AMD یا Intel ؛ چرا فقط این دو انتخاب را در پردازنده‌ها داریم؟

هر وقت قصد خرید یک کامپیوتر جدید را داشته باشیم به دوگانگی AMD یا Intel بر می‌خوریم. اما آیا تا به حال فکر کرده‌اید که چرا فقط این دو انتخاب را برای پردازنده داریم؟

اگر تاکنون یک لپ تاپ خریده باشید، می‌دانید که حق انتخاب خوبی دارید. شما می‌توانید یک کامپیوتر جدید با برند ایسوس، ایسر، دل، اچ پی، لنوو، مایکروسافت، ام اس آی، ریزر، سامسونگ و یا حتی جدیداً شیائومی تهیه کنید. اما چرا وقتی وارد مبحث پردازنده کامپیوتر می‌شویم، فقط می‌توانیم بین AMD یا Intel یکی را انتخاب کنیم؟ چرا گزینه‌های بیشتری در اختیار ما نیست؟

دوگانگی پردازنده‌های کنونی ما را به انتخاب بین تیم آبی (اینتل) و تیم قرمز (ای ام دی) محدود می‌کند. اما آیا این حق انتخاب محدود به ضرر مصرف کننده تمام می‌شود؟ در ادامه به بررسی تاریخچه پردازنده x86 می‌پردازیم و متوجه خواهیم شد که چرا تنها قادر به انتخاب بین دو گزینه AMD یا Intel هستیم.

اینتل چگونه به بازار راه پیدا کرد؟

در سال ۱۹۸۱ میلادی IBM از کامپیوتر شخصی IBM PC پرده برداری کرد. این کامپیوتر با هدف بازار مصرف کنندگان عرضه شد و به خاطر قیمتی که داشت به یکی از محبوب‌ترین کامپیوترهای شخصی زمان خود تبدیل شد. این کامپیوتر همچنین معماری بازی داشت، بدین معنی که درک سخت افزار، نرم افزار و سیستم‌عامل آن آسان بود، اسناد خوبی از آن منتشر شده بود و به صورت گسترده‌ در دسترس بود.

پردازنده مرکزی کامپیوتر آی بی ام، Intel 8088 نام داشت. این پردازنده از ISA یا معماری مجموعه دستورالعمل x86 استفاده می‌کرد. ISA حکم می‌کند که پردازنده چگونه تفکر کند و دستورالعمل‌ها را اجرا کند. بنابراین اگر شما می‌خواهید یک برنامه یا لوازمی بسازید که با یک پردازنده خاص کار کند، باید از همان ISA که توسط آن پردازنده مورد استفاده قرار گرفته، استفاده کنید.

بسیاری از توسعه‌دهندگان نرم افزاری و تولیدکنندگان سخت افزاری در آن زمان محصولاتشان را سازگار با IBM ساختند. زیرا در آن زمان IBM PC بسیار محبوب بود. البته معماری باز آن هم بهانه خوبی برای گرایش توسعه‌دهندگان به کامپیوتر آی بی ام بود. به همین خاطر IBM خیلی زود توانست بازار را از آن خودش کند. و از آنجایی که IBM PC از معماری x86 اینتل استفاده می‌کرد، تمام کامپیوتر سازها نیز باید از پردازنده‌ای استفاده می‌کردند که از معماری مشابهی استفاده کند. اینتل صاحب این فناوری بود و آن را توسعه بخشیده بود. به همین خاطر موفقیت IBM آمیخته با اینتل بود.

و با توجه به این که کامپیوتر محبوب IBM از پردازنده مبتنی بر معماری x86 استفاده می‌کرد. توسعه‌دهندگان و تولیدکنندگان باید محصولاتی را می‌ساختند که با این معماری سازگار باشد. وقتی بازار به‌روز می‌شود یا کامپیوتر جدیدی وارد آن می‌شود، تمام محصولات دوست دارند که با آن سازگار شوند.

در اوایل یا اواسط دهه ۸۰ میلادی، وقتی یک مصرف کننده کامپیوتری را می‌خرید، اولین سوال این بود که «آیا با پلتفرم PC سازگار است؟». از آنجا که قدرت‌بخش PC پردازنده‌های x86 بود، تولیدکنندگان هیچ راهی به جز استفاده از پردازنده‌های مرکزی x86 اینتل در محصولاتشان نداشتند.

AMD چگونه وارد این بازی شد؟

محبوبیت IBM PC به حدی رسید که حدود ۸۰۰ درصد فراتر از انتظارات سازنده بود. تولید و فروش این کامپیوترها به کنار، تقاضا برای تولید پردازنده x86 اینتل هم به جایی رسید که دیگر کمپانی اینتل نتوانست از پس تولید تعداد مورد نیاز آن برآید.

به همین خاطر است که اینتل اجازه استفاده از طراحی خود را به دو شرکت دیگر به نام‌های Cyrix و AMD هم داد. Cyrix تلاش کرد با عرضه پردازنده‌هایی توانمند بتواند پادشاه پردازنده‌ها را کنار بزند، اما اینتل با عرضه پردازنده‌های بسیار محبوب سری «پنتیوم» این اجازه را نداد.

این باعث شد اینتل بیش از پیش به بازار مسلط شود. اما در حالی که AMD مجوز استفاده از معماری x86 اینتل را داشت، در خفا شروع به توسعه پردازنده‌های x86 خودش کرد. در نهایت این شرکت پنجمین نسل پردازنده x86 خودش را در سال ۱۹۹۳ با نام K5 رونمایی کرد. گرچه AMD نتوانست بر اینتل غلبه کند، اما حداقل بازار جایگزین مناسبی را برای آنچه که عملاً در انحصار اینتل بود به خودش دید. این رویه تا زمانی که ای ام دی از پردازنده Athlon 64 خود رونمایی کند ادامه داشت.

AMD جای اینتل را گرفت

Athlon 64 یک پردازنده مبتنی بر معماری x86 بود، اما به جای آنکه ۳۲ بیتی باشد، از ۶۴ بیت استفاده می‌کرد. به جای محدود کردن به ۳۲ محاسبه در هر دقیقه چرخه، این پردازنده می‌توانست دو برابر محاسبه کند. علاوه بر این فناوری 64 بیتی حداکثر حافظه‌ای را که می‌تواند کنترل کند، یک مربع افزایش داد.

پردازنده x86 می‌توانست فقط ۴ گیگ رم یا ۲ برابر ۳۲ بایت را کنترل کند. در آن سو آتلون ۶۴ می‌توانست با معماری x86-64 می‌توانست حداکثر ۱۸ اگزابایت یا ۲ برابر ۶۴ بایت را کنترل کند. هر اگزابایت معادل 1,048,576 ترابایت است.

این باعث شد جای دو کمپانی برعکس شود و اینتل برای استفاده از معماری x86-64 به کسب مجوز از AMD نیاز پیدا کند.

چرا دیگر شرکت‌ها CPU نمی‌سازند؟

فراگیر بودن معماری‌های x86 و x86-64 باعث شده تمام سخت‌افزارها و نرم افزارهایی که تولید می‌شوند به این دو معماری متکی باشند. و از آنجایی که اینتل و AMD فناوری‌های خودشان را دارند، دیگر تولیدکنندگان برای ساخت پردازنده‌های مبتنی بر این دو معماری باید درخواست کسب مجوز کنند.

کمپانی‌های دیگری هم وجود دارند که کسب مجوز کرده‌اند و پردازنده‌های خودشان را تولید می‌کنند، ولی هیچکدام نتوانستند در بازار به جایگاه خوبی برسند. علاوه بر این تسلط اینتل و AMD بر بازار به این دو کمپانی اجازه می‌دهد پردازنده‌های قدرتمندی را با قیمت پایین‌تر عرضه کنند.

به عنوان مثال Zhaoxin یک شرکت چینی است که در سال ۲۰۲۰ یک پردازنده با معماری x86-64 را عرضه کرد. با این حال ، در طول آزمایش مشخص شد که عملکرد آن حتی از پردازنده سال 2012 هم بدتر است. اگرچه قیمت این تراشه رقابتی است، اما نسبت قیمت به عملکرد ضعیفی دارد.

این نشان می‌دهد رقابت برای دیگر کمپانی‌ها و ورودشان به بازار بسیار سخت است. شما همچنان می‌توانید مجوز استفاده از فناوری اصلی x86 را کسب کنید، اما برای رقابت با پردازنده‌های x86 دو تیم آبی و قرمز، باید فناوری اختصاصی خودتان را توسعه بدهید. صرف نظر از اینکه یک شرکت نوپا چقدر بودجه دارد، تجربیات ارزشمندی که اینتل و ای ام دی طی این همه سال به دست آورده‌اند را نخواهند داشت.

ARM؛ دیگر سازنده پردازنده که شاید آن را نشناسید

علی‌رغم اینکه صنعت کامپیوتر تحت سلطه معماری x86 است، اما طراحی دیگری با نام ARM نیز به طور گسترده در سطح جهان مورد استفاده قرار می‌گیرد. برخلاف x86، در معماری ARM مجموعه دستورالعمل ساده‌تری تنظیم شده است. هرچند این باعث کم توان‌تر شدن پردازنده نسبت به همتایان آن می‌شود. بااین حال پردازنده آرم ابعاد کوچک‌تری دارد و از نظر مصرف انرژی نیز کارآمدتر است.

به همین خاطر است که تقریباً تمام گوشی‌های هوشمند و اینترنت اشیاء از این نوع پردازنده استفاده می‌کنند. علاوه بر این، بسیاری از تولیدکنندگان نیز از معماری ARM در چیپست‌های خود استفاده می‌کنند. به عنوان مثال اپل در چیپست‌های سری A، کوالکام در چیپست‌های سری اسنپدراگون و سامسونگ هم در چیپست‌های سری اگزینوس خود از معماری آرم استفاده می‌کنند.

هواوی نیز در چیپست‌های سری کایرین خود از فناوری این شرکت استفاده می‌کند و البته گوگل هم در توسعه چیپست Tensor زیر قاب گوشی‌های سری پیکسل ۶ خود از همین فناوری استفاده خواهد کرد.

اگرچه معمولاً این تراشه‌ها در گوشی‌های هوشمند و دیگر دستگاه‌های قابل حمل استفاده می‌شوند، اما توان آن‌ها به قدری گسترش پیدا کرده که می‌توان آن‌ها را با پردازنده‌های مقرون به صرفه x86 مقایسه کرد.

اکنون پردازنده‌های مبتنی بر ARM به واسطه چیپست M1 اپل به کامپیوترها هم راه پیدا کرده است. حتی سرورهای بزرگ هم اکنون از پردازنده‌های مبتنی بر آرم روی کامپیوترهای خود استفاده می‌کنند. به عنوان مثال خدمات تحت وب آمازون از پردازنده‌های ۶۴ بیتی مبتنی بر معماری آرم Graviton استفاده می‌کنند، در حالی که گوگل از یک چیپ سفارشی روی سرورهایش استفاده کرده است.

AMD یا Intel ؛ آینده پردازنده‌ها

در حال حاضر وقتی می‌خواهید یک کامپیوتر جدید بخرید حق انتخاب شما فقط بین پردازنده AMD یا Intel است. اما در آینده قطعاً گزینه‌های بیشتری را در اختیار خواهید داشت. وقتی اپل پردازنده مبتنی بر آرم M1 خودش را معرفی کرد، نشان داد که یک کامپیوتر توانمند هم می‌تواند بدون یک چیپ x86 به کار خودش ادامه دهد.

وقتی اپل شروع به توسعه این فناوری کرد، به توسعه‌دهندگان و تولیدکنندگان قطعات سخت افزاری این اطمینان را داد که با خیال راحت برای این معماری محصولاتشان را توسعه دهند. بسیاری از اپلیکیشن‌های مهم از جمله Adobe و Microsoft Office هم اکنون نسخه سازگار با معماری آرم نرم افزار خودشان را برای چیپست M1 اپل توسعه داده‌اند.

با رواج پیدا کردن کامپیوترهای مبتنی بر آرم، شرکت‌های دیگری مثل آمازون، گوگل، سامسونگ، کوالکام و هواوی نیز به زودی پردازنده‌ای به غیر از AMD و Intel را برای لپ تاپ و دسکتاپ خود توسعه می‌بخشند. قطعاً به زودی این دوگانگی پردازنده در بازار از بین خواهد رفت و گزینه‌های بیشتری در اختیار مشتریان قرار خواهد گرفت.