از اتم تا ابر: داستان حماسی پردازنده های اینتل
از وقتی که کامپیوترها اومدن به بازار، یه قطعه خیلی مهم توی اونها وجود داشته به اسم چیپست. میشه گفت چیپست بعد از CPU دومین مهره مهم توی کامپیوتره. وظیفهاش هم اینه که مثل یه مدیر کارکشته، بین تمام قطعات سختافزاری که با هم فرق دارن، ارتباط برقرار کنه و همه رو هماهنگ نگه داره.
حالا تو این مقاله میخوایم یه گشتی تو تاریخچه چیپستهای اینتل بزنیم و ببینیم از اولین مدلشون که سال ۱۹۷۱ ساخته شده تا چیپست Z370 که جدیدترین مدلشونه، چه مسیری رو طی کردن.
راستش رو بخوای، اولش تعریف چیپست یه جور دیگه بود. توی اون زمانهای قدیم، به تمام قطعاتی که روی مادربرد بودن و با هم کار میکردن، چیپست میگفتن. حتی CPU رو هم جزو چیپست حساب میکردن! ولی بعدها تعریف چیپست یه کم دقیقتر شد و الان فقط به یه سری از قطعات خاص روی مادربرد گفته میشه.
تو این مقاله، میخوایم ببینیم چیپستهای اولیه اینتل چه شکلی بودن و چطور با گذشت زمان، به هابهای کنترلکننده پلتفرم (PCH) امروزی تبدیل شدن. پس تا آخر این مقاله با من همراه باش.
♦ MCS-4
اولین پردازنده مرکزی اینتل، ۴۰۰۴، یک پردازنده چهار بیتی نسبتا ساده بود که در سال ۱۹۷۱ به عنوان بخشی از چیپست MCS-4 (مجموعه ریزکنترلکننده ۴) این شرکت عرضه شد. MCS-4 شامل سه بخش دیگر نیز بود: تراشه حافظه فقط خواندنی (ROM) 4001، تراشه حافظه با دسترسی تصادفی (RAM) 4002 و رجیستر شیفت ۴۰۰۳. به دلیل طراحی فشرده چهار تراشه ای، این مجموعه به طور گسترده ای در داخل ماشین حساب ها مورد استفاده قرار گرفت.
♦ MCS-8، MCS-80 و MCS-86
پس از موفقیت چشمگیر ۴۰۰۴، شرکت اینتل تولید پردازندههای هشت بیتی به نامهای ۸۰۰۸ و ۸۰۸۰ را آغاز کرد. این واحدهای پردازش مرکزی (CPU) نیز بخشی از چیپستهای MCS-8 و MCS-80 به شمار میرفتند. برخلاف MCS-4، خانوادههای MCS-8 و MCS-80 شامل بیش از چهار چیپ بودند. برخی از این چیپها مانند:
- ژنراتور کلاک ۸۲۲۴
- کنترلکننده دسترسی مستقیم به حافظه (DMA) 8257
- کنترلکننده وقفه ۸۲۵۹
که امروزه همگی در داخل CPU ادغام شدهاند، برای عملکرد سیستم ضروری بودند. سایر چیپها اختیاری بوده و امکانات و کارایی سیستم را گسترش میدادند.
این روند به اولین پردازنده ۱۶ بیتی اینتل یعنی ۸۰۸۶ نیز تعمیم داده شد و چیپست MCS-86 نیز شامل چندین چیپ بود که برخی از آنها اختیاری بودند. MCS-86 یک تغییر کلیدی داشت: اضافه شدن اولین همپردازنده واحد محاسبات نقطهگذاری شناور (FPU) اینتل به نام ۸۰۸۷. هماکنون واحد FPU نیز به عنوان یک هسته مشترک در اکثر CPUهای مدرن یافت میشود.
♦ چیپست ۸۰۱۸۶
در سال ۱۹۸۲، شرکت اینتل پردازنده ۸۰۱۸۶ خود را معرفی کرد که به عنوان یک راهحل برای سیستمهای توکار (Embedded Systems) طراحی شده بود. برای کمک به کاهش فضای کلی آن، اینتل در آن زمان، ژنراتور کلاک، کانالهای DMA، کنترلکننده وقفه، شمارندهها و ژنراتور حالت انتظار را درون CPU تعبیه کرد.
البته سطح یکپارچهسازی چیپست ۸۰۱۸۶ به پای یک سیستم تکچیپه (SoC) مدرن نمیرسد، اما تعداد چیپهای همراه مورد نیاز برای ایجاد یک سیستم عملکردی را به میزان قابل توجهی کاهش داد. این حرکت، مقدمهای برای انتقال تدریجی زیرسامانههای بیشتر مبتنی بر مادربرد به پردازنده میزبان بود که تا امروز نیز ادامه دارد.
♦ چیپست ۸۰۲۸۶
در حالی که پردازنده ۸۰۱۸۶ برای دستگاههای کوچک تعبیهشده (Embedded Devices) در نظر گرفته شده بود، پردازنده ۸۰۲۸۶ اینتل با تمرکز بر ارتقای چشمگیر عملکرد طراحی شد. برای پشتیبانی از ۸۰۲۸۶، اینتل تکنولوژی POACH شرکت ZyMOS را برای ساخت چیپست ۸۲۲۳۰/۸۲۲۳۱ خود مجوز گرفت. این چیپست توانست دو کنترلکننده وقفه، یک تایمر وقفهای، ژنراتور ساعت، کنترلکننده باس، دو کنترلکننده DMA، ساعت بیدرنگ (RTC) و یک نقشهبردار حافظه را در دو تراشه ادغام کند.
پیش از این، هر یک از این زیرسیستمها یک جزء مجزا بودند. بنابراین، این اقدام سطحی بیسابقه از یکپارچهسازی را به نمایش گذاشت که به ارتقای عملکرد کمک کرد. همچنین باعث کاهش هزینههای تولید مادربردهای آن زمان شد.
♦ چیپست های اینتل برای پردازندهی ۸۰۴۸۶
در اواخر سال ۱۹۹۲، شرکت اینتل چیپست ۴۲۰TX (با نام رمز Saturn) را برای پردازندهی ۸۰۴۸۶ خود عرضه کرد. ۴۲۰TX اولین چیپست اینتل بود که از استاندارد درگاه رابط محیطی (PCI) نسخهی ۱.۰ پشتیبانی میکرد و میتوانست تا سقف ۱۲۸ مگابایت رم را مدیریت نماید. باس فرکانس جلویی این چیپست تا ۳۳ مگاهرتز کار میکرد.
با معرفی نسخههای کارآمدتر پردازندهی ۸۰۴۸۶ توسط اینتل، نیاز به لógicas centrales (منطق هسته) سازگار با ولتاژ پایینتر ۳.۳ ولتی پدید آمد. این امر منجر به معرفی چیپستهای ۴۲۰ZX (ساترن II) و ۴۲۰EX (آریس) در سال ۱۹۹۴ شد. هر دو مدل نسبت به نسل قبلی خود قابلیتهای بیشتری را ارائه میکردند.
- ۴۲۰ZX: تا ۱۶۰ مگابایت رم و استاندارد PCI نسخهی ۲.۱ را پشتیبانی میکرد.
- ۴۲۰EX: محدود به ۱۲۸ مگابایت رم بود، اما از استاندارد PCI نسخهی ۲.۰ پشتیبانی میکرد. ۴۲۰EX همچنین دارای باس فرکانس جلویی سریعتر ۵۰ مگاهرتز بود.
ویژگیهای کلیدی جدید:
- پشتیبانی از استانداردهای PCI 1.0 (سال ۱۹۸۹)، PCI 2.0 (سال ۱۹۹۴) و PCI 2.1 (سال ۱۹۹۴)
- پشتیبانی از حافظهی رم تا ۱۶۰ مگابایت (سال ۱۹۹۴)
- باس فرکانس جلویی ۵۰ مگاهرتز (سال ۱۹۹۴)
پردازندههای این دوره:
- ۸۰۴۸۶ با ولتاژ ۵ ولت و ۳.۳ ولت
♦ چیپستهای مصرفی برای پردازندههای پنتیوم
اینتل در سال ۱۹۹۳ اولین محصولات با برند پنتیوم را عرضه کرد. این شرکت برای پشتیبانی از خانواده پردازندههای پنتیوم، طیف کاملی از چیپستها را طراحی کرد که از مدل ۴۳۰LX (با نام رمز مرکوری) آغاز میشد. این چیپست از یک گذرگاه جلویی (فرانت ساید باس) با قابلیت کارکرد در فرکانسهای ۶۰ یا ۶۶ مگاهرتز بهره میبرد و همچنین امکان پشتیبانی از حداکثر ۱۹۲ مگابایت رم را داشت.
اینتل بعدها در سال ۱۹۹۵ مدل ۴۳۰FX (با نام رمز تریتون) و در سال ۱۹۹۶ مدل ۴۳۰VX (با نام رمز تریتون ۲) را برای پشتیبانی از پردازندههای پنتیوم بهبود یافته، روانه بازار کرد. هر دوی این چیپستها به حداکثر ۱۲۸ مگابایت رم محدود بودند، اما در آن زمان این مقدار حافظه برای اکثر کاربران خانگی کافی بود.
بهترین چیپست مصرفی اینتل برای پردازندههای پنتیوم، مدل ۴۳۰TX (با نام رمز تریتون ۳) بود که در سال ۱۹۹۷ عرضه شد. این چیپست از سریعترین پردازندههای پنتیوم ساختهشده توسط اینتل پشتیبانی میکرد و ظرفیت حافظه را تا ۲۵۶ مگابایت افزایش میداد.
قابل ذکر است که اصطلاحات پل شمالی (نورثبریج) و پل جنوبی (ساوتبریج) از نسل سختافزار همین دوره نشأت میگیرند. همچنین در حدود همین زمان درگاههای USB روی مادربردها ظاهر شدند، با این حال، تا سالها بعد همچنان جزو چیپستها به شمار نمیآمدند.
ویژگیهای مهم جدید:
- گذرگاه جلویی ۶۶ مگاهرتز (۱۹۹۳)
- پشتیبانی از ۱۹۲ مگابایت حافظه (۱۹۹۴)
- حافظه EDO (۱۹۹۵)
- حافظه SDRAM (۱۹۹۶)
- درگاه USB (۱۹۹۶)
- حالت UDMA33 (۱۹۹۷)
پردازندهی این دوره:
- پنتیوم
♦ چیپستهای اداری برای پردازندههای پنتیوم
با معرفی پردازندههای پنتیوم، اینتل بخشبندی محصولات خود را به میزان بیشتری نسبت به گذشته آغاز کرد. این شرکت در مجموع هفت چیپست برای پنتیوم تولید کرد. چهار مورد از آنها برای رایانههای رومیزی طراحی شده بودند، در حالی که دو مورد دیگر به طور خاص برای ایستگاههای کاری (ورکاستیشن) در نظر گرفته شده بودند. مدلهای ۴۳۰NX (با نام رمز نپتون) و ۴۳۰HX (با نام رمز تریتون ۲) اولین چیپستهای اینتل بودند که از دو پردازنده روی یک مادربرد پشتیبانی میکردند. همچنین آنها امکان پشتیبانی از حافظه رم را تا ۵۱۲ مگابایت افزایش دادند.
ویژگیهای مهم جدید:
- سازگاری با SMP (چند پردازنده) (۱۹۹۴)
- حداکثر حافظه ۵۱۲ مگابایت (۱۹۹۴)
- اولین چیپستهای ایستگاه کاری (۱۹۹۴)
♦ اولین چیپست موبایل اینتل: ۴۳۰MX
اینتل همچنین با چیپست ۴۳۰MX (با نام رمز “تریتون موبایل”) که از لحاظ کارایی تقریباً مشابه ۴۳۰FX و ۴۳۰VX بود، پردازندههای پنتیوم را به دنیای لپتاپها وارد کرد. تنها تفاوت این چیپست با مدلهای ذکر شده، مصرف پایینتر انرژی آن بود. اینتل با هدف بهبود کارایی این چیپست برای لپتاپها، مصرف انرژی مدل ۴۳۰MX را بهینه کرد.
ویژگیهای مهم جدید:
- اولین چیپست مخصوص موبایل (۱۹۹۵)
♦ چیپستهای سری پنتیوم پرو و پنتیوم II
سال ۱۹۹۵ شاهد معرفی پنتیوم پرو به عنوان اولین پردازنده x86 اینتل بود که به طور خاص برای کسبوکارها طراحی شده بود. چیپستهای همراه ۴۵۰KX و ۴۵۰GX این پردازنده، توانایی ایستگاههای کاری (ورکاستیشن) و سرورها را به سطوح جدیدی ارتقا دادند. مدل ۴۵۰GX برای زمان خود فوقالعاده قابل توجه بود، چرا که از حداکثر چهار پردازنده و ۸ گیگابایت رم پشتیبانی میکرد. ۴۵۰KX راهحلی اقتصادیتر بود و امکان استفاده از دو پردازنده و ۱ گیگابایت رم را فراهم میآورد.
چیپست ۴۴۰FX که بعداً در سال ۱۹۹۶ عرضه شد، برای پردازندههای پنتیوم پرو و پنتیوم II طراحی شده بود. این چیپست اساساً کپی ۴۴۰KX به حساب میآمد، با این تفاوت که علاوه بر حافظه FPM، از رمهای EDO و BEDO نیز پشتیبانی میکرد.
اینتل سال بعد مدل ۴۴۰LX را نیز روانه بازار کرد که فاقد پشتیبانی از پنتیوم پرو بود. اما این اولین چیپست اینتل به شمار میرفت که رابط AGP 2x را ارائه میداد. ۴۴۰LX همچنین امکان پشتیبانی از حداکثر ۵۱۲ مگابایت حافظه SDRAM را داشت که در آن زمان، عمدتاً به دلیل قیمت مناسب و عملکرد بالا، به نوع غالب حافظه در بازار تبدیل میشد.
اگرچه چندین چیپست دیگر برای این پردازندهها طراحی شده بود، آخرین مورد قابل توجه ۴۴۰BX بود. این چیپست با قابلیت پشتیبانی از گذرگاه جلویی ۱۰۰ مگاهرتز، به دلیل سازگاری با اورکلاک (افزایش فرکانس پردازنده) در میان علاقهمندان بسیار محبوب شد.
ویژگیهای مهم جدید:
- پشتیبانی از ۸ گیگابایت حافظه (۱۹۹۵)
- قابلیت SMP تا چهار پردازنده (۱۹۹۵)
- حافظه SDRAM (۱۹۹۷)
- رابط AGP 2x (۱۹۹۷)
- گذرگاه جلویی ۱۰۰ مگاهرتز (۱۹۹۸)
پردازندههای این دوره:
- پنتیوم پرو
- پنتیوم II
- پنتیوم III
- سلرون
♦ اولین پردازنده گرافیکی اینتل: ۸۱۰
در سال ۱۹۹۹، اینتل محصولات خود را به رابط جدیدی به نام Socket 370 منتقل کرد و خانوادهای از چیپستهای سازگار سری ۸۰۰ را معرفی نمود. اولین عضو این خانواده چیپست ۸۱۰ بود که به سرعت مدلهای ۸۱۰E و ۸۱۰E2 نیز به دنبال آن عرضه شدند. تفاوت کلیدی این مدلها پشتیبانی از گذرگاه جلویی سریعتر ۱۳۳ مگاهرتزی در ۸۱۰E و ۸۱۰E2 بود. هر سه چیپست تا ۵۱۲ مگابایت حافظه رم از نوع SDRAM را پشتیبانی میکردند، اما گذرگاه جلویی سریعتر مدلهای ۸۱۰E و ۸۱۰E2 باعث عملکرد بهتر آنها میشد.
چیپستهای ۸۱۰ به دلیل دارا بودن اولین پردازنده گرافیکی (Integrated Graphics Processor – iGPU) اینتل شناخته میشوند. این پردازنده بر پایه پردازنده گرافیکی کوتاهمدت i740 اینتل طراحی شده بود که با رابط AGP کار میکرد و از حافظه سیستم برای مدیریت بافتها (Textures) استفاده مینمود. گاهی اوقات سازندگان مادربرد iGPU مدل ۸۱۰ را به مقدار کمی حافظه اختصاصی برای استفاده به عنوان بافر فریم (Frame Buffer) مجهز میکردند.
از آنجایی که iGPU به کاهش هزینهها کمک میکرد، چیپستهای ۸۱۰ در میان خریداران معمولی محبوبیت داشتند. با این حال، گیمرها به دلیل قدرت پایین iGPU از این مدلها دوری میکردند. این چیپستها همچنین به دلیل اشغال شدن رابط AGP توسط iGPU، درگاه AGP نداشتند.
ویژگیهای کلیدی جدید:
- گذرگاه جلویی ۱۳۳ مگاهرتز (۱۹۹۹)
- اولین پردازنده گرافیکی (۱۹۹۹)
- رابط PCI 2.2 (1999)
- حافظه رم SDRAM PC133 (1999)
پردازندههای این دوره:
- پنتیوم III
- پنتیوم II
- سلرون
♦ آزمایش اینتل با RDRAM روی سوکت ۳۷۰
کمی پس از عرضه سری ۸۱۰، اینتل چیپستهای ۸۲۰، ۸۲۰E و ۸۴۰ را معرفی کرد. این چیپستها برای استفاده از حافظه رم Rambus (RDRAM) طراحی شده بودند که منجر به مشکلات متعددی برای هر دو، هم اینتل و هم مشتریانش، شد.
قرار بود چیپست ۸۲۰ همزمان با سری ۸۱۰ اینتل عرضه شود، اما به دلیل مشکلات مربوط به RDRAM با تأخیر مواجه شد. ناپایداری همچنان گریبانگیر چیپست ۸۲۰ بود و اینتل را مجبور کرد تا آن را با مدل بهبود یافته ۸۲۰E در اواسط سال ۲۰۰۰ جایگزین کند. چیپستهای ۸۲۰ و ۸۲۰E میتوانستند از حداکثر ۱ گیگابایت حافظه RDRAM با سرعتهای تا ۸۰۰ مگاهرتز پشتیبانی کنند. چیپست ۸۴۰ که در اواخر سال ۱۹۹۹ نیز عرضه شد، این مقدار را به ۴ گیگابایت RDRAM افزایش داد.
اینتل در این چیپستها از پردازنده گرافیکی مجتمع (IGPU) استفاده نکرد و در عوض، اتصال AGP 4x را برای کارتهای گرافیک رده بالا باز نگه داشت.
این چیپستها بهترین عملکرد ممکن را در سوکت ۳۷۰ ارائه میدادند. با این حال، حافظه RDRAM به طور قابل توجهی گرانتر از SDRAM بود و در نهایت برخی از افراد را به سمت رقبای اینتل به عنوان جایگزینهای ارزانتر سوق داد.
ویژگیهای مهم جدید:
- PCI 2.2 (1999)
- PCI-X/66 MHz (1999)
- AGP 4x (1999)
- حافظه RDRAM PC800 (Rambus) (1999)
پردازندههای این دوره:
- زئون
- پنتیوم ۳
- پنتیوم ۲
- سلرون
♦ چیپستهای سری ۸۱۵ اینتل
اینتل پس از آنکه متوجه شد قیمت بالای حافظه RDRAM باعث روی آوردن برخی علاقهمندان به پلتفرمهای رقیب شده است، سری ۸۱۵ را در شش مدل مختلف عرضه کرد. تمامی چیپستهای ۸۱۵ مانند خانواده ۸۱۰، تا سقف ۵۱۲ مگابایت حافظه رم از نوع SDRAM را پشتیبانی میکردند و با ارائهی ترکیبی از ویژگیها، شکاف بین سری ۸۱۰ و ۸۲۰ را پر کردند.
چیپستهای ۸۱۵ و ۸۱۵E دارای گرافیک مجتمع بودند اما همچنین یک اسلات AGP نیز ارائه میدادند که باعث محبوبیت آنها در بین گیمرها شد. مدل ۸۱۵E از دو پردازنده پشتیبانی میکرد که آن را به گزینهای مقرونبهصرفهتر برای سرورها و ایستگاههای کاری نسبت به سری ۸۲۰ تبدیل میکرد.
چیپستهای ۸۱۵G و ۸۱۵EG نیز دارای گرافیک مجتمع بودند، اما فاقد اتصال AGP بودند. مدلهای ۸۱۵P و ۸۱۵EP در جهت عکس حرکت کردند و اسلات AGP داشتند اما گرافیک مجتمع را حذف کردند. به دلیل تطبیقپذیری بالای چیپستهای سری ۸۱۵ اینتل، آنها در نهایت به محبوبترین و موفقترین راهحل برای مادربردهای سوکت ۳۷۰ تبدیل شدند.
پردازندههای این دوره:
- زئون
- پنتیوم III
- پنتیوم II
- سلرون
♦ چیپستهای اولیه برای پردازندههای پنتیوم ۴
اینتل در نوامبر سال ۲۰۰۰ پردازندهی پنتیوم ۴ را به همراه یک پلتفرم جدید با نام ۸۵۰ معرفی کرد. این چیپست مشابه مدل ۸۲۰ از یک گذرگاه جلویی ۱۰۰ مگاهرتز با چهار برابر کننده بهره میبرد که در عمل فرکانس آن به ۴۰۰ مگاهرتز میرسید. همچنین، چیپست ۸۵۰ مانند مدل قبلی، استفاده از حافظهی RDRAM را الزامی میکرد.
پهنای باند بالاتر ارائه شده توسط حافظهی RDRAM برای حفظ عملکرد پنتیوم ۴ که از یک خط لوله (پایپلاین) نسبتا طولانی استفاده میکرد، ضروری بود. این خط لوله برای عملکرد مناسب نیازمند حجم زیادی از داده بود. با این حال، به دلیل گران بودن حافظهی RDRAM، استفاده از این چیپست با مشکلاتی روبرو شد.
اینتل همچنین چیپست ۸۶۰ را به طور اختصاصی برای پردازندههای Xeon که از RDRAM استفاده میکردند، تولید کرد.
پردازندههای این دوره:
- پنتیوم ۴
- سلرون
♦ نجات اینتل با ورود رم DDR
از سال ۲۰۰۰ تا ۲۰۰۲، اینتل همچنان بر روی پلتفرمهایی با حافظه رم RDRAM اصرار میورزید. در نتیجه، افرادی که به دنبال کامپیوترهای شخصی ارزانتر بودند، مجبور به انتخاب سیستمهای قدیمی مبتنی بر پنتیوم ۳ یا سیستمهای مجهز به پردازندههای AMD میشدند. جای تعجب ندارد که سهم بازار AMD در این دوره افزایش یافت.
خوشبختانه برای اینتل، استاندارد رم DDR SDRAM به تازگی نهایی شده بود و این شرکت توانست چیپست ۸۴۵ خود را با پشتیبانی از این فناوری در اوایل سال ۲۰۰۲ عرضه کند. رم DDR با کارکرد مؤثر ۴۰۰ مگاهرتز در پیکربندی تک کاناله، توانست از نظر عملکرد و پهنای باند با RDRAM برابری کند، اما با قیمت بسیار پایینتری. اینتل با روی آوردن به رم DDR و معرفی چیپستهایی با کنترلرهای حافظه دو کاناله در سالهای ۲۰۰۲ و ۲۰۰۳، توانست قیمت کامپیوترهای شخصی خود را به میزان قابل توجهی کاهش دهد و در عین حال عملکرد آنها را نیز افزایش دهد. همچنین، پشتیبانی از حافظه رم در چندین پلتفرم دسکتاپ تا ۴ گیگابایت ارتقا یافت.
علاوه بر این، اینتل فناوری گرافیکی خود را نیز متحول کرد و به ترتیب در سالهای ۲۰۰۱ و ۲۰۰۳ کارتهای گرافیک مجتمع Extreme Graphics و Extreme Graphics 2 را معرفی نمود. این کارتهای گرافیک مجتمع (IGPU) شبیه به نسل قبلی اینتل بودند، اما با این تفاوت که از DirectX 7.0 پشتیبانی میکردند. همچنین آنها میتوانستند به ۶۴ مگابایت از حافظه سیستم دسترسی داشته باشند.
از دیگر معرفیهای قابل توجه در این دوره میتوان به اولین کنترلرهای یکپارچه USB 2.0، ورود رابط AGP 8x و اولین پورتهای SATA اشاره کرد.
ویژگیهای مهم جدید:
- گذرگاه جلویی ۵۳۳ مگاهرتز (۲۰۰۲)، ۸۰۰ مگاهرتز (۲۰۰۳)
- استاندارد PCI 2.3 (۲۰۰۳)
- رم DDR266، DDR333 (۲۰۰۲)، DDR400 (۲۰۰۳)
- USB 2.0 (۲۰۰۲)
- پشتیبانی از ۱۶ گیگابایت حافظه رم (۲۰۰۳)
- AGP 8x (۲۰۰۳)
- SATA 1.5 گیگابیت بر ثانیه (۲۰۰۳)
پردازندههای این دوره:
- پنتیوم ۴، پنتیوم ۴ اکستریم ادیشن
- پنتیوم D
- سلرون D
♦ چیپستهای سری پنتیوم D و پنتیوم Extreme Edition
تا سال ۲۰۰۴، اینتل برای پشتیبانی از پردازندههای مبتنی بر پنتیوم ۴ خود، دستکم ۲۰ چیپست دسکتاپ و ۹ چیپست موبایل از سری ۸۰۰ را معرفی کرده بود. با عرضه پردازندههای پنتیوم D در همان سال، این شرکت همچنین ارسال چیپستهای سری ۹۰۰ را آغاز نمود.
تنها چند سال بعد، مجموعاً ۳۲ چیپست دسکتاپ و ۱۴ چیپست موبایل برای پردازندههای پنتیوم ۴ و پنتیوم D در دسترس قرار گرفت. در نتیجهی این تقسیمبندی گسترده توسط اینتل، مجبور هستیم رویکرد خود را تغییر داده و تنها بر برجستهترین مدلهای موجود در سبد محصولات آنها تمرکز کنیم.
ویژگیهای کلیدی چیپستهای سری ۹۰۰:
- پشتیبانی از DDR2: این فناوری، با حرکت فرکانس کلاک به سمت ۱۰۶۶ مگاهرتز، پهنای باند حافظه را بیش از دو برابر افزایش میداد. چیپست ۹۴۵ که در سال ۲۰۰۵ عرضه شد، این سقف را به ۱۳۳۳ مگاهرتز ارتقا داد.
- پیشرفت در iGPU ها: اینتل یک بار دیگر پردازنده گرافیکی مجتمع (iGPU) خود را با دو برابر کردن تعداد خطوط لوله پیکسل به چهار عدد و تقریباً دو برابر کردن فرکانس کاری آنها، بهبود بخشید. این موتورهای گرافیکی مجتمع با نام Graphics Media Accelerator (GMA) 900 و ۹۵۰ شناخته شدند.
- ظهور کارتهای گرافیک مجزا مبتنی بر PCIe: در همین دوره، گیمرها از اولین کارتهای گرافیک مجزا مبتنی بر PCIe استفاده کردند که به سرعت جایگزین رابط AGP شدند.
- پشتیبانی از SATA 3Gb/s: نسل اول SATA به SATA 3Gb/s تکامل یافت و در سال ۲۰۰۵ در چیپستهای سری ۹۰۰ ادغام شد.
ویژگیهای مهم جدید:
- گذرگاه جلویی ۱۰۶۶ مگاهرتز (۲۰۰۴)
- حافظه DDR2-533 (۲۰۰۴)، DDR2-667 (۲۰۰۵)
- SATA 3Gb/s (۲۰۰۵)
پردازندههای این دوره:
- پنتیوم ۴، پنتیوم ۴ Extreme Edition
- پنتیوم D
- سلرون D
♦ اولین چیپستهای Core 2
معرفی پردازنده Core 2 Duo در سال ۲۰۰۶، زمینهساز عرضهی مجموعهی دیگری از چیپستهای اینتل شد. این سری جدید شامل هشت چیپست برای کامپیوترهای رومیزی و شش چیپست برای دستگاههای قابل حمل (لپتاپ) در گروه ۹۰۰ بود. پس از بهروزرسانی بایوس، پردازندههای Core 2 Duo بر روی برخی از پلتفرمهای قدیمیتر سری ۹۰۰ نیز قابل پشتیبانی بودند و این موضوع مسیر ارتقای سادهای را برای دارندگان رایانههای شخصی مبتنی بر Pentium D فراهم میکرد.
با وجود این، از نظر کارایی تغییرات چندانی صورت نگرفت. پشتیبانی از USB 2.0 و SATA 3Gb/s در برخی از چیپستها برای افزایش تعداد درگاهها گسترش یافت، اما سایر موارد تقریباً بدون تغییر باقی ماندند. یک موردی که اینتل بر روی آن تأکید کرد، سختافزار گرافیکی مجتمع بود که منجر به تولید GMA X3000 شد. این شرکت معماری خود را بازنگری کرد و از سایهزنهای پیکسل/راس (Pixel/Vertex Shaders) با عملکرد ثابت GMA 3000 به هشت واحد اجرایی قابل برنامهریزی تغییر مسیر داد. افزایش منابع و بهبود طراحی به طرز قابل توجهی به عملکرد آن کمک کرد.
پردازندههای این دوره:
- Pentium 4، Pentium D
- Celeron D
- Core 2 Duo، Core 2 Extreme
- Core 2 Quad
- Pentium Dual-Core
♦ سالهای پایانی دوران Core 2
اکثر چیپستهای سازگار با پردازندههای Core 2 از حافظهی DDR2 استفاده میکردند. با این حال، پشتیبانی از حافظهی DDR3 با چیپستهای P35 و G33 آغاز شد. استاندارد جدید حافظه به تازگی معرفی شده بود و در ابتدا، عملکردی در دنیای واقعی مشابه با سریعترین نوع حافظهی DDR2 ارائه میداد. چیپست X48 اینتل که در سال ۲۰۰۸ عرضه شد، به طور رسمی از DDR3-1600 پشتیبانی میکرد، که برتری آن را نسبت به پلتفرمهای سازگار با DDR2-1066 یا DDR3-1333 به اثبات میرساند.
این نسل از چیپستها با معرفی رابط PCIe 2.0 همراه بود که پهنای باند بسیار بیشتری را برای کارتهای گرافیک فراهم میکرد. اینتل همچنین چندین پردازندهی گرافیکی مجتمع (iGPU) جدید را معرفی کرد. این شرکت با احیای فناوری گرافیکی قدیمی، GMA 3100 را با چهار خط پردازش پیکسل به عنوان محصولی در سطح ابتدایی روانهی بازار کرد و GMA X3000 را با نامهای GMA X3100 و X3500 بازطراحی نمود. همچنین، راهحلی با ردهی بالاتر و ۱۰ واحد اجرایی (EU) تحت عناوین GMA 4500، GMA X4500، GMA X4500HD و GMA X4500MHD تولید شد.
ویژگیهای کلیدی جدید:
- گذرگاه جلویی (فرانت ساید باس) ۱۳۳۳ مگاهرتز (۲۰۰۷)
- رابط PCI Express 2.0 (۲۰۰۷)
- حافظهی DDR3 (۲۰۰۷)
پردازندههای این دوره:
- (پنتیوم ۴، پنتیوم D)
- (سلرون D)
- Core 2 Duo، Core 2 Extreme
- Core 2 Quad
- پنتیوم دو هستهای (Dual-Core)
♦ چیپستهای سری ۵ جریان اصلی اینتل
با معماری Nehalem اینتل، کنترل حافظه به طور مستقیم در هسته CPU ادغام شد، و در نتیجه نیاز به پل شمالی سنتی کمرنگ شد.
اگرچه چیپست رده بالای X58 همچنان از رویکرد دو چیپ استفاده میکرد، پردازندههای Core جریان اصلی با کنترل حافظه بر روی هسته و کنترل درگاه PCI Express، بر یک هاب کنترلکننده پلتفرم (Platform Controller Hub) تکچیپه تکیه میکردند. این هاب، قابلیتهای پل جنوبی را نیز در خود جای داده بود و از طریق یک رابط رسانه مستقیم (Direct Media Interface) با پهنای باند ۱۰ گیگابیت بر ثانیه با CPU ارتباط برقرار میساخت.
در این نسل، اینتل خط تولید چیپستهای خود را به طور قابل توجهی ساده کرد. در حالی که برای نسل دوم پردازندههای Core 2 ۱۷ چیپست وجود داشت، پردازندههای مبتنی بر سوکت LGA 1156 به یکی از چهار PCH مختلف متصل میشدند. پنج چیپست دیگر نیز برای بازار موبایل عرضه شد، اما همچنان تعداد کل آنها از مجموعه چیپستهای نسل دوم Core 2 اینتل کمتر بود.
چیپستهای P55، H57 و Q57 اساساً یکسان بودند و از هشت خط PCIe 2.0، شش درگاه SATA 3 گیگابیت بر ثانیه و ۱۴ درگاه USB 2.0 پشتیبانی میکردند. چیپست P55 فاقد پشتیبانی از رابط نمایشگر انعطافپذیر اینتل بود، در حالی که چیپست Q57 قابلیتهای تجاری مانند فناوری vPro را ارائه میداد. چیپست چهارم، H55، به عنوان یک راهحل اقتصادی با دو خط PCIe کمتر و اتصال USB 2.0 محدودتر در نظر گرفته شده بود.
ویژگیهای مهم جدید:
- هاب کنترلکننده پلتفرم (Platform Controller Hub)
- رابط DMI
- SATA 6 گیگابیت بر ثانیه (سال ۲۰۰۹)
پردازندههای این دوره:
- نسل اول پردازندههای Core i3، Core i5، Core i7
- پنتیوم
- سلرون
- زئون
♦ چیپست X58 اینتل: پلتفرمی برای علاقهمندان
پلتفرم X58 اینتل تنها گزینه برای پردازندههای Core i7 مبتنی بر سوکت LGA 1366 بود. این چیپست در مقایسه با چیپستهای جریان اصلی اینتل، از چند جهت تفاوت داشت. به عنوان مثال، پردازندههای Core i7 رده بالا، به جای اتصال به یک پل جنوبی (Southbridge) از طریق رابط DMI، از طریق یک رابط برقراری سریع مسیر (QuickPath Interconnect – QPI) با پهنای باند ۲۵.۶ گیگابایت بر ثانیه به کنترلر هاب ورودی/خروجی X58 متصل میشدند.
این هاب ورودی/خروجی مسئولیت تامین حداکثر ۳۶ خط PCIe 2.0 برای کارتهای توسعه را بر عهده داشت و از طریق DMI به یک چیپ مشابه پل جنوبی به نام ICH10 با قابلیت SATA 3 گیگابیت بر ثانیه، USB 2.0 و RAID مبتنی بر نرم افزار متصل میگردید.
ویژگیهای اصلی جدید:
- معماری IOH/ICH (کنترلر هاب ورودی/خروجی شمالی و جنوبی)
- کنترلکننده حافظه سه کاناله
- QPI (برقراری سریع مسیر)
پردازندههای این دوره:
- نسل اول پردازندههای Core i7 و Xeon
♦ چیپستهای سری ۶ و ۷ اینتل
معرفی پردازندههای Core مبتنی بر Sandy Bridge با عرضه چیپستهای Couger Point اینتل در سال ۲۰۱۱ همزمان شد. اینتل پلتفرمهای P67 و H67 را برای پشتیبانی از آن پردازندههای مبتنی بر سوکت LGA 1155 معرفی کرد، اما در نهایت به دلیل وجود باگ در کنترلر SATA آنها، این چیپستها را فراخوان نمود. جایگزینهای این چیپستها تا اواخر همان سال عرضه نشدند.
چیپستهای Couger Point به دو دسته مصرفی و تجاری تقسیم میشدند. دستهی اول شامل چیپهای PCH مدلهای H61، H67، P67 و Z68 بود، در حالی که دستهی دوم مدلهای B65، Q65 و Q67 را شامل میشد. راهحل پر امکانات اینتل، چیپست Z68 با رویکرد علاقهمندان بود که از هشت خط PCIe 2.0، دو پورت SATA 6 گیگابیت بر ثانیه، چهار پورت SATA 3 گیگابیت بر ثانیه و ۱۴ پورت USB 2.0 بهره میبرد.
همچنین این چیپست از اورکلاک کردن، RAID 0/1/10 و قابلیت تقسیم اتصالات PCIe بین چندین کارت گرافیک پشتیبانی میکرد. اکثر چیپستهای دیگر (به جز Q67) نسخههای محدود شدهی Z68 بودند. Q67 فاقد پشتیبانی از اورکلاک بود، اما از لحاظ امکانات دیگر با Z68 برابری میکرد. همچنین این چیپست تعدادی از قابلیتهای تجاری را ارائه میداد که در Z68 وجود نداشت.
تمام چیپستهای سازگار با سوکت LGA 1155 از طریق یک رابط DMI 2.0 بهبودیافته به CPU متصل میشدند که قادر به تامین پهنای باند تقریباً ۲ گیگابیت بر ثانیه بود. بعداً با معرفی پلتفرمهای Panther Point و پردازندههای Ivy Bridge، اینتل یک کنترلر USB 3.0 را در چیپهای PCH خود ادغام کرد. در نتیجه، تمام چیپستهای سری ۷ میتوانند از حداکثر چهار پورت USB 3.0 پشتیبانی کنند. همچنین با پردازندههای Ivy Bridge رابط PCIe 3.0 معرفی گردید.
ویژگیهای اصلی جدید:
- DMI 2.0
- USB 3.0
- PCIe 3.0
پردازندههای این دوره:
- نسل دوم و سوم پردازندههای Core i3، Core i5، Core i7
- پنتیوم
- سلرون
- زئون
♦ چیپستهای X79 و X99 اینتل: پلتفرم نسل دوم برای کاربران حرفهای
در اواخر سال ۲۰۱۱، اینتل سوکت LGA 1366 را با رابط LGA 2011 و چیپست کنترلر هاب (PCH) مدل X79 جایگزین کرد. یکی از مزایای قابل توجه این پلتفرم جدید، ادغام کنترل درگاه PCI Express با CPU بود که امکان استفاده از حداکثر ۴۰ خط رابط نسل سوم را فراهم میکرد. پردازندههای سازگار با این سوکت نیز از کنترلرهای حافظه چهار کاناله بهره میبردند که در مقایسه با طراحی سه کاناله قبلی، پهنای باند را افزایش میداد.
چیپست X79 به هشت خط اضافی از نوع PCIe 2.0 برای پشتیبانی از کارتهای الحاقی مجهز شده بود. همچنین دارای شش پورت SATA (دو پورت SATA 6 گیگابیت بر ثانیه و چهار پورت SATA 3 گیگابیت بر ثانیه)، ۱۴ پورت USB 2.0 و یک گذرگاه PCI بود.
در حالی که X79 در میان کاربران حرفهای محبوب بود، اینتل بعدها پنج چیپست تجاری را برای پردازندههای Xeon سوکت LGA 2011 معرفی کرد: C602، C602J، C604، C606 و C608. تفاوت اصلی این چیپستها با X79، عمدتا در دسترسی به فناوریهایی مانند vPro بود. به استثنای مدل C602J، سایر مدلها از درایوهای SAS نیز پشتیبانی میکردند.
پلتفرم دسکتاپ رده بالای اینتل بعداً با چیپست X99 احیا شد که از پردازندههای Haswell-E و Broadwell-E اینتل پشتیبانی میکرد. چیپست کنترلر هاب (PCH) مدل X99، شش پورت USB 3.0 و یک کنترلر SATA 6 گیگابیت بر ثانیه با ۱۰ پورت را به ارمغان آورد. همچنین یک چیپست تجاری به نام C612 نیز بر پایه PCH مدل X99 ساخته شد.
ویژگیهای اصلی جدید:
- چیپست کنترلر هاب (PCH)
- کنترلر حافظه چهار کاناله
- حافظه رم DDR4
پردازندههای این دوره:
- نسل دوم، سوم، چهارم و پنجم پردازندههای Core i7 و زئون
♦ چیپستهای سری ۸ و ۹ اینتل
اینتل نسل بعدی چیپستهای مصرفی خود را همزمان با نسل چهارم پردازندههای Core عرضه کرد. این سری شامل مدلهای H81، H87، Z87، B85، Q85 و Q87 میشد. این چیپستها ویژگیهای مشترک زیادی با هابهای کنترلکننده پلتفرم سری ۷ داشتند، اما از قابلیت پشتیبانی گستردهتری برای USB 3.0 برخوردار بودند. به جز H81 و B85، همه پلتفرمهای سری ۸ دارای شش درگاه USB 3.0 بودند (B85 به چهار درگاه و H81 تنها به دو درگاه محدود میشد). پشتیبانی از SATA نیز افزایش یافت: هر شش درگاه روی Z87، H87 و Q87 تا سرعت ۶ گیگابیت بر ثانیه کار میکردند.
اینتل بعداً برای پشتیبانی از پردازندههای Broadwell خود، چیپستهای H97 و Z97 را عرضه کرد. سری ۹ قابلیت پشتیبانی از تجهیزات M.2 مبتنی بر PCIe را اضافه کرد، اما در غیر این صورت با سری ۸ یکسان بود.
قابل توجه است که سری ۸ اولین چیپستهای اینتل بودند که بهطور کامل از اسلاتهای PCI صرفنظر کردند. اگرچه هنوز میتوان اسلاتهای PCI را در برخی مادربردها پیدا کرد، حذف آنها از هابهای اینتل نشاندهندهی پایان عمر این رابط است. چیپستهای H81 و B85 نیز آخرین مدلهایی بودند که از SATA 3 گیگابیت بر ثانیه پشتیبانی میکردند.
ویژگیهای اصلی جدید:
- M.2 (سال ۲۰۱۴)
پردازندههای این دوره:
- پردازندههای نسل ۴ و ۵ Core i3، Core i5، Core i7
- پنتیوم
- سلرون
- زئون
♦ چیپستهای سری ۱۰۰ و ۲۰۰ اینتل
چیپستهای سری ۱۰۰ اینتل اتصالپذیری به مراتب بیشتری نسبت به نسلهای قبلی خود ارائه میدادند. به جز مدل H110، همه آنها به رابط DMI 3.0 ارتقا یافته بودند که امکان تبادل داده تا ۴ گیگابیت بر ثانیه بین CPU و PCH را فراهم میکرد. درگاههای SATA آنها بهطور سراسری از سرعت ۶ گیگابیت بر ثانیه پشتیبانی میکردند و رابط SATA Express نیز در کل این خانواده (بهجز H110) وجود داشت.
چیپستهای Z170 و Q170 دارای ۱۰ درگاه USB 3.0 بودند، در حالی که مدلهای پایینتر مانند H170 و Q150 تا هشت درگاه ارائه میدادند. B150 دارای شش درگاه USB 3.0 و H110 به چهار درگاه محدود میشد. Z170 و Q170 قابلیت پشتیبانی از حداکثر سه دستگاه M.2 مبتنی بر PCIe را داشتند و مادربردهای مبتنی بر H170 تا دو دستگاه را پشتیبانی میکردند. سایر چیپستهای سری ۱۰۰ اصلاً از درایوهای M.2 با رابط PCIe پشتیبانی نمیکردند.
با این حال، مهمترین پیشرفت آنها مربوط به کنترلر PCIe بود که در چیپستهای Z170 و Q170 امکان استفاده از ۲۰ خط نسل سوم را فراهم میکرد. این تعداد در مدلهای پایینتر کاهش مییافت، اما همچنان نسبت به نسلهای قبل، ارتقای چشمگیری محسوب میشد.
سری بعدی چیپستهای ۲۰۰ اینتل که همزمان با معماری پردازندههای Kaby Lake عرضه شدند، پشتیبانی از M.2 را به کل خط تولید گسترش دادند. اینتل همچنین فناوری حافظه Optane خود را در کنار سری ۲۰۰ معرفی کرد که بهعنوان یک راهحل کشکردن برای بهبود زمان بارگذاری عمل میکرد. همه چیپستهای سری ۲۰۰ همچنین در مقایسه با نسل ۱۰۰ خود، از چهار خط PCIe اضافی برخوردار بودند.
ویژگیهای اصلی جدید:
- DMI 3.0
- حافظه Optane اینتل
- SATA Express
پردازندههای این دوره:
- پردازندههای نسل ۶ و ۷ Core i3، Core i5، Core i7
- پنتیوم
- سلرون
- زئون
♦ چیپست X299 اینتل: پلتفرمی قدرتمند برای کاربران حرفهای
از سال ۲۰۱۱ تا ۲۰۱۷، سوکت LGA 2011 اینتل بر بازار کاربران حرفهای حکمرانی میکرد. اما در سال ۲۰۱۷، این سوکت با سوکت LGA 2066 و چیپست X299 جایگزین شد. преимуیت اصلی این پلتفرم جدید، پشتیبانی آن از پردازندههای Skylake-X و Kaby Lake-X است که تا ۴۸ عدد مسیر PCIe 3.0 را ارائه میدهند. این پردازندهها همچنین از کنترلرهای حافظه چهارکاناله DDR4 بهرهمند هستند.
ویژگیهای چیپست X299 تقریباً با چیپست Z270 یکسان است و هر دو از ۲۴ عدد مسیر PCIe 3.0 و ۱۰ عدد پورت USB 3.0 پشتیبانی میکنند. همچنین، این چیپست از طریق DMI 3.0 به پردازنده متصل میشود. یکی از پیشرفتهای قابل توجه X299، کنترلر SATA آن است که تا هشت عدد پورت ۶ گیگابیتبرثانیه را ارائه میدهد.
پردازندههای این دوره:
- نسلهای ششم و هفتم Core i5، Core i7، Core i9 و پردازندههای Xeon
♦ چیپستهای سری ۳۰۰ اینتل
اینتل چیپست Z370 را همراه با پردازندههای Coffee Lake خود معرفی کرد. اگرچه این پلتفرم از پردازندههای مبتنی بر سوکت LGA 1151 پشتیبانی میکند، اما با پردازندههای Skylake یا Kaby Lake سازگار نیست و در حال حاضر تنها PCH سازگار با Coffee Lake به شمار میرود. این نسل جدید از پردازندهها، هستههای بیشتری نسبت به نسل قبلی پردازندههای میانرده اینتل دارند و به همین دلیل نیازمند یک مدار تغذیه متفاوت هستند که در نتیجه، سازگاری با معماریهای قدیمی را از بین میبرد.
به غیر از این مورد، Z370 تقریباً با نسل قبلی خود یکسان است. تنها پیشرفت قابل توجه آن، اضافه شدن پشتیبانی از تاندربولت است.
♦ چیپستهای سری Coffee Lake برای سیستمهای با بودجه متوسط: Q370، H370، B360 و H310
این چیپستها که در بهار سال ۲۰۱۸ معرفی شدند، پردازندههای Coffee Lake اینتل را به پلتفرمهای اقتصادیتر وارد کردند. در حالی که امکان اورکلاک کردن پردازنده در این چیپستها وجود ندارد، آنها ویژگیهای جدیدی را ارائه میدهند که در چیپست پرچمدار اما قدیمیتر Z370 موجود نبود. این ویژگیها شامل پشتیبانی از وایفای داخلی (با کاهش هزینه و افزایش سرعت تئوری تا ۱.۷۳ گیگابیت بر ثانیه با استفاده از ماژول CNVi اینتل) و پشتیبانی بومی از USB 3.1 نسل دوم برای اتصال سریع نسل بعدی است.
البته، همانطور که در ردههای پایینتر چیپستها حرکت میکنیم، برخی از قابلیتها حذف میشوند. چیپست H370 امکان تقسیم ۱۶ خط PCIe روی پردازنده را از بین میبرد (بنابراین تنها یک اسلات x16 در اختیار خواهید داشت) و تعداد پورتهای USB بومی با پایین آمدن در رده چیپستها کاهش مییابد. در پایینترین رده، چیپست H310 فاقد USB 3.1 نسل دوم به طور کامل است، تنها ۴ درگاه SATA دارد و از حافظه Optane اینتل که مبتنی بر فناوری ۳D Xpoint است، پشتیبانی نمیکند.
♦ چیپست Z390 اینتل
در زمان نگارش این متن، هیچ مادربرد Z390 در دسترس نیست. اما بیشتر جزئیات کلیدی آن در اسناد رسمی اینتل منتشر شده است. ما میدانیم که Z390 از پردازندههای نسل هشتم فعلی اینتل و احتمالا تراشههای نسل هشتم آینده (که ممکن است هستههای بیشتری داشته باشند یا نداشته باشند) پشتیبانی میکند.
چیپست Z390 ویژگیهایی را که با چیپستهای اقتصادیتر Z370، H370 و B360 همراه بود، به یک پلتفرم جدید برای علاقهمندان سختافزار معرفی میکند. در واقع، به نظر میرسد Z390 نسخهای مدرنسازیشده از چیپست Z370 با پشتیبانی بومی از USB 3.1 نسل دوم و قابلیتهای وایفای یکپارچهتر است. البته، اطلاعات دقیقتر زمانی در دسترس خواهد بود که مادربردهای Z390 عرضه شوند، هر زمانی که این اتفاق بیفتد. .
امیدوارم که از این مقاله لذت برده باشید. اگر حرفی سخنی در مورد این مقاله دارید حتما در بخش نظرات با ما به اشتراک بگذارید.