طراحی وب سایت

امروزه کارت های گرافیکی بازار بسیار خوبی دارند و برای شرکت های تولید کننده آن بسیار سودآور هستند. اگر به گذشته این محصولات نگاه کنیم و از نام هایی که امروز مطرح نیستند صرف نظر کنیم، ابتدا شرکت کانادایی ati را می بینیم. این شرکت سال 1985 تاسیس شد و به عنوان تولیدکننده کارت گرافیکی برای رایانه های آی بی ام و کومودور مطرح بود تا این که 2سال بعد، شرکت مستقلی شد و شروع به تولید کارت گرافیک با نام تجاری خود کرد. پادشاهی ati چند سالی ادامه پیدا کرد تا اینکه شرکت انویدیا در سال 1993 از سانتاکلارای کالیفورنیا پا به صنعت گذاشت و به تدریج موفق شد خود را به عنوان رقیب اصلی ati مطرح کند. جالب است بدانید که بنیان گذاران این شرکت، قبلا تجربه کارکردن در شرکت های amd و سان میکروسیستمز را داشته اند. از سال 2000 که خریدن شرکت کوچک تر توسط بزرگ ترها رایج شد، انویدیا و ati شروع به خریدن کردند و به ابر شرکت هایی تبدیل شدند. این دو شرکت در دهه گذشته در تمام عرصه ها با یکدیگر رقیب بودند و در هر زمینه ای که یکی پیشی می گرفت و نوآوری می کرد، دیگری خود را می رساند. اگر انویدیا هسته گرافیکی کنسول های بازی ps3 و اکس باکس را تولید کرد، در عوض ati هسته گرافیکی گیم کیوب1 و wii و اکس باکس360 را تولید کرد. اگر ati سری رادیون را برای کامپیوترهای خانگی تولید می کند، انویدیا سری جیفورس را تولید می کند. اگر انویدیا تکنولوژی sli برای موازی کردن دو کارت گرافیک را دارد، ati تکنولوژی کراس فایر2 را پشتیبانی می کند و اگر ati برای تحقق gpgpu خط تولید فایراستریم3 را آغاز می کند، انویدیا تسلا4 را معرفی می کند. پس از اینکه amd موفق شد که ati را زیرمجموعه خود کند و درون شرکت آن را با نام گروه تولیدات گرافیکی5 بنامد، رایانه هایی تولید شد که کارت گرافیک، چیپ ست و پردازنده آن متعلق به یک شرکت بود و به همین دلیل امید کارایی بالایی از این رایانه می رفت. در این میان، انویدیا زیاد متضرر نمی شد چون همچنان می توانست کارت های گرافیکی خود را برای سیستم هایی با پردازنده های amd یا اینتل تولید کند. در این میان، این اینتل است که از رقیب خود amd عقب افتاده است و برای این شرکت، نداشتن کارت گرافیکی ضرر است. به نظر نمی رسد که اینتل بتواند شرکت انویدیا را بخرد و شرکت بزرگ دیگری نیز وجود ندارد که توان رقابت با amd/ati را داشته باشد و اینجاست که اینتل باید روی پای خودش بایستند و کارت گرافیک تولید کند؛ بله، اینتل تصمیم گرفته کارت گرافیک تولید کند. این کارت های گرافیکی که مژده رسیدن آن اوایل بهمن ماه امسال به گوش خواهد رسید، لارابی6 نام دارند. لارابی معماری جدیدی از اینتل است که برای اولین بار در در کنفرانس siggraph2008 توسط اینتل معرفی شد. (siggraph کنفرانس سالانه ای در زمینه گرافیک رایانه ای است که معمولا در ماه اگوست برگزار می شود.) در رابطه با تاریچه گرافیکی اینتل باید گفت که این شرکت چیپ های گرافیکی تولید می کند که با مادربورد تولید می شوند، مجزا فروخته نمی شوند و gma نام دارند. ولی این چیپ ها به هیچ وجه توان رقابت با کارت های گرافیکی انویدیا یا amd/ati را ندارند و مخصوص سرور یا رایانه هایی هستند که نیازی به انجام عملیات پیچیده گرافیکی ندارند و تنها یک خروجی تصویر می خواهند. معماری لارابی نسل بعدی gma نیست و کاملا متفاوت است. لارابی برای دو بازار تولید می شود که اول کارت گرافیک های رایانه های شخصی، که در این بازار رقبای سر سختی مثل جیفورس و رادیون را پیش رو خواهد داشت و دوم gpgpu که در این بازار نیز باید با فایراستریم و تسلا رقابت کند. در ادامه به بررسی برخی خصوصیات این معماری و کارایی حدودی آن و نیز برنامه نویسی گرافیکی در آن می پردازیم.
خصوصیات معماری طراحان معماری لارابی، همان تیم طراح معماری موفق نهالم7 هستند(معماری نهالم ویژه افزایش کارایی بدون افزایش اندازه طراحی شد و در تولید پردازنده بی رقیب corei7 مورد استفاده قرار گرفت). لارابی در واقع نام معماری چندین هسته ای است که هسته های باهم مشابه هستند و قابلیت محاسبات برداری آنها تقویت شده است. هسته ها از نوع in-order هستند؛ به این معنی که ترتیب دستورالعمل ها در خط لوله8 آنها عوض نمی شود. اغلب پردازنده های اینتل، out-of-order هستند یعنی چند دستور غیروابسته به طور همزمان می توانند اجرا شوند. پیش بینی اینکه کدام دستورها می توانند موازی اجرا شوند به عهده سخت افزاری است که بخش اعظمی از پردازنده را اشغال می کند. این معماری ویژه محاسبات سنگین موازی طراحی شده است. هسته ها از پنتیوم مشتق شده اند و برخی دستورات ویژه گرافیک، به مجموعه دستورالعمل های آنها اضافه شده است. در تصویر، معماری یکی از هسته های لارابی را مشاهده کنید که این هسته از طریق شبکه حلقوی با باقی هسته ها در ارتباط خواهد بود. مقدار حافظه نهان سطح اول9 32کیلوبایت پیش بینی شده که دوبرابر مقدار حافظه نهان سطح اول در کارت های گرافیکی انویدیاست. حافظه سطح اول این هسته ها بسیار سریع است و زمان دسترسی به آن با زمان دسترسی به ثبات ها برابر است. حافظه نهان سطح دوم در کارت های گرافیکی انویدیا وجود ندارد ولی برای هسته های لارابی تعبیه شده است و اندازه آن 256کیلوبایت است. هسته های لارابی و کودا10 هرکدام توانایی اجرای 4 نخ را به طور همزمان دارند. دستورالعمل پس از دیکود شدن، برای مرحله اجرا به یکی از دو واحد vu11 و su12 که ثبات های مجزا و مخصوص به خود را دارند، ارسال می شود. vu توانایی اجرای دستوری یکسان، روی 16 داده مختلف را دارد. لارابی برای اجرای موازی چندین نخ آنها را به دسته های 16تایی تقسیم می کند و اجرای هر دسته را به vu می سپارد(این تقسیم بندی در معماری کودا متفاوت است و بدین صورت است که نخ ها به دسته های 32تایی تقسیم می شوند و اجرای هر دسته به یک sm13 سپرده می شود که خود پردازنده ای هشت هسته است). vu توانای اجرای هردو عملیات ممیز شناور و صحیح را دارد. در لارابی خلاف معماری کودا، زمان بندی نخ ها توسط نرم افزار صورت می گیرد. عملیاتی مانند rasterization و interpolation و post-shader alpha blending نیز توسط نرم افزار پیاده سازی و کنترل می شود که انعطاف پذیری بالایی نسبت به حالتی که سخت افزاری پیاده سازی شود، پدید می آورد. البته کنترل نرم افزاری گاهی سربار زیادی تولید کند که از سرعت سیستم می کاهد به همین منظور در مورد عملیات texture و scatter-gather پیاده سازی سخت افزاری ترجیح داده شده است.
نحوه برنامه نویسی برای نوشتن برنامه ای که روی کارت گرافیک های لارابی اجرا شود، larrabee native طراحی می شود که کامپایلر مخصوص نیز خواهد داشت. بسیاری از کدهای نوشته شده به زبان c/c++ استاندارد بدون تغییر و با کامپایل کردن دوباره روی لارابی اجرا خواهند شد. برای برنامه نویسی موازی، لارابی نیتیو چندین کتابخانه مدیریت نخ را پشتیبانی خواهد کرد که thread building blocks و posix threading و openmp از آن جمله اند.
کارایی حدودی برگ برنده لارابی در مقابل کارت های گرافیکی دیگر، معماری x86 آن است که می تواند سیستم عامل ها و برنامه های بسیاری را اجرا کند. همان طور که گفته شد، لارابی در زمینه های سلسله مراتب حافظه، تقسیم بار موازی و پشتیبانی عملیات گرافیکی (سخت افزاری یا نرم افزاری) تفاوت های عمده ای با دیگر کارت های گرافیکی دارد و نمی توان درباره کارایی دقیق آن اظهارنظر کرد، ولی مقالات و گفته های زیادی وجود دارد که اعلام می کند کارت گرافیک لارابی برای رایانه های شخصی، قدرتی نزدیک به geforce gtx 285 دارد. اما با سابقه و نبوغی که از اینتل سراغ داریم، انتظار می رود در زمان عرضه محصول قوی تری را شاهد باشیم. برای تجربه کردن کارت گرافیک های لارابی،دست کم باید تا بهمن ماه صبر کنیم. اگر اینتل بتواند لارابی را با پردازنده های خود هماهنگ کند، برگ جدیدی از رقابت های اینتل و amd ورق خواهد خورد. در این میان، به نظر می رسد که انویدیا عقب ضربه خواهد خورد. انویدیا که بدون شک بی کار نخواهد نشست، شاید تا چند سال دیگر شروع به تولید پردازنده کند تا مثل رقبایش، هم پردازنده مرکزی و هم پردازنده گرافیک یک سیستم، متعلق به خودش باشد. منابع [1] larrabee: a many-core x86 architecture for visual computing, siggraph 2008 white paper [2] http://en.wikipedia.org/wiki/ati [3] http://en.wikipedia.org/wiki/nvidia [4] http://en.wikipedia.org/wiki/larrabee_(gpu) پی نوشت 1. gamecube 2. crossfire 3. firestream 4. tesla 5. graphics product group 6. larrabee 7. nehalem 8. pipeline 9. l1 cache 10. cuda 11. vector unit 12. scalar unit 13. streaming multiprocessor
احمد لشگر

منبع : جام جم آنلاین  تاریخ : 19   مهر   1388  شاخه : سخت افزار