E-Cores و P-Cores در CPU های اینتل چه معنایی دارند؟

تراشه‌های جدید Alder Lake اینتل (Intel) با دو مجموعه از هسته‌های CPU عرضه می‌شوند: هسته‌های E و هسته‌های P. اما چرا دو نوع هسته در یک CPU وجود دارد؟

هسته‌های پردازشی موجود در CPU کامپیوتر شما در طول سال‌ها به‌طور پیوسته تکامل یافته‌اند. در ابتدا، پردازنده‌های تک هسته‌ای وجود داشتند، اما به سرعت به چند رشته ای و سپس ستاپ‌های چند هسته‌ای (شامل طراحی‌های دو هسته‌ای، چهار هسته‌ای، هشت هسته‌ای و غیره) تکامل یافتند.

پردازنده‌های نسل 12 و 13 اینتل، با ارائه‌ی یک نوآوری جذاب و غیرمنتظره، دو نوع هسته‌ی متفاوت به نام‌های E-Core و P-Core را در یک بسته‌ی پردازشی CPU قراردادند.

اما به نظر شما، هسته‌های E-Core و P-Core اینتل چیست؟ و به نظر شما، چرا باید به آن‌ها اهمیت دهید؟

چرا پردازنده‌های اینتل با هسته‌های مختلف عرضه می‌شوند؟

تا به حال، رایانه‌های x86 از طرح هسته تشکیل شده است که بیشتر بخش‌های آن‌ها یکسان هستند. هر هسته قابلیت پردازش و سرعت با یکدیگر مشابه است (با در نظر گرفتن احتمال نوساناتی که به علت فرایند تولید سیلیکون ممکن است ایجاد شود). زمانی که طراحی چند هسته‌ای برای تقسیم عملیات بین تمام هسته‌ها با هدف افزایش سرعت انجام داده می‌شود، این طرح منطقی به نظر می‌رسد.

اما زمانی که شرکت بریتانیایی Arm با معماری Big.LITTLE ، یک تغییر جدید در این زمینه ایجاد کرد، این موضوع تغییر کرد. در معماری Arm، دو مجموعه از هسته‌ها وظایف مختلفی را بر عهده دارند. هسته‌های بزرگ، با تمرکز بر کارایی، به اجرای کارهای سنگین می‌پردازند، در حالی که هسته‌های کوچک، با تمرکز بر کارایی، وظایف پشت زمینه را بر عهده دارند و در عین حال، مصرف کمتری دارند. این ترکیب به Arm امکان افزایش عملکرد چیپ خود را با کاهش مصرف انرژی بخشید.

این دقیقاً همان چیزی است که اینتل در اینجا انجام می دهد. دو مجموعه از هسته‌های با وظایف مختلف وجود دارد. اینتل در ابتدا با چیپ‌های موبایل Lakefield خود تجربه طرح مذکور را کرد، که شامل یک هسته P و چهار هسته E بود. در حالی که نسخه اولیه بازدهی مختلطی داشت، اما شرکت بعد از آن این روش را در مجموعه پردازنده‌های Alder Lake و سپس نسل بعدی، Raptor Lake به کار برده و از آن استقبال شد.

شایعات حاکی از آن است که AMD نیز قرار است به زودی این طرح را برای چیپ‌های Ryzen خود انجام دهد، اما تا کنون شرکت گزارشی در این مورد نداده است. با این حال، سایت Hardware Times در مورد CPU ای از AMD که مزاحم استفاده از طرح big.LITTLE بود، گزارش داد و InstLax64 در توییتر ابتدایی‌ترین نسخه را اعلام کرد.

طرح E-Core و P-Core در چیپ کانفیگوری اینتل، تقریباً به همان شکلی است که Arm برای سال‌ها با طرح big.LITTLE به کار می‌برد و تا به حال، به عنوان یک ارتقاء مناسب از سایر طرح‌های هسته x86 مورد استفاده قرار گرفته است.

Intel P-Core چیست؟

بیایید با توضیح اینکه P-Core (هسته‌ی عملکرد) چیست، شروع کنیم.

در مجموعه دو شاخص هسته‌ای متفاوت اینتل، P-Cores قدرتمندترین هسته‌ها در چیپ هستند. این هسته‌ها بیشترین انرژی را مصرف می‌کنند، با بالاترین سرعت ساعت به کار می‌روند و به طور کلی دستورالعمل‌ها و وظایف را سریع و ساده انجام می‌دهند. این هسته‌ها عملاً “اصلی” در چیپ هستند که بیشترین میزان کار سخت را انجام می‌دهند و بار سنگینی را بر عهده دارند. در CPU جدید اینتل، P-Cores بر اساس معماری Golden Cove یا Raptor Cove (بر اساس نسل 12 یا 13) با پشتیبانی از هسته‌های قدیمی Cypress Cove که در چیپ‌های Rocket Lake (نسل 11) استفاده شده بودند، ساخته می‌شوند.

بطور کلی، P-Core معمولاً به اجرای کارهای سنگین مانند بازی‌ها یا بارهای پردازشی بزرگتر، و همچنین برای بارهای کاری دیگر که به طور کلی از عملکرد یک هسته بهره می‌برند، اختصاص داده می‌شود. در گذشته، وقتی که هسته‌های یک چیپ اینتل همگی یکسان بودند، همه دستورالعمل‌های رایانه‌ای به صورت یکسان بین همه هسته‌ها توزیع می‌شدند. همچنین، P-Cores از Hyperthreading پشتیبانی می‌کنند، به این معنی که هر هسته دو رشته پردازشی را برای پردازش بارهای بهتر دارد.

Intel E-Core چیست؟

P-Core ها در واقع، همان هسته‌هایی هستند که سال‌هاست می‌شناسیم. اما ستاره واقعی پردازنده‌های جدید اینجا E-Core ها، یا هسته‌های کارایی (Efficiency) می‌باشند که واقعاً چیز بزرگ و جدید در طرح این پردازنده‌ها هستند. اگر چه P-Core ها تمام عناوین را به خود اختصاص داده‌اند، اما E-Core ها برای انجام کارهای روزانه به کار می‌روند.

E-Core ها نسبت به P-Core ها کوچکتر هستند و قدرت کمتری دارند، اما در عین حال کمترین مصرف انرژی را نیز دارند. تمرکز کلی آن‌ها بر قدرت کارایی و دستیابی به بهترین عملکرد در هر وات است. پس، E-Core به واقع چه کاری انجام می‌دهد؟ با ترکیب با تنظیمات P-Core، بارهای کاری چند هسته‌ای و دیگر نوع بارهای پشت زمینه را به عهده می‌گیرند، در حالی که P-Core ها اکثراً برای بارهای سنگین ترانهادر بودجه خود باقی می‌مانند.

در چیپ Intel نسل 12 و 13، E-Core ها بر اساس معماری Gracemont اینتل ایجاد شده‌اند. این معماری جانشین Tremont است که در برخی از چیپ‌های لپ تاپ Pentium Gold و Celeron استفاده می‌شود. آن‌ها در حد کارایی پایین و با سرعت ساعت پایین (تا 700 مگاهرتز در برخی از چیپ های موبایل) انجام می‌شوند. با این وجود، Intel می خواهد عملکرد آن‌ها را نسبت به هسته‌های نسل‌های قبلی خود به رخ بکشد.

P-Cores و E-Cores چگونه با هم کار می کنند؟

به طور خلاصه، عملکرد چیپ های نسل دوازدهم شرکت اینتل به خوبی کار می‌کند. با توجه به گفته شرکت اینتل، هسته‌های P در چیپ‌های نسل دوازدهم، با 19% عملکرد بهتری نسبت به هسته‌های موجود در چیپ‌های نسل یازدهم شرکت اینتل دارند و هسته‌های چیپ‌های نسل سیزدهم این را تنها بهبود می‌بخشند. همچنین، هسته‌های E شرکت اینتل نیز به خوبی عمل می‌کنند و با مصرف توان مشابه با چیپ‌های Skylake، با 40% ، عملکرد بهتری ارائه می‌دهند. معماری Skylake در سال 2015 معرفی شد، اما هنوز هم در برخی کامپیوترهای گیمینگ قدیمی استفاده می‌شود، بنابراین برای هسته‌هایی که باید مصرف توان کمی داشته باشند، این عملکرد بسیار خوب است.

با این پیچیدگی هسته جدید، شرکت اینتل خود را دوباره در صدر رقابت عملکرد CPU قرار داد. این چیپ‌ها نه تنها برای بازی بهینه هستند، بلکه برای اهداف تولیدی نیز عالی هستند، یکی از دلایل آن ترکیب هسته‌های E و P است. در اینجا، اصلا به “هسته‌های عملکرد در مقابل هسته‌های کارایی” نمی‌رسد، بلکه به این می‌رسد که هسته‌های عملکرد و هسته‌های کارآمد چگونه می‌توانند با همکاری عملکرد کلی را بهبود بخشند.

در بررسی عملکرد، چیپ های جدید اینتل نشان دهنده عملکرد فوق العاده در هسته تنها و امتیازات چند هسته‌ای است که نشانگر چند‌منظوره شدن جدید آنها است. چیپ های اینتل به دلیل عملکرد فوق العاده هسته تنها شناخته می شوند، اما در بسیاری از موارد عقب افتاده و در خلال استفاده از چند هسته‌ای با AMD رقابت نمی‌توانستند بکنند. با پیکربندی هسته جدید خود، اینتل توانست این وضعیت را تغییر دهد.

همانطور که پیش از این بیان شد، AMD میداند که فرمول پیروزمندانه‌ای دارد. در حالی که Ryzen 7000 با چیدمانی از هسته‌های Zen 4 با ویژگی‌های مشابه به بازار عرضه شد، گفته می‌شود که پردازنده‌های Ryzen 8000، زمانیکه عرضه شوند، با معماری هیبریدی CPU مشابهی رونمایی خواهند شد.

CPU های هیبریدی آینده را می سازند!

اگرچه ایده هسته‌های عملکرد و کارآیی در دنیای تکنولوژی جدید نیست، اما برای معماری x86 تازگی دارد و این باعث شده که شرکت Intel نتایج شگفت‌انگیزی را به دست آورده باشد. به همین دلیل، تعداد هسته‌ها در پردازنده‌های شرکت Intel افزایش یافته و با آن‌ها، عملکرد نیز بهبود یافته است.

این یکی از مهمترین پیشرفت‌ها در دنیای کامپیوتر است، حتی در نسخه اولیه آن، و ما بی صبرانه منتظر بروزرسانی‌های آینده آن می باشیم.