بازگشت شکوهمندانه AMD به میادین هستیم که بهبودهای گسترده در IPC و شمار هسته‌ها را با نسل‌های رایزن خود به ارمغان آورده است.

در فضای پردازنده‌های مصرف‌کنندگان، این رقابتی دو جانبه است. اما این بدان معنا نیست که هیچ پردازنده دسکتاپ دیگری در جهان هستی وجود ندارد. کافیست نگاهی به فعالیت‌های شرکت‌های گوناگون بیندازید تا متوجه شوید این بازار به مراتب گسترده‌تر و متنوع‌تر از آن چیزی است که به نظر می‌رسد.

از طراحی‌های پرفورمنس بالای آرم گرفته تا چیپ‌های تخصصی متعلق به دولت روسیه، انبوهی از چیپ‌های غیر وابسته به AMD و اینتل در جهان یافت می‌شود که به کامپیوترهای دسکتاپ و فول سایز قوت می‌رسانند. در برخی موارد مانند چیپ‌های سری Zhaoxin Kaixian، با اتکا به کانال‌های ارتباطی درست حتی شما هم قادر به دستیابی به چنین سخت‌افزارهایی خواهید بود. اما این پردازنده‌ها را چه کسانی می‌سازند؟ سرعت آن‌ها چقدر است؟ آیا می‌توان روی آن‌ها به تجربه بازی‌های ویدیویی پرداخت؟‌ بیایید برخی گزینه‌های جایگزین پردازنده‌های AMD و اینتل را از نظر رد کنیم.

آرم روی پی‌سی: از موبایل تا آینده دسکتاپ‌ها

اصلی‌ترین مثال پردازنده‌های جایگزین، شرکت آرم است که می‌خواهد شرایط بازار دسکتاپ را حسابی دگرگون کند. طی سال گذشته میلادی، اپل به عرضه مک‌بوک‌های جدیدی پرداخت که علی‌رغم شباهت ظاهری به مدل‌های قبلی و مجهز به پردازنده‌های اینتل، از نظر مشخصات داخلی انقلابی در دنیای کامپیوترهای شخصی به پا کردند. مک‌های M1 به چیپست ۵ نانومتری اپل مجهز شده‌اند که خود آن نیز از هسته‌های شدیدا شخصی‌سازی شده شرکت آرم بهره‌مند است. از نقطه نظر معماری، M1 بیشتر از اینکه به قطعات x86 محور اینتل یا AMD شبیه باشد، بخش اعظمی از قابلیت‌های خود را با چیپ A14 Bionic آیفون به اشتراک می‌گذارد.

M1 نیازمند لایه مترجم Rosetta است تا کدهای x86 را به چیزی قابل اجرا روی چیپست M1 تبدیل کند. علی‌رغم دستیابی به پرفورمنس ضعیف‌تر در اپلیکیشن‌های قدیمی، M1 می‌تواند در برخی وظایف به پرفورمنسی بهتر از Comet Lake اینتل دست یابد. بعد هم نوبت به اپلیکیشن‌های بومی M1 می‌رسد که اساسا هیچ فضای تنفسی به رقبا نمی‌دهند.

اپل می‌خواهد طی یکی دو سال آینده، چیپ‌های x86 را به کل از دیوایس‌های مک خود حذف کند. به صورت جهانی، سیستم عامل macOS سهمی کمتر از ۷ درصد از بازار کامپیوترهای شخصی دارد. این یعنی قطعات اپل سیلیکون قرار نیست به شکلی جادویی جایگزین امثال Tiger Lake U شوند. اما گذار اپل به چیپست M1 احتمالا باعث شود که سایر تولیدکنندگان هم آرم روی پی‌سی را بیش از پیش جدی بگیرند.

در سال ۲۰۱۲ میلادی، مایکروسافت سرفیس RT از چیپست آرمی برخوردار بود که ورژنی متفاوت از ویندوز را به اجرا در می‌آورد. با این همه مجموعه‌ای از مشکلات مربوط به سازگاری با اپلیکیشن‌ها، سرعت و چیزهایی از این دست باعث شدند آرم روی پی‌سی آن‌طور که باید و شاید مورد توجه قرار نگیرد. M1 می‌تواند اما نشانه‌ای از انقلابی باشد که آرم به راه می‌اندازد و از سوی دیگر محصولات گسترده‌تری داریم که به Qualcomm 8cx مجهز می‌شوند، مانند گلکسی بوک اس سامسونگ. آرم روی پی‌سی همچنان در نخستین روزهایش به سر می‌برد. اما تا پنج سال دیگر، چیپ‌های غیر وابسته به اینتل و AMD می‌توانند به وفور در دسکتاپ‌ها و لپ‌تاپ‌ها مشاهده شوند. و بخش اعظمی از این سیستم‌ها، از معماری آرم قوت می‌گیرند.

Zhaoxin: تولیدکننده x86 چینی که در شرف کارهایی بزرگ است

چیپ‌های آرم کلاس دسکتاپ و لپ‌تاپ روز‌به‌روز رایج‌تر می‌شوند. اما تکلیف جایگزین‌های موجود در فضای معماری x84 چیست؟ تنها چند تولیدکننده معدود در جهان داریم که لایسنس x86 را به دست آورده‌اند: اینتل، AMD ،VIA و DMP Electronics. اینتل و AMD نیازی به معرفی ندارند. DMP یک تولیدکننده تایوانی است که مسئولیت توسعه چیپ‌های امبدد سری Vortex86 را برعهده دارد و آن را درون برخی ست‌تاپ‌ باکس‌ها و همینطور در بخش صنعتی خواهید یافت.

بنابراین ما می‌مانیم و شرکت VIA. در سال ۲۰۱۳ این شرکت به تاسیس Zhaoxin پرداخت که با دولت محلی شانگهای همکاری دارد و بخشی از برنامه چین برای کاهش اتکایش به تکنولوژی‌های خارجی است. VIA در حال حاضر سهام اندکی از Zhaoxin را برعهده دارد و مهم‌تر از هر چیز، لایسنس x86 را تامین می‌کند که Zhaoxin برای تولید پردازنده‌های کلاس دسکتاپ خود به آن نیاز دارد.

پردازنده‌های Zhaoxin Kaixian با استفاده از لیتوگرافی ۱۶ نانومتری تولید می‌شوند. KaiXian-U6880A که بهترین چیپ تولیدی این کمپانی است را می‌توان به صورت آزادانه در بازار خرید و درون یک سیستم گیمینگ قرار داد: البته با فرض اینکه ساکن کشور چین باشید. این یک قطعه هشت هسته‌ای است که با فرکانس نسبتا پایین ۳.۰ گیگاهرتز کار می‌کند. ضمنا در U6880A خبری از هایپرتردینگ، کلاک‌های «بوست» شده یا کش L3 نیست. بنچمارک‌ها نشان می‌دهند که U6880A کمابیش عملکردی مشابه به پردازنده چهار هسته‌ای AMD A10-9700 APU دارد که متعلق به دوران طراحی‌های بولدوزر این شرکت در سال ۲۰۱۶ میلادی است.

U6880A را نمی‌توان دقیقا یک پردازنده گیمینگ «خوب» نامید: داریم درباره قطعه‌ای صحبت می‌کنیم که به صورت مداوم پرفورمنسی پایین‌تر از پردازنده دو هسته‌ای Athlon 200GE دارد. در هر صورت اما پردازنده Zhaoxin برای به دست آوردن نرخ فریم بالاتر از ۳۰ فریم بر ثانیه در بازی‌های کلان بودجه‌ای نظیر Hitman 3 و Far Cry 5 کفایت می‌کند.

پردازنده‌های نسل جدید سری KX-7000 شرکت Zhaoxin ظاهر با فرآیند ۷ نانومتری به تولید انبوه خواهند رسید. به این ترتیب می‌توان منتظر سرعت کلاک بالاتر و بهینگی هرچه بیشتر بود. اما هنوز باید منتظر ماند و دید که این سخت‌افزار در قیاس با Alder Lake و Zen 4 چه عملکردی از خود به نمایش می‌گذارد. البته در اینجا اصلی‌ترین هدف دستیابی به بالاترین پرفورمنس خالص بازار نیست. این شرکت به تولید گزینه‌های جایگزین و چینی برای پردازنده‌های x86 می‌پردازد که قیمت معقول‌تری برای بازار کشور چین دارند و به راحتی از پس وظایف ابتدایی و معمولی برمی‌آیند.

Elbrus: اسب بارکش سرور دولت روسیه

این پردازنده که نامش را از کوه البروس، مرتفع‌ترین نقطه در جماهیر شوروی، قرض گرفته تلاشی دیگر از سوی دولت روسیه برای دستیابی به خودکفایی است. برخلاف چیپ‌های Zhaoxn، البروس صرفا برای رسیدگی به نیازهای پردازش امن دولت روسیه توسعه یافته است و قطعات مخصوص مصرف‌کنندگان البروس را در فروشگاه‌های سخت‌افزار روسی نخواهید یافت.

دولت روسیه به دو طریق از البروس استفاده می‌کند: نخست سرورهای HPC برای پژوهش و کارهای آکادمیک و دوم به عنوان کامپیوترهای اندپوینت امن که در ارتش و دیگر بخش‌های حساس مورد استفاده قرار می‌گیرد.

MCST، شرکت نیمه‌هادی روسی که توسط برخی از برجسته‌ترین محققین کامپیوتر جماهیر شوروی تاسیس شد، برای نزدیک به ۳۰ سال مشغول به طراحی چیپ‌هایی بوده که از معماری البروس بهره می‌برند. این چیپ‌ها x86 نیستند. با این همه البروس از قابلیت ترجمه دوگانه برخوردار است و از این نظر شباهت زیادی به چیپست M1 اپل دارد. این قابلیت به سخت‌افزار البروس اجازه می‌دهد که برنامه‌های x86 و سیستم‌های عاملی مانند ویندوز را به اجرا در آورد.

همین چند ماه پیش بود که MCSR از Elbrus 16S رونمایی کرد. این چیپی ۱۶ نانومتری با فرکانس کاری ۲.۰ گیگاهرتز است که به توان پردازشی ۱.۵ ترافلاپس دست پیدا می‌کند. جالب اینکه Elbrus 16S از سوکت چهارگانه برخوردار است و از سقف ۱۶ ترابایت حافظه رم پشتیبانی می‌کند. چنین چیزی حتی روی برترین سخت‌افزارهای سرور اینتل و AMD امکان‌پذیر نشده است.

SHAKTI: پلتفرم امبدد و اینترنت اشیاء هندی‌ها

محققان انستیتوی تکنولوژی هند در سال ۲۰۱۸ میلادی از پلتفرمی مبتنی بر RISC-V رونمایی کردند. کارخانه‌های سیلیکون هندی هنوز در دوران طفولیت خود به سر می‌برند. در نتیجه این موضوع، پردازنده‌های جدید سری Shakti E با پروسه ۱۸۰ نانومتری ساخته شده و به سقف فرکانس ۱۰۰ مگاهرتز دست پیدا می‌کنند. طبیعتا این‌ها چیپ‌هایی نیستند که برای مصارف عمومی ساخته شده باشند. در عوض سری Shakti E روی قوت‌رسانی به دیوایس‌های اینترنت اشیاء و موارد استفاده امبدد، مانند سنسورها متمرکز است.

اگرچه مالکیت معنوی Shakti با بودجه دولتی توسعه یافت، این شرکت InCore Semiconductor است که به تولید چیپ‌های Shakti برای مصرف در بخش خصوصی می‌پردازد. به طور یقین زمان نسبتا زیادی طول خواهد کشید تا صنعت نیمه‌هادی چین به توانایی‌های مشابه امثال اینتل (یا حتی Zhaoxin) دست پیدا کند. اما در هر صورت شرکت‌های این کشور نخستین گام‌ها را در نقشه راه خود را برداشته‌اند.

جمع‌بندی

اینتل و AMD در آینده نزدیک و دور به تسلط بی‌چون و چرای خود بر بازار پردازنده‌های دسکتاپ ادامه خواهند داد. مگر اینکه در چین زندگی کنید یا در دولت روسیه مشغول به کار باشید، تنها دیوایس‌های قوت‌گرفته از چیپست M1 اپل می‌توانند جایگزینی برای سخت‌افزارهای این کمپانی بوده و عملکردی رقابتی ارائه کنند. اما با توجه به تلاش دولت‌های سراسر جهان برای دستیابی به خودکفایی و همینطور ظهور آهسته و پیوسته آرم روی پی‌سی، دنیای پردازنده‌های دسکتاپ قرار است بزودی بسیار گسترده‌تر از همیشه شود.

بازار پردازنده‌ها تا پایان دهه جاری میلادی چه شکلی خواهد بود؟ تصورمان بر این است که اینتل و AMD همچنان جزو برترین بازیکنان بازار خواهند بود. اما در عین حال ممکن است بسیاری از ما پردازنده‌های دسکتاپ آرم یا چیزی عجیب‌تر را خریداری کرده باشیم.