چرا فکر می‌کنید که پردازنده لپ تاپ می‌تواند در روند پردازش تاثیرگذار باشد؟ به صورت کلی محاسبات و پردازش‌های دو بعدی به عهده‌ی CPU است. اما این موضوع که پردازنده Intel Core باشد یا AMD Ryzen تاثیری بر روند پردازشی دارد؟ اگر بخواهیم دقیق‌تر بررسی کنیم، باید مدل‌های مشابه را با هم مقایسه کنیم. چراکه به صورت کلی نمی‌توان قاعده‌ای تعریف کرد. اینکه بگویم پردازنده AMD ضعیف است یا فقط به درد بازی می‌خورد، اشتباه است. در ادامه به بررسی کامل و مقایسه پردازنده AMD Ryzen و Intel Core می‌پردازیم.
برای آشنایی با این مبحث نیاز داریم که به صورت تخصصی وارد معماری CPU شویم. با بررسی عملکرد پردازنده‌های اینتل و رایزن تا حدی می‌توانیم به توانایی‌های هر کدام پی ببریم. پس ابتدا سراغ معماری پردازنده‌های رایزن خواهیم رفت، سپس CPUهای اینتل را بررسی می‌کنیم.
فهرست مطالب
- بررسی معماری پردازنده‌های AMD-Ryzen
- بررسی معماری پردازنده‌های Intel-Core
- آموزش مقایسه پردازنده‌ها
- بررسی نکات تکمیلی
- سخن پایانی و سوالات متداول
بررسی معماری پردازنده‌های AMD Ryzen
اولین پردازنده Ryzen حدود سال ٢٠١۶ معرفی شد. پس از تجربه‌های فراوان و آزمایشات متعدد، شرکت AMD اعلام کرد که نسل جدیدی از پردازنده‌ها را معرفی کرده است. اساس محاسبات پردازنده‌های قدیمی X86 یا ٣٢ بیتی بود. اما با تغییر در معماری پردازنده، محاسبات بر اساس X64 یا ۶۴ بیتی انجام می‌شد.
هنگامی که اساس کار پردازنده ۶۴ بیتی باشد، دقت در محاسبات بیشتر خواهد شد. چراکه برای نشان دادن یک عدد ۶۴ بیت در اختیار داریم. این در حالی است که برای پردازنده X86 تنها ٣٢ بیت در اختیار بود. به همین منظور لازم بود که در ساختار پردازنده تغییراتی ایجاد شود.
قبل از شروع مبحث اصلی، باید یادآوری کنم که CPU یک واحد جمع کننده است. اما اعدادی که جمع میکند به صورت باینری (صفر و یک) می‌باشد. برای این کار باید اعداد یک بار به صورت کد شده به پردازنده ارسال شوند و پس از محاسبات، کدگشایی شوند. تنها عمل ریاضی که CPU قادر به انجام آن است، جمع است. همچنین بخش‌های مقایسه‌گر نیز وجود دارند.
در تصویر بالا یکی از جدیدترین پردازنده‌های AMD Ryzen مورد بررسی قرار گرفته است. اساس کار این پردازنده به این گونه است که مقادیر floating point را از همان ابتدا از محاسبات جدا میکند. (floating point به بخشی از اعداد اطلاق می‌شود که شامل اعشار یا علامت عدد است.)
جزئی‌تر به بررسی ساختار هسته‌های پردازنده Ryzen بپردازیم
کدهای فرستاده شده برای هر هسته به صورت کامل داخل همان هسته انجام می‌شود. اما داده‌های تولید شده به بخش سوم کش فرستاده می‌شود تا واحد کنترلی انتخاب کند چه زمانی از آنها استفاده کند. در تصویر پایین سلسله مراتب هسته‌ها را مشاهده می‌کنید. همواره هسته ٠ در اولیت است، سپس هسته ١ و در نهایت هسته ٧ام در اولویت قرار دارند.
سلسله مراتب به پردازنده این اجازه را می‌دهد تا هنگامی که پردازش‌ها حجم کمی دارند، تنها چند هسته درگیر باشد. این کار باعث کاهش مصرف توان می‌شود. به همین دلیل است که پردازنده‌های Ryzen نسل جدید روی این موضوع بسیار مانور می‌دهند.
نحوه انجام محاسبات
پس از اینکه محاسبات به دو بخش تقسیم شد، قسمت بیشتری از هسته به محاسبه‌ی Integer می‌پردازد. هم زمان با آن در قسمت floating point محاسبات انجام می‌شود. این کار باعث می‌شود تا اعداد خیلی کوچک از دست نرود.
نگاهی گذرا به بخش کدینگ پردازنده
مهمترین بخش هر پردازنده، نحوه‌ی کد کردن اطلاعات و داده‌هاست. اگر کدگذاری به صورت بهینه انجام شود، هم زمان کمتری تلف می‌شود، هم داده‌های کمتری از دست می‌رود. در بخش کدینگ پردازنده‌های Ryzen از دو بخش کد و معرف استفاده می‌شود. این کار کمی حجم داده‌ها را بالا می‌برد اما در نهایت باعث می‌شود که داده‌ی کمتری از دست برود.
در نهایت معماری پردازنده‌های رایزن این امکان را دارند تا به آسانی حجم بالایی از محاسبات را نجام دهند. همچنین محاسبات دو بعدی (پردازش تصویر) به صورت دوتایی در هسته‌های انجام می‌شود.
بررسی معماری پردازنده‌های Intel Core
حال نوبت به بررسی پردازنده‌های Intel Core است. برای رعایت مساوات در این بخش پردازنده‌های جدید Intel را بررسی می‌کنیم. هر چند که از سال ٢٠٠١ به بعد نسل پردازنده‌های Intel Core وارد بازار شدند. هر سال با تغییراتی در ساختار و معماری آن، نسل جدیدی معرفی می‌شود. اما اساس کاری همه‌ی آنها یکسان است.
شاخصه‌ای که شرکت اینتل را بالاتر از سایر رقبا قرار می‌دهد امکان ساخت پردازنده‌ها با تکنولوژی‌های بسیار کوچک است (در حد ۶ نانومتر) که طراحی و ساخت چنین قطعاتی برای سایر شرکت‌ها عملا غیر ممکن است.
شرکت اینتل علاوه بر پردازنده، روی طراحی Chipset خود وسواس بسیار زیادی دارد. قسمت چیپ ست ارتباط دهنده‌ی سایر سخت افزار با CPU است. اما ساختار خود پردازنده بسیار جالب است. پردازنده‌های اینتل در داخل خود علاوه بر هسته‌های پردازشی، بخشی با عنوان گرافیک نیز دارند.
به تصویر دقت کنید. هسته‌ها به صورت خطی در کنار یک دیگر قرار دارند. این کار باعث می‌شود تا دسترسی به سطح سوم کش آسان‌تر باشد. چراکه هرچه فاصله هسته از لایه سوم کش بیشتر باشد، نیاز به خط ارتباطی بلندتری است. این یعنی تلفات بیشتر و گرمای بیشتر.
اساس محاسبات در پردازنده‌های Intel Core
اساس محاسبات در پردازنده بر مبنای معماری ۶۴ بیتی است. هنگام پردازش اگر محاسبات حجم بیشتری از حد معمول داشته باشد، در قسمت‌های کش نگه داشته می‌شود. سپس در چرخه‌ی بعدی تکمیل می‌شود.
در تصویر بالا بلوک دیاگرام داخلی پردازنده را مشاهده می‌کنید. با این ساختار توانایی پردازش تصویر CPU به شدت بالا می‌رود. همچنین هر چه تکنولوژی ساخت پردازنده کوچکتر باشد، امکان توربو کردن (بالا بردن فرکانس کاری) پردازنده بیشتر است.
برای جلوگیری از طولانی شدن مطلب، شما را به خواندن دو مقاله‌ی زیر دعوت می‌کنم.
نحوه مقایسه پردازنده AMD Ryzen و Intel Core
حالا که کمی با ساختار و نحوه‌ی عملکرد پردازنده‌های آشنا شدیم، بیایید با هم مقایسه‌ای داشته باشیم. به عنوان مثال پرچمداران این دو شکرت را با هم مقایسه خواهیم کرد. از آنجایی که می‌خواهیم مقایسی ملموس‌تر باشد، سراغ پردازنده‌هایی می‌رویم که معمولا روی لپ تاپ‌های گیمینگ نصب می‌کنند.
جدیدترین لپ تاپ‌های گیمینگ Omen از دو پردازنده‌ی متفاوت استفاده کرده‌اند. در جدول زیر آنها را با هم مقایسه می‌کنیم:
| مشخصات فنی | AMD Ryzen 7 – 5800H | Intel Core i7-11800H |
| توان مصرفی | 35W | 35W |
| تعداد هسته | 8 | 8 |
| تعداد هسته مجازی | 16 | 16 |
| فرکانس پایه | 3.2GHz | 2.3GHz |
| فرکانس در حالت Turbo | 4.4GHz | 4.6GHz |
| مقدار کش | 16MB | 24MB |
| باس رم قابل ساپورت | 3200MHz | 3200MHz |
| مدل گرافیک آنبرد | AMD Radeon Graphic | Intel UHD Graphic |
| ویژگی‌های خاص | تکنولوژی ساخت 7nm | قابلیت گرافیک اشتراکی تا فرکانس 1.45GHz امکان خروجی تصویر 8K |
| نمره PassMark | 21656 | 21688 |
اگر طرفدار لپ تاپ‌های بیزنس کلاس باشید، حتما با لپ تاپ‌های Dell Inspiron آشنا هستید. طراحی زیبا و امکانات فوق العاده‌ی این لپ تاپ‌ها باعث محبوبیت بسیار زیادی میان کاربران مالتی میدیا شده است. دو نمونه از جدیدترین پردازنده‌های به کار رفته در این لپ تاپ‌ها را بررسی می‌کنیم:
| مشخصات فنی | AMD Ryzen 5 – 5500U | Intel Core i7-1135G7 |
| توان مصرفی | 10W | 28W |
| تعداد هسته | 6 | 4 |
| تعداد هسته مجازی | 12 | 8 |
| فرکانس پایه | 2.1GHz | 2.4GHz |
| فرکانس در حالت Turbo | 4.0GHz | 4.2GHz |
| مقدار کش | 8MB | 8MB |
| باس رم قابل ساپورت | 3200MHz | 3200MHz |
| مدل گرافیک آنبرد | AMD Radeon Graphic | Intel UHD Graphic |
| ویژگی‌های خاص | تکنولوژی ساخت 7nm | قابلیت گرافیک اشتراکی تا فرکانس 1.45GHz امکان خروجی تصویر 8K |
| نمره PassMark | 13280 | 10184 |
برای حسن ختام کار به بررسی دو مدل میان رده از پردازنده‌های Ryzen و Intel core خواهیم پرداخت:
| مشخصات فنی | AMD Ryzen 3 – 5300U | Intel Core i3-1125G4 |
| توان مصرفی | 10W | 12W |
| تعداد هسته | 4 | 4 |
| تعداد هسته مجازی | 8 | 8 |
| فرکانس پایه | 2.6GHz | 2.0GHz |
| فرکانس در حالت Turbo | 3.8GHz | 3.7GHz |
| مقدار کش | 4MB | 8MB |
| باس رم قابل ساپورت | 3200MHz | 3200MHz |
| مدل گرافیک آنبرد | AMD Radeon Graphic | Intel UHD Graphic |
| ویژگی‌های خاص | تکنولوژی ساخت 7nm | قابلیت گرافیک اشتراکی تا فرکانس 1.25GHz امکان خروجی تصویر 8K |
| نمره PassMark | 10133 | 10034 |
بررسی نکات تکمیلی درباره پردازنده‌های رایزن و اینتل
مقایسه پردازنده های اینتل و AMD از لحاظ قیمت
در گذشته، اگر به دنبال پردازنده با قیمت مناسب بودید، انتخاب شما AMD بود. با این حال، AMD با جدیدترین نسل پردازنده های Ryzen خود، از نظر قیمت از اجزای اینتل هم تراز بوده یا حتی از آن پیشی گرفته است. به عنوان مثال AMD Ryzen 9 3950X به راحتی یکی از گرانترین پردازنده ها است که با قیمت تقریبی 750 دلار عرضه می شود، اما شما وقتی در بعضی از بعضی از پردازنده های AMD این برچسب قیمتی شوکه آور را می بینید به دلیل این است که AMD ویژگی های اضافی زیادی مثل خنک‌کننده، امکان اورکلاک در بیشتر مدل‌ها و همچنین نرم‌افزارهایی مثل Precision Boost Overdrive برای اورکلاک خودکار پردازنده را به دست کاربر می‌رساند.
اینتل تلاش کرده با معرفی سری کامت لیک اس (نسل 10) و بدون افزایش قیمت پردازنده، هسته‌ها، رشته‌ها و ویژگی‌های بیشتری را به پردازنده‌های خود اضافه کند. اما از طرفی اینتل معمولا سیاست سخت گیرانه ای در بخش سوکت مادربرد دارد و نسبت به AMD سوکت ها را سریع تر عرضه میکند یعنی با خرید از اینتل، احتمال اینکه بتوانید با مادربورد فعلی خود از یک پردازنده جدید استفاده کنید یا پردازنده قدیمی خود را در یک مادربورد جدید مورد استفاده قرار دهید بسیار کم است. با این حال با توجه به ویژگی های که AMD در مقابل intel در یک بازه قیمتی عرضه می کند، می توان نتیجه گرفت که قیمت پردازنده های AMD معقول تر و مقرون به صرفه تر است.
مقایسه پردازنده AMD Ryzen و Intel Core از لحاظ کارایی
در بحث کارایی، اگر از گیمینگ صرف نظر کنیم، پردازنده‌های AMD در بحث عملکرد چند رشته‌ای عملکرد بسیار بهتری نسبت به intel ارائه می‌کنند که دلیل آن تعداد بیشتر هسته‌ها، رشته‌ها و حافظه کش بیشتر است اما در بحث عملکرد های تک رشته ای، پردازنده های intel معمولا نسبت به رقیب خود، عملکرد بهتری دارند.
نکته دیگری که وجود دارد این است که تنها برخی از پردازنده های AMD از گرافیک یکپارچه برخوردارند هستند اما پردازنده های اینتل از گرافیک یکپارچه مانند intel UHD Graphic و یاGraphic intel iris Xe برخوردارند. البته این گرافیک های یکپارچه آنچنان قوی نیستند و برای اجزای نرم افزار های سنگین ویرایش و ادیت و یا اجرای بازی ها ، شما به یک گرافیک مجزا نیاز پیدا خواهید کرد. بنابراین می توان متوجه شد که در بحث پردازش های چند هسته ای ، پردازنده های AMD از رقیب خود بهتر عمل می کنند و در بحث عملکرد های تک رشته ای، پردازنده های intel معمولا نسبت به رقیب خود، عملکرد بهتری دارند.
مقایسه پردازنده AMD Ryzen و Intel Core از لحاظ اور کلاک
وقتی اورکلاک پردازنده intel و AMD را مقایسه می کنید هیچ بحثی وجود ندارد که اینتل بیشترین میزان اورکلاک را ارائه می دهد ، به این معنی که شما با تراشه های اینتل می توانید عملکردی بیش از سرعت پایه نسبت به پردازنده AMD Ryzen داشته باشید. برای باز کردن قفل بهترین قابلیت های اورکلاک intel ، باید حق بیمه تراشه های سری K intel را پرداخت کرده و یک مادربرد گران قیمت سری Z خریداری کنید ، بدون اینکه از خنک کننده قابل فروش پس از فروش (ترجیحاً مایع) استفاده کنید. با این وجود ، به محض داشتن قطعات لازم ، این تراشه های intel به راحتی به حداکثر میزان فرکانس کاری خود می رسند. این میزان در پردازنده های نسل 10 اینتل (سری کامیت لیک) به حداکثر کلاک 5GHZ می رسد.
از طرفی AMD نسبت به intel در زمینه اورکلاک پردازنده ضعیف تر عمل کرده است. در حقیقت نهایت فرکانسی که شما با اورکلاک کردن تمام هسته‌های پردازنده AMD می‌توانید به آن دست پیدا کنید، چند صد مگاهرتز کمتر از نهایت فرکانس تک هسته‌ای آنها است. یعنی این که با اورکلاک کردن تمام هسته‌ها به احتمال زیاد در پردازش‌های سبک شاهد افت عملکرد پردازنده رو برو خواهید شد.
مقایسه پردازنده AMD Ryzen و Intel Core از لحاظ لیتوگرافی
چند فناوری اساسی وجود دارد که قدرت هر تراشه را تعیین می کند. اساسی ترین قاعده این است که هرچه nodeهای پردازشی متراکن تر و سایز ترانزیستور ها کوچک تر شوند، تراشه قوی تری خواهیم داشت. با توجه به این معیار پردازنده های AMD در مقابل پردازنده های اینتل را اگر بررسی کنیم ، AMD هم در لیتوگرافی و هم در معماری پیشتاز است.
اما اینکه آیا AMD واقعاً سرآمد فرآیند است یا نه ، موضوع بحث است: برخلاف intel ، AMD پردازنده های خود را تولید نمی کند. در عوض ، این شرکت پردازنده های خود را طراحی می کند و سپس با کارخانه های خارجی که در واقع تراشه ها را تولید می کنند ، قرارداد می بندد. در مورد پردازنده های Ryzen نسل فعلی AMD ، این شرکت برای تراشه های خود از ترکیبی از فرآیند 12 نانومتری GlobalFoundries و گره 7 نانومتری TSMC استفاده می کند که فرآیند دومی مهم تر است. از مزایای گره 7 نانومتری TSMC این بدان معنی است که AMD می تواند تراشه های ارزان تر ، سریع تر و متراکم تری با هسته های بیشتر و با توان مصرفی کم تر ایجاد کند.
گره 7 نانومتری TSMC توسط بسیاری از شرکت های دیگر مانند اپل و کوالکام مورد استفاده قرار می گیرد. نتیجه آن چیزی است که خود اینتل گره های 7 نانومتری AMD را در مقایسه با تراشه های 10 نانومتری و 14 نانومتری خود برتر می داند. اینتل مدت زیادی است که روی عدد 14 نانومتر گیر کرده و در پردازنده های نسل 10 , 11 لپ تاپ از لیتوگرافی 10 نانومتری استفاده کرده است . با توجه به این intel روی فرآیند لیتوگرافی 10 نانومتری سرمایه گذاری بسیار زیادی کرده است این احتمال وجود دارد که تا سال 2023 در همین لیتوگرافی بماند و سپس به سراغ لیتوگرافی 7 نانومتری برود، البته اینتل ادعا کرده است که توانسته به لیتوگرافی 7 نانومتری دست پیدا کند اما فرآیند تجاری سازی آن احتمالا از سال 2023 آغاز می شود.
مقایسه پردازنده AMD Ryzen و Intel Core از لحاظ معماری
هنگام مقایسه پردازنده های AMD و Intel ، باید در نظر بگیریم که دو تصمیم طراحی یعنی ارتباطات متقابل و ریز معماری. تأثیر زیادی بر عملکرد ، مقیاس پذیری پردازنده دارند. Fabric Infinity AMD به این شرکت اجازه می دهد تا چندین قالب را به یک پردازنده منسجم متصل کند. به این فکر کنید که قطعات متعددی از یک پازل است که با هم جمع می شوند و یک تصویر بزرگتر را تشکیل می دهند. این روش به AMD امکان می دهد از بسیاری از قالب های کوچک به جای یک قالب بزرگ استفاده کند و این روش باعث بهبود عملکرد و کاهش هزینه می شود. همچنین مقداری از مقیاس پذیری را به دست می دهد که ممکن است اینتل نتواند با اتصال شبکه مش جدید خود در داخل تراشه های HEDT مطابقت داشته باشد و بدون شک در پردازنده های دسکتاپ خود از bus حلقه ای اینتل پیشی می گیرد.
AMD برای اولین بار این مزیت را با ریز معماری Zen خود ، که از ابتدا برای مقیاس پذیری طراحی شده ، جفت کرد و 52٪ افزایش دستورالعمل در هر ساعت (IPC) نسبت به تراشه های قبلی بولدوزر AMD داشت. میکرو معماری ذن 2 با بهبود 15٪ دیگر IPC. ذن 3 با افزایش 19 درصدی IPC همراه است .
حرکت به سمت معماری Zen 2 ، پردازنده های AMD را با بهترین عملکرد اینتل از نظر عملکرد هسته تقریباً برابری می کند. این بیشتر به این دلیل است که اینتل روی 14 نانومتر گیر کرده است و معماری آن مخصوص گره هایی که روی آن ساخته شده اند طراحی شده است. این بدان معناست که میکرو معماری های جدید اینتل تنها می توانند از فرایندهای کوچکتر مانند 10 نانومتر استفاده کنند و این شرکت را برای تولید طولانی مدت محصولات 10 نانومتری آماده نمی کند. آنها می‌خواهند در آینده با توسعه ریزمعماری‌هایی که قابل استفاده در نودهای مختلف هستند این مشکل را برطرف کنند، اما تا آن زمان چاره‌ای به جز استفاده از ریزمعماری قدیمی Skylake ندارند.
ممقایسه پردازنده AMD Ryzen و Intel Core از لحاظ توان مصرفی
وقتی نوبت به مقایسه پردازنده های اینتل و AMD از نظر حرارت می‌رسد، معماری 7 نانومتری پردازنده‌های AMD تاثیر مثبت زیادی روی گرمای آنها می‌گذارد. مصرف انرژی نیز بیشتر از همه به طراحی محصول مثل لیتوگرافی و معماری بستگی دارد، اما معمولا هرچقدر مصرف یک پردازنده بالاتر باشد، حرارت آن نیز بالا خواهد بود.
اینتل در طول 5 سالی که از عرضه پردازنده‌های 14 نانومتری می‌گذرد توانسته تا 70 درصد نرخ انرژی به عملکرد آنها را بهبود ببخشد. اما این موضوع طی چند وقت اخیر و با عرضه پردازنده‌های جدید برعکس شده است. چراکه اینتل برای رقابت با AMD چاره‌ای به جز افزایش توان پردازنده‌های خود نداشته که در عوض سبب شده حرارت آنها نیز به نسبت قبل بیشتر باشد.
در طرف مقابل AMD از معماری 7 نانومتری در پردازنده‌های خود استفاده میکند که نسبت به معماری 14 نانومتری اینتل کارآمدی بیشتری دارد. البته اینتل با پردازنده های 10 نانومتری نسل 10 و11 لپتاپ خود توانسته توان مصرفی را تا حدی بهبود دهد اما باز هم در مقابل معماری 7 نانومتری AMD کارآمدی کم تری در توان مصرفی دارد.
کدام پردازنده مناسب شماست؟
بنابر تجربه‌ی کاری که داریم، کار کردن با پردازنده‌های اینتل راحت‌تر است. به عنوان مثال هنگام نصب ویندوز اگر از درایورهای اصلی AMD استفاده نکنید، ممکن است که هنگام پردازش و به خصوص پردازش تصویر ایراداتی به وجود بیاید.
از طرف دیگر دقت کنید که تقریبا هیچ لپ تاپ صنعتی (رندرینگ و مهندسی) از پردازنده رایزن استفاده نشده است. به این دلیل اساس کار محاسبات رندرینگ با پردازنده‌های Intel Core کاملا همخوانی دارد. اما در لپ تاپ‌های گیمینگ قضیه کمی متفاوت است.
در نهایت برای انتخاب پردازنده مناسب خود، ابتدا نوع کار خود را اولویت قرار دهید. سپس قدرت پردازش و در نهایت قیمت تمام شده‌ی دستگاه. با این شاخصه‌ها قطعا می‌توانید لپ تاپی مناسب با پردازنده‌ای قوی خریداری کنید.
سوالات متداول
پاسخ این سوال کار راحتی نیست، چراکه مدل‌های مختلفی از هر دو سری وجود دارد. پس بهتر است ابتدا نگاهی به مشخصات کلی و PassMark پردازنده مد نظر بیاندازیم و بعد اظهار نظر کنیم.
از آنجایی که محاسبات مربوط به بازی‌های گرافیکی چیز پیچیده‌ای نیست، انتخاب CPU کاملا سلیقه‌ای است. به عنوان مثال شرکت HP لپ تاپ های گیمینگ خود را با هر دو پردازنده معرفی میکند تا کاربر تصمیم بگیرد از کدام سیستم استفاده کند.
