پردازنده Xeon چیست و چه تفاوتی با دیگر پردازنده ها دارد؟

کامپیوتر‌های شخصی یا دسکتاپ‌هایی که اکثر کاربران در اختیار دارند معمولا از پردازنده های اینتل سری Core i بهره می‌برند. اما در سرور از پردازنده‌های قوی و بدون وقفه مانند سری پردازنده های زئون اینتل (Xeon) استفاده می‌کنند. پردازنده های Xeon با هدف پردازش در سرور‌ها و ایستگاه های کاری طراحی و ساخته شدند و از خیلی جهات با پردازنده های دسکتاپ متفاوت هستند. جهت بررسی این تفاوت‌ها با ما همراه باشید.

سری پردازنده Xeon محصولات Intel در حقیقت پردازنده‌های چند هسته‌ای با تعداد رشته‌های پردازشی زیادی هستند که براساس دستور ساختاری سیستم های ۶۴ بیتی طراحی شده‌اند و بازار سیستم‌های سرور، دیتا سنتر ها و به اصطلاح بخش WorkStation را هدف قرار داده اند.

تمام پردازنده های Xeon دارای برنامه مدیریت دیتا سنترها یا به اختصار DCM هستند که این ویژگی اجازه می‌دهد تا محصولات مورد نظر به طور پیشرفته‌ای بر روی اطلاعات و داده‌های سرورها و دیتا سنترها نظارت داشته باشند، همانطور که گفته شد پردازنده های Xeon برای سرورها بسیار مناسب هستند و پیکربندی چند هسته‌ای و سازگاری با سوکت‌های مختلف همراه با پشتیبانی از حجم زیاد حافظه‌های اصلی این امکان را فراهم می‌کند تا در سیستم عامل‌های بخش تجاری ۶۴ بیتی نظیر Windows Server 2008 به بهترین سطح عملکردی دست یابند علاوه بر آن یکی دیگر از بسیار مهم پردازنده‌های Xeon قابلیت مدیریت توان مصرفی آنها با توجه به میزان بار کاری سرور‌های مختلف می‌باشد.

با پیشرفت سریع تکنولوژی در چند سال اخیر و مطابق با آن ساخت سرور‌ها و دیتا سنترهای پیشرفته نیاز به پردازنده‌های قوی با قابلیت پشتیبانی از دستور العمل‌های مختلف پردازشی بیش از گذشته احساس شده است به همین دلیل کمپانی اینتل با معرفی هر نسل جدید معماری پردازنده‌ها تغییراتی بنیادی را در ساختار آنها ایجاد می‌کند.

• قرار دادن برخی از دستور العمل‌های هوشمند پردازشی و مدیریتی سرور‌ها مانند تسهیل درخواست‌های سریع پردازشی برای زیرساخت تعریف شده نرم افزارها (SDI)
• نمایش معیارهای کلیدی از طریق تله متری جهت فعال سازی زیر ساخت برای ارائه خدمات با بهترین عملکرد، انعطاف پذیری و بهینه سازی هزینه‌های کل مالکیت و …. تنها بخش کوچکی از اقدامات اینتل جهت بهبود فرآیند پردازشی سیستم های سرور و دیتا سنترها می باشد.

پردازنده های Xeon به جهت اینکه برای تسهیل فعالیت‌های بخش تجاری طراحی شده‌اند قیمت بالایی دارند و برخلاف سری Core برای کاربران خانگی یا عادی برنامه‌ریزی نشده‌اند.

پردازنده های Xeon نسبت به بازدهی و کارایی که دارند، دمای کمتری داشته و به دلیل کاربرد در سرورها و دیتا سنترها، از پایداری بیشتری برخوردارند و در شرایط مساوی، درصد بسیار کمتری از هنگ و کرش (Crash) ، در سیستم هایی دیده می شود که از پردازنده های Xeon بهره برده‌اند که خود این مورد هم دلایل فنی و تکنولوژی‌هایی هست که در این سری پردازنده‌ها از آن ها استفاده شده است.

محصولات Intel Core در واقع رنج پردازنده هایی با 2 الی 4 هسته اصلی همراه با رشته های پردازشی محدود را تشکیل می‌دهند که به یکی از پرفروشترین محصولات حوزه سرور در چند سال اخیر تبدیل شده‌اند.

برخلاف سری Xeon پردازنده‌های Core کاربران بخش کامپیوترهای رومیزی (PC) را هدف قرار داده‌اند، این سری از پردازنده‌ها به دلیل فرکانس کاری زیاد دارای توانایی منحصر به فردی در پردازش برنامه‌های محاسباتی دسکتاپ محور می‌باشند.

همچنین در بخش مجازی سازی (Virtualization) برنامه‌های گرافیکی با تکنولوژی HD تجربه بسیار بهتری را فراهم می‌کنند، این ویژگی عملکرد مناسبی را در بازی‌های رایانه‌ای در پی خواهد داشت و با توجه به این موضوع که اکثر بازی‌های ویدئویی جدید برای پردازنده‌هایی با 2 الی 4 هسته پردازشی اصلی بهینه شده اند. در نتیجه انتخاب اول و آخر اکثر گیمرها برای تهیه سیستم گیمینگ خود به محصولات Intel Core خلاصه خواهد شد.

سری پردازنده های اینتل در سه Core دسته اصلی با نام های Core I3 ،Core I5  و Core I7 می‌شود که طبق تعداد هسته‌های پردازشی و عملکرد کلی تقسیم بندی می شوند. پردازنده های Core I7 با توجه به فرکانس زیاد و طراحی ویژه ای که دارند برای برنامه‌ها و نرم افزارهای وابسته به دستورات پردازشی Single-Thread مشابه با بازی‌های رایانه‌ای فوق العاده سریع عمل می‌کنند.

از لحاظ معماری، پردازنده های سرور ۹۹% مشابه معماری پردازنده های دسکتاپ می باشد. مثلا زمانی که معماری Sandy Bridge ارائه شد (نوعی معماری پردازنده های اینتل که در سال ۲۰۰۵ از آن رونمایی و در محصولات بعدی این شرکت از آن استفاده شد). پردازنده‌های زئون و مثلا سری Core i 2xxx دقیقا از همان معماری سندی بریج  (Sandy Bridge) استفاده کردند. اما نقطه تفاوت در یک سری تکنولوژی های اضافی هست که در ادامه به چند مورد اصلی آن ها اشاره می‌کنیم.

۱- پردازنده های Xeon از (QPI (The Intel QuickPath Interconnect دوم برای بکارگیری در مادربرد های دارای دو سوکت پردازنده (Dual Socket) بهره می‌برند.

۲- پردازنده های Xeon از تکنولوژی Intel Direct IO و Integrated IO پشتیبانی می‌کند اما سری Core i و دسکتاپ خیر (این تکنولوژی باعث افزایش بازدهی پردازنده می‌شود)

۳- پردازنده های Xeon تا چند برابر بیشتر از حافظه Cache نسبت به پردازنده های معمولی و پیشرفته Desktop پشتیبانی می‌کنند.

۴- پردازنده های Xeon از ECC Memory و یا سیستم تصحیح خطا در پردازش حافظه پشتیبانی می‌کنند.

۵- پردازنده های Xeon کنونی تا حدود ۳ ترابایت از حافظه رم پشتیبانی می‌کنند اما پردازنده های دسکتاپ نهایتا تا ۶۴ گیگابایت.

۶- پردازنده های Xeon از تعداد بیشتر کانال نصب حافظه (Memory Slots) نسبت به پردازنده های دسکتاپ پشتیبانی می‌کنند.

۷- دارای مقدار زیاد کش سطح سوم (L3 cache)  : مؤلفه‌های کش در واقع حافظه های اندکی با سرعت بسیار زیاد هستند که پردازنده‌ها برای تسهیل فرآیند پردازشی برخی از برنامه‌ها و نرم افزارها از آن استفاده می‌کنند، نسبت به سایر محصولات اکثر پردازنده های Xeon بسته به نوع مدل از میزان L3 cache زیادی تقریبا ۱۵ الی ۵۵ مگابایت بهره می‌برند، این مقدار تقریبا چند برابر قدرتمندترین پردازنده های سری Core می‌باشد و دلیل اصلی پتانسیل پردازشی بهتر در اکثر سیستم های WorkStation تا حدودی به این مؤلفه ارتباط پیدا می‌کند.

۸- پشتیبانی از ECC RAM : حافظه های اصلی Error Checking and Correction یا به اختصار ECC اکثر خطاهای ایجاد شده در مسیر داده‌ها را قبل از رخ دادن شناسایی و برطرف می‌کنند و منجر به خروجی داده‌های محاسباتی با بیشترین دقت و کمترین اشتباه خواهند شد. این مزیت اکثر کرش‌ها و خطا‌های سیستمی را محدود می‌کنند و عملکرد کلی با ثباتی را زمینه سازی خواهند کرد.

۹- طول عمر بیشتر: تمام پردازنده های سری Xeon برای کار در شرایط پردازشی سخت و مداوم طراحی شده اند و از این نظر برتری قابل توجهی نسبت به همتاهای Core i7 دارند، برای بخش های تجاری که به دنبال محصولاتی با دوام و اطمینان بیشتر هستند قطعا سری Xeon انتخاب آشکاری خواهد بود.

۱۰- بهره‌مندی از فناوری  Hyper threading تمام پردازنده های Xeon حتی محصولات که در رده پایین‌ترین قیمت قرار می‌گیرند از فناوری Hyper threading برای تسریع دستورات پردازشی پشتیبانی می‌کنند، این در حالی هست که در سری پردازنده های Core تنها محصول پرچمدار Core i7 از این ویژگی استفاده می‌کند و نسبت به پردازنده Core i5 با مشخصات سخت افزاری تقریبا مشابه اختلاف قیمتی قابل توجهی را شامل می‌شوند.

از مزیت های پردازنده های Intel Core i7 می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• قابلیت اورکلاک پذیری زیاد: Intel برای تفکیک پتانسیل اورکلاکی پردازنده ها از زمان معماری Sandy Bridge همواره دو محصول پرچمدار سری Core i5 و Core i7 خود را با پسوند K روانه بازار ها می کرد، عبارت K در آخر نام پردازنده بیانگر ضریب فرکانسی قابل تغییر می‌باشد، ویژگی مورد نظر توانایی اورکلاک پردازنده ها را به راحتی تا حد زیادی افزایش می‌دهد.
• استفاده از تراشه گرافیکی یکپارچه: کمپانی اینتل به عنوان بزرگترین شرکت تولید کننده ریز پردازنده ها در چند سال گذشته تمرکز ویژه ای در بخش تراشه های گرافیکی یکپارچه همراه با تولیدات پردازنده داشته است، اگر چه محصولات اولیه در زمینه عملکرد کلی چندان رضایت بخش نبوده‌اند و تنها توانایی انجام کارهای ساده و مرسوم محیط سیستم عامل را داشتند اما در نسل پردازنده های Haswell که سال گذشته معرفی شدند اینتل تغییرات زیادی را در بخش تراشه‌های گرافیک مجتمع خود ایجاد کرد، گسترش بخش گرافیکی پردازنده های اینتل هم اکنون که زمان زیادی از معرفی نسل جدید پردازنده های SkyLake نمی‌گذرد به بیشترین پتانسیل عملکردی خود رسیده است و محصولات مورد نظر به راحتی از پس بازی های نوین امروزی بر خواهند آمد و مشکلی در اجرا عناوین جدید سه بعدی با تنظیمات گرافیکی مناسب نخواهند داشت.

خیلی از موارد دیگر مثل مجموعه دستورات پردازشی اختصاصی و یا تعداد بیشتر رجیسترها در هسته‌های پردازشی و… که در نهایت باعث می‌شود تمامی سرورها و ایستگاه‌های کاری (Work Stations) و دیتاسنترهای معتبر و البته ابر کامپیوترهای دنیا، از پردازنده های Xeon استفاده کنند.

انواع پردازنده زئون