پردازنده یا CPU (واحد پردازش مرکزی)، مغز کامپیوتر شماست. این قطعه کوچک مسئول اجرای دستورات و انجام محاسبات است. از سال ۲۰۱۷، شرکت AMD با معرفی معماری انقلابی خود به نام Zen، چشم‌انداز دنیای پردازنده‌ها را برای همیشه تغییر داد. این طراحی نه تنها عملکرد را به سطح جدیدی رساند، بلکه رقابت را به بازاری که سال‌ها در انحصار بود، بازگرداند.
این مقاله شما را به سفری در تاریخ تکامل معماری Zen می‌برد. ما مفاهیم کلیدی را به زبان ساده توضیح می‌دهیم و نسل‌های مختلف این فناوری، از گذشته تا آینده، را بررسی می‌کنیم.
——————————————————————————–
۱. مفاهیم کلیدی: آشنایی با زبان پردازنده‌ها
قبل از اینکه به نسل‌های مختلف Zen بپردازیم، بهتر است با چند مفهوم اساسی که عملکرد یک پردازنده را تعریف می‌کنند، آشنا شویم.
۱.۱. گره پردازشی (nm) چیست؟ کوچک‌تر یعنی بهتر!
گره پردازشی یا “Process Node” که با واحد نانومتر (nm) اندازه‌گیری می‌شود، به ابعاد ترانزیستورهای روی یک تراشه اشاره دارد. هرچه این عدد کوچک‌تر باشد، بهتر است.
تشبیه ساده: یک تراشه را مانند یک کارخانه و ترانزیستورها را مانند کارگران آن در نظر بگیرید. یک گره پردازشی کوچک‌تر به این معناست که کارگران کوچک‌تر شده‌اند و می‌توان تعداد بسیار بیشتری از آن‌ها را در همان فضای کارخانه جای داد. کارگران بیشتر یعنی کارهای بیشتری به‌طور همزمان انجام می‌شود و چون به هم نزدیک‌تر هستند، برای ارتباط با یکدیگر انرژی کمتری مصرف می‌کنند.
در ادامه، سیر پیشرفت گره‌های پردازشی شرکت TSMC که AMD از آن‌ها استفاده کرده یا خواهد کرد، آمده است:
• 7nm: برای Zen 2 استفاده شد (تولید انبوه از ۲۰۱۸)
• 5nm: برای Zen 4 استفاده شد (تولید انبوه از ۲۰۲۰)
• 4nm/3nm: برای Zen 5 استفاده شد (تولید انبوه از ۲۰۲۲-۲۰۲۳)
• 2nm: برای Zen 6 برنامه‌ریزی شده است
۱.۲. IPC به چه معناست؟ سرعت در برابر هوشمندی
IPC مخفف Instructions Per Clock (دستورالعمل در هر سیکل ساعت) است. این معیار نشان می‌دهد که یک پردازنده در هر سیکل کاری خود (که با گیگاهرتز یا GHz اندازه‌گیری می‌شود) چقدر «هوشمندانه» کار می‌کند. IPC یک معیار حیاتی برای سنجش بهره‌وری پردازنده، مستقل از سرعت کلاک آن است.
تشبیه ساده: دو آشپز را تصور کنید. آشپز الف (با سرعت کلاک بالا) خیلی سریع کار می‌کند اما در هر حرکت فقط می‌تواند یک سبزی را خرد کند. آشپز ب (با IPC بالا) با سرعت معمولی کار می‌کند اما می‌تواند با یک حرکت هوشمندانه، سه سبزی مختلف را خرد کند. حتی اگر آشپز الف سریع‌تر باشد، آشپز ب در همان زمان کار بیشتری انجام می‌دهد، زیرا هر عمل او کارآمدتر است.
معماری Zen 3 به‌خاطر افزایش چشمگیر در IPC مشهور شد.
۱.۳. شتاب‌دهی هوش مصنوعی (AI) یعنی چه؟
شتاب‌دهی هوش مصنوعی در یک پردازنده به این معناست که بخش‌های تخصصی در داخل آن برای انجام وظایف هوش مصنوعی مانند یادگیری ماشین یا بهبود کیفیت تصویر در بازی‌ها (Upscaling) طراحی شده‌اند. به گفته لیزا سو، مدیرعامل AMD، بازار هوش مصنوعی یک فرصت عظیم است و به همین دلیل معماری‌های آینده Zen به‌شدت روی این ویژگی تمرکز دارند.
اکنون که با این مفاهیم اصلی آشنا شدیم، بیایید در زمان سفر کنیم و ببینیم اولین پردازنده‌های Zen چگونه یک انقلاب را آغاز کردند.
——————————————————————————–
۲. آغاز یک انقلاب: از Zen 1 تا Zen 3
این بخش به سه نسل اول Zen می‌پردازد؛ دورانی که در آن AMD مجدداً به‌عنوان یک رقیب جدی ظاهر شد و به‌طور مداوم مرزهای عملکرد و فناوری را جابجا کرد.
خلاصه نسل‌های اولیه
پیشرفتهای کلیدی سه نسل اول Zen را می‌توان در جدول زیر خلاصه کرد:
| نسل (Generation) | نوآوری کلیدی (Key Innovation) | گره پردازشی (Process Node) |
| Zen 1 | شکستن انحصار اینتل | 14nm |
| Zen 2 | معرفی فناوری ۷ نانومتری | 7nm |
| Zen 3 | افزایش چشمگیر IPC | 7nm |
این نسل‌های اولیه زمینه را برای دوران مدرن فراهم کردند، جایی که پشتیبانی از فناوری‌های جدید و ادغام هوش مصنوعی به اولویت اصلی تبدیل شد.
——————————————————————————–
۳. دوران مدرن: Zen 4 و Zen 5
با Zen 4 و Zen 5، تمرکز AMD به سمت آماده‌سازی پلتفرم برای آینده و ادغام عمیق‌تر هوش مصنوعی معطوف شد.
۳.۱. Zen 4: آغازی برای فناوری‌های جدید
معماری Zen 4 دو ویژگی بسیار مهم را برای کاربران معرفی کرد که تأثیر زیادی بر عملکرد کلی سیستم داشت:
• پشتیبانی از DDR5: این فناوری به پردازنده اجازه می‌دهد تا به حافظه رم سریع‌تری دسترسی داشته باشد، که منجر به افزایش سرعت و پاسخ‌گویی کلی کامپیوتر می‌شود.
• پشتیبانی از PCIe 5.0: این استاندارد یک اتصال بسیار سریع‌تر برای قطعاتی مانند کارت‌های گرافیک و حافظه‌های ذخیره‌سازی (SSD) فراهم می‌کند.
۳.۲. Zen 5: هوش مصنوعی وارد می‌شود
مهم‌ترین دستاورد Zen 5، ادغام دستورالعمل‌های اختصاصی هوش مصنوعی بود. این ویژگی باعث شد پردازنده در اجرای برنامه‌های مدرن و قابلیت‌های مبتنی بر AI در سیستم‌عامل‌ها، کارآمدتر عمل کند.
با تکیه بر این پیشرفتهای مدرن، نقشه راه AMD نگاهی هیجان‌انگیز به آینده‌ای دارد که توسط پردازنده‌هایی حتی کوچک‌تر و هوشمندتر قدرت می‌گیرد.
——————————————————————————–
۴. نگاهی به آینده: Zen 6 و فراتر از آن
Zen 6 جهش بزرگ بعدی در نقشه راه AMD است که با انتقال به یک فرآیند ساخت پیشرفته و جدید، تحولی دیگر را نوید می‌دهد.
۴.۱. Zen 6: جهش به دنیای ۲ نانومتری
انتظار می‌رود معماری Zen 6 که برای عرضه در حدود سال ۲۰۲۶ برنامه‌ریزی شده است، دارای ویژگی‌های برجسته زیر باشد:
• فرایند ساخت ۲ نانومتری: Zen 6 بر پایه گره ۲ نانومتری شرکت TSMC ساخته خواهد شد که منجر به بهبودهای بزرگی در عملکرد و بهره‌وری انرژی می‌شود.
• افزایش IPC: پیش‌بینی می‌شود که IPC این نسل ۱۵ تا ۲۰ درصد افزایش یابد. این یعنی هر هسته، مطابق با مثالی که گفتیم، مانند «آشپز هوشمندتری» عمل کرده و در هر سیکل کاری، وظایف بیشتری را به انجام می‌رساند.
• تمرکز بر هوش مصنوعی: این معماری دارای واحدهای شتاب‌دهنده هوش مصنوعی پیشرفتهای خواهد بود که مستقیماً در پردازنده تعبیه شده‌اند.
• پشتیبانی از حافظه و درگاه‌های جدید: انتظار می‌رود از فناوری‌های آینده مانند حافظه DDR6 و درگاه PCIe 6.0 پشتیبانی کند.
• نام‌های رمز: نام رمز پردازنده‌های سرور این نسل “Venice” و پردازنده‌های دسکتاپ “Medusa” (که با نام پلتفرم “Olympic Ridge” نیز شناخته می‌شود) خواهد بود.
۴.۲. Zen 7: عصر جدید هوش مصنوعی
Zen 7 گام بعدی در چشم‌انداز AMD است. اگرچه جزئیات آن هنوز کم است، اما تمرکز اصلی آن بر روی یک “موتور ماتریس جدید” (New Matrix Engine) خواهد بود که برای افزایش چشمگیر توانایی‌های محاسباتی هوش مصنوعی طراحی شده است.
برای مشاهده کل این سفر در یک نگاه، جدول زمانی زیر خلاصه‌ای از مسیر طی شده توسط Zen را ارائه می‌دهد.
——————————————————————————–
۵. جدول زمانی تکامل Zen
این جدول، تکامل معماری Zen را از ابتدا تا آینده‌ای که در پیش است، به صورت خلاصه نمایش می‌دهد.
| معماری (Architecture) | سال معرفی تقریبی (Approx. Launch Year) | گره پردازشی (Process Node) | مهم‌ترین دستاورد (Most Important Achievement) |
| Zen 1 | ۲۰۱۷ | 14nm | بازگشت به رقابت و شکست انحصار |
| Zen 2 | ۲۰۱۹ | 7nm | اولین پردازنده ۷ نانومتری |
| Zen 3 | ۲۰۲۰ | 7nm | افزایش چشمگیر IPC |
| Zen 4 | ۲۰۲۲ | 5nm | پشتیبانی از DDR5 و PCIe 5.0 |
| Zen 5 | ۲۰۲۴ | 4nm / 3nm | شتاب‌دهی هوش مصنوعی |
| Zen 6 | ۲۰۲۶ | 2nm | جهش به فرآیند ۲ نانومتری |
——————————————————————————–
نتیجه‌گیری: چرا این تکامل برای شما اهمیت دارد؟
این تکامل مداوم به سمت پردازنده‌های کوچک‌تر، سریع‌تر و هوشمندتر، همان چیزی است که فناوری مورد استفاده روزمره شما را ممکن می‌سازد. از اجرای روان‌تر بازی‌ها و رندر سریع‌تر ویدیوها گرفته تا قابلیت‌های قدرتمند هوش مصنوعی که در برنامه‌های محبوب شما ظاهر می‌شوند، همگی حاصل این نوآوری‌ها هستند. این سفر نشان می‌دهد که AMD چگونه با هر نسل از Zen، مرزهای ممکن را جابجا کرده و این مسیر نوآوری هنوز تا پایان راه، فاصله زیادی دارد.
منبع: https://digiato.com/computers-hardware/amd-zen-6-2nm-zen-7-roadmap
