أفضل مقالة للمقارنة بين معالجات RISC ومعالجات X86 من جامعة ستانفورد

[Salem AL Fituri]

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته
الصراحة بداء اعجابي بمعالجات RISC عندما قمت ببحث سابق لي عن معالج Cell BE الموجود يمحاورة PS3 .
وهالني مارأيت من تفوق واضح وكبير لمعالج الـ Cell على كافة معالجات INTEL الرباعية وسداسية النواة وبشكل كبير جداً .
في البداية اقول لكم ماهو الفرق بين معالجات RISC او (reduced instruction set computing)
و CISC او (Complex instruction set computer ) معالجات X86
أولاً معمارية RISC
1_لاتعتمد على التعليمات الجاهزة مثل معالجات Intel (معالجات CISC)
مايقلل التأخير الحاصل لترجمة الاوامر Microcode Unit (في معالجات CISC)
2_(تنفيذ الأوامر يكون مباشرة دون ترجمة) عكس معالجات Intel
. كل أمر يستغرق دورة معالجة وحيدة أو أقل
3_. احتوائه على العديد من مجاميع المسجلات Many Register Sets (وهي مهمة للغاية لسرعة تنفيد التعليمات) (بسبب ألغاء وحدة MicroCode )
عيوبها صعوبة البرمجة عليه مقارنة ب CISC لانها تحتاج العديد من التعليمات البرمجية لتنفيد عملية ما ..

ثانياً معمارية CISC
1_تحتوى على عدد كبير من التعليمات (كل ما زاد عدد الأوامر زادت سهولة البرمجة)
2_. كل أمر يستغرق أكثر من دورة معالجة لكي ينفد.
. عيوبها يزيد التعقيد في بناء المعالج حيث ستحتاج إلى وحدة ترجمة معقدة داخل نفس المعالج
للتعرف على كم الأوامر الكبير و سيستغرق الأمر وقتا إضافيا داخل وحدة الترجمة MicrocodeUnit حتى يتم تفسيره .بالاضافة لقلة وحدات Register Set مقارنة ب RISC .

https://i40.tinypic.com/1z4cr4z.jpg

سبب انتشار معالجات X86 او CISC
هو وجود العديد من البرامج ولغات البرمجة الجاهز الداعمة لها بشكل اكبر من معالجات RISC
ماجعل اغلب الصانعين لمعالجات RISC غير قادرين على انتاج بكميات كبيرة مقارنة ب X86 ماجعل تكلفتها عالية جداً وأفضل مثال هو أجهزة Power PC (https://en.wikipedia.org/wiki/Power_PC)و AMIGA (https://en.wikipedia.org/wiki/Amiga)
https://cse.stanford.edu/logo.cse.gif المقالة هنا
(https://cse.stanford.edu/class/sophomore-college/projects-00/risc/risccisc/)مواضيع دات علاقة
أقوى سيرفرات على الأطلاق IBM BladeCenter QS22 (https://www.arabhardware.net/forum/showthread.php?t=99713)
كيف يعمل المعالج (https://www.khayma.com/myoasis/cphpw.htm)

[unbeatable97]

ما شاء الله اخى هيتمان
معلومات قيمة جدا و على مستوى عالى
لا تخرج الا من خبير

[Salem AL Fituri]

ما شاء الله اخى هيتمان
معلومات قيمة جدا و على مستوى عالى
لا تخرج الا من خبير
بارك الله فيك اخي unbeatable97 على كلامك الطيب الي أسعدني الصراحة.
ولكن خبرتي لا تعتبر شيء أمام خبراء المنتدى فمنهم من يمكلك شهادات وخبرات عملية في مجاله ..ولأسف فمند تخرجت لم أشتغل في مجال تخصصي وأكتفيت بمتابعة الاخبار والتطورات في عالم الحاسوب ..
المهم أن تكون فيه استفادة من قبل الاعضاء ولا يكبروا من قيمتة اجهزتهم ويقولوا أنهم يملك أقوى أجهزة في العالم البعض منها يصل ثمنه الى 5000$ في حين جهاز 500$ قد يؤدي نفس الغرض.
أود فقط أن أوقضه من الوهوم أن شركة Intel وكدلك AMD و nVIDIA هما أكبر شركات الحاسوب في العالم ..ولكن هناك شركات أخرى اخدت منحنى آخر واهمها شركة IBM العملاقة فعلاً بثقنياتها المتطورة فعلاً ويكفي ان العشرة الآوائل من اقوى 500 سوبر كمبيوتر في العالم تخص هذه الشركة.
الي اتمناه فعلاً أنها تدخل سوق ال PC من جديد حتى تقلب الموازين الحالية حتى وان كان هذا صعب بعض الشيء حالياً .
وأبشركم بعد الدراسات الي أجريتها أن معالجات x86 ستنتهي من الساحة عاجلاً أم آجلاً أن لم يكن للمستخم المنزلي فللشركات وأصحاب السيرفرات لأن معالجات RISC بذاءت تعود للساحة وبتقنيات وتصاميم افضل من السابقة ..
وخير دليل ان Intel كلما أصدرت معالج بسرعة اعلى أثقلت كاهله بالمزيد من التعليمات المحسنة SSE (https://en.wikipedia.org/wiki/Streaming_SIMD_Extensions) والتي ماهي إلا خدعة للمستخدمين والمبرمجين حتى تسهل البرمجة عليهم ولكن المعالج بالعكس يقوم بمجهود اكبر كلما زادت هذه التلعيمات لأنه في النهاية لا يفهم الا الصف والواحد فقط ..:ah16:
وهذ افضل جملة اعجتني في المقالة السابقة وجعلتني اقنع بهذا الكلام


In 1977, 1MB of DRAM cost about $5,000. By 1994, the same amount of memory cost only $6 (when adjusted for inflation). Compiler technology has also become more sophisticated, so that the RISC use of RAM and emphasis on software has become ideal.

تحياتي .

[hamada_hotline]

طبعا الله ينور على هذه المعلومات القيمه بارك الله فيك بس كان فيه معلومه عايز اتاكد منها هل فعلا معالج ال Cell يقوم بتريليون عمليه حسابيه فى الثانيه علما بأن اقوى اجهزة السوبر كمبيوتر لا تقوم معالجاتها الجباره بثلاثة ارباع هذا الرقم الضخم ارجوا منك توضيح هذه المعلومه والف شكر لك

[Salem AL Fituri]

طبعا الله ينور على هذه المعلومات القيمه بارك الله فيك بس كان فيه معلومه عايز اتاكد منها هل فعلا معالج ال Cell يقوم بتريليون عمليه حسابيه فى الثانيه علما بأن اقوى اجهزة السوبر كمبيوتر لا تقوم معالجاتها الجباره بثلاثة ارباع هذا الرقم الضخم ارجوا منك توضيح هذه المعلومه والف شكر لك
العفو .
المعالج في حد ذاته يقوم بـ 100 GFLOPS أي 100000000000 (مئة مليار)عملية حسابية خاصة بالنقطة العائمة في الثانية (1GFLOPS = 1000000000FLOPS)
طبعاً هذه لحسابات النقطة العائمة ,مع ملاحظة إن المعاج الـ Cell يعتبر معالج هجين بين الـ CISC في وحدة PPE (المتحكمة بالخلاياة الثماني SPEs) و RISC لوحدات SPEs (حيث مندوبي IBM لا يفضلوا تسميتها انوية).
وهذا سبب قوته حيث بأمكانه القيام بعمليات الحسابات العامة General Computing التي تقوم بها معالجات X86 بنفس القوة التي يقوم فيها بحسابات النقطةالعائمة Floating Point .(نظراً لتعقيد تركيبته الفريدة) .
بالنسبة لأقوى سوبر كمبيوتر بالعالم وهو IBM Roadrunner (https://en.wikipedia.org/wiki/IBM_Roadrunner) (سيكتمل تنفيده هذه السنة) يوجد به معالج PowerXCell8i وهو الجيل الثاني لمعالج ال Cell وبالتالي قدرته على حساب العمليات تفوق الخيال .:cdcd:
على كل حال اعطيك مثال لسوبر كمبيوتر آخر قائم على معمارية x86 وهو Cray XT (https://www.top500.org/system/details/9220)
يقوم بـ 260,200 GFLOPS وهو يحتوي على 7744 معالج AMD Opteron Quad Core
في حين جهاز Roadrunner (https://www.top500.org/system/9485) يقوم بـ 2,249,343 GFLOPS تقريباً 1.7 PetaFlops وهو يحتوي على 12,960 معالج PowerXCell8i و 6,480 معالج Opteron Dual Core .ولا أعتقد أن هناك جهاز سوبر كمبيوتر جديد سيزحزه من مكانه لفترة طويلة :D
على كل حال قد يكون معالج Cell وحده او حتى سيرفر BladeCenter QS32 يقوم الآن بما تقوم به اجهزة السوبر كمبيوتر في اوائل التسعينات وبتكاليف رخيصة للغاية ...
وهذه قائمة ب 500 جهاز سوبر كمبيوتر في العالم تلاحط ان العشرة الأوائل بها 5أجهزة ل IBM
https://www.top500.org/lists/2008/06
تحياتي .

[hamada_hotline]

الف الف الف شكر على الرد ربنا يزيدك علم وعلى العموم انا متابع اخبار المعالج Cell من مده ومن ضمن احلامى انى القى جهاز PC راكب عليه الشريحه العجيبه ده ويكون فى متناول الأيد وبصراحه محتار ليه شركة IBM و سونى وتوشيبا ماانتجوش المعالج ده لل pc بجانب ال PS3

[shalanss]

مشكور اخي hitman على المعلومات المفيدة :)

[Salem AL Fituri]

الف الف الف شكر على الرد ربنا يزيدك علم وعلى العموم انا متابع اخبار المعالج Cell من مده ومن ضمن احلامى انى القى جهاز PC راكب عليه الشريحه العجيبه ده ويكون فى متناول الأيد وبصراحه محتار ليه شركة IBM و سونى وتوشيبا ماانتجوش المعالج ده لل pc بجانب ال PS3
العفو.ومشكور على الكلام الطيب هذا . https://www.arabhardware.net/forum/images/icons/icon14.gif
الصراحة معالج ال Cell الى الآن يلفه الغموض ولا أدري لمادا الشركات الثلاثة IBM,TOSHIBA,SONY لا يريدون إدخاله لمجال الـPC الى الآن. كأن هناك ضغوط عليهم من جهة ما!.على كل حال توشيبا استخمته في جهازين خاصين للـPC واحد لل Laptop وآخر للDesktop ,الى الآن لم أرى أي موقع يضع اختبارات لهما او حتى يعرض أسعارهم فقط مجرب خبر عابر في تومزهاردوير .
على كل حال الي نعلمه ان المعالج غير مدعوم من الوندوز ولا اعتقد انه سيدعمه يوماُ ما لأن الويندوز يتعامل مع معمارية X86 فقط . ولكن اللينوكس يتعامل معه بكفائة عالية .:ah40:

مشكور اخي hitman على المعلومات المفيدة :)
العفو أرجوا الفائدة للجميع .
تحياتي .

[ramy]

ك بس كان فيه معلومه عايز اتاكد منها هل فعلا معالج ال Cell يقوم بتريليون عمليه حسابيه فى الثانيه علما بأن اقوى اجهزة السوبر كمبيوتر لا تقوم معالجاتها الجباره بثلاثة ارباع هذا الرقم الضخم
كما ذكر الأخ Hitman.1stGame السوبّر كمبيوترز تفوق البلاي ستيشن بشكل جنونيّ و لا مجال للمقارنة بينهما، و أقوى سوبّر كمبيوتر موجود حاليّاً و اسمه Jaguar يقوم ب 1650 عمليّة حساب للفاصلة العائمة في الثانية.

بالمناسبة هناك مثال شائع يوضّح الفرق بين معالجات RISC و CISC لمن لم يسبق له أن سمع بها، و و هو ألعاب اللّوغو، حيث يتمّ تشبيه معالجات الـ CISC بلعبة تحوي قطع متنوّعة و كثيرة جدّاً و معدّة مسبقاً، من أشجار إلى أشخاص و أطفال و سيّارات و أبنية ..إلخ، في مقابل معالجات الـ RISC التي تتألّف من مكعّبات قليلة فقط مختلفة الحجم، فعندما نريد تصميم نموذج لحيّ سكنيّ فمن الملاحظ أنّ استخدام اللّوغو الذي يحوي قطعاً أكثر سيكون أكثر سهولة بكثير عوضاً عن استخدام اللّوغو الآخر و الذي سنضظرّ معه إلى تجميع أشكال الأبنية و السّيّارات و الأطفال..إلخ من المكعّبات الموجودة قطعةً قطعة، حيث أنّ الحيّ السكنيّ في هذا المثال هو تمثيل للبرنامج و المبرمج هو الشّخص الذي يستخدم قطع اللّوغو (التّعليمات) لتصميم البرنامج.
و على هذا فإنّ معالجات الـ CISC تخفّف الحمل كثيراً عن المصمّمين و بالتّالي تخفّف من تكلفة البرمجة و بالتّالي من سعر البرامج..

و بالمناسبة أخي Hitman.1stGame أماذا تقصد بهذه العبارة:

وخير دليل ان Intel كلما أصدرت معالج بسرعة اعلى أثقلت كاهله بالمزيد من التعليمات المحسنة SSE (https://en.wikipedia.org/wiki/Streaming_SIMD_Extensions) والتي ماهي إلا خدعة للمستخدمين والمبرمجين حتى تسهل البرمجة عليهم ولكن المعالج بالعكس يقوم بمجهود اكبر كلما زادت هذه التلعيمات لأنه في النهاية لا يفهم الا الصف والواحد فقط ..

[Salem AL Fituri]

كما ذكر الأخ Hitman.1stGame السوبّر كمبيوترز تفوق البلاي ستيشن بشكل جنونيّ و لا مجال للمقارنة بينهما، و أقوى سوبّر كمبيوتر موجود حاليّاً و اسمه Jaguar يقوم ب 1650 عمليّة حساب للفاصلة العائمة في الثانية.
بالمناسبة هناك مثال شائع يوضّح الفرق بين معالجات RISC و CISC لمن لم يسبق له أن سمع بها، و و هو ألعاب اللّوغو، حيث يتمّ تشبيه معالجات الـ CISC بلعبة تحوي قطع متنوّعة و كثيرة جدّاً و معدّة مسبقاً، من أشجار إلى أشخاص و أطفال و سيّارات و أبنية ..إلخ، في مقابل معالجات الـ RISC التي تتألّف من مكعّبات قليلة فقط مختلفة الحجم، فعندما نريد تصميم نموذج لحيّ سكنيّ فمن الملاحظ أنّ استخدام اللّوغو الذي يحوي قطعاً أكثر سيكون أكثر سهولة بكثير عوضاً عن استخدام اللّوغو الآخر و الذي سنضظرّ معه إلى تجميع أشكال الأبنية و السّيّارات و الأطفال..إلخ من المكعّبات الموجودة قطعةً قطعة، حيث أنّ الحيّ السكنيّ في هذا المثال هو تمثيل للبرنامج و المبرمج هو الشّخص الذي يستخدم قطع اللّوغو (التّعليمات) لتصميم البرنامج.
و على هذا فإنّ معالجات الـ CISC تخفّف الحمل كثيراً عن المصمّمين و بالتّالي تخفّف من تكلفة البرمجة و بالتّالي من سعر البرامج..
و بالمناسبة أخي Hitman.1stGame أماذا تقصد بهذه العبارة

وخير دليل ان Intel كلما أصدرت معالج بسرعة اعلى أثقلت كاهله بالمزيد من التعليمات المحسنة SSE والتي ماهي إلا خدعة للمستخدمين والمبرمجين حتى تسهل البرمجة عليهم ولكن المعالج بالعكس يقوم بمجهود اكبر كلما زادت هذه التلعيمات لأنه في النهاية لا يفهم الا الصفر والواحد فقط ..
التعليمات المحسنة مثل SSE و 3Dnow تعوض الضعف الحاصل في معالجات X86 في القيام بحسابات النقطة العائمة (أو الفاصلة العشرية)..حيث ان الـ SSE و MMX هي مجاميع سجلات Registry Set ــ[1 (https://en.wikipedia.org/wiki/X86#MMX)]
MMX added 8 new "registers" to the architectureوهذفها التعامل مع تعليمات النقطة العائمة و تقوم بحسابها من خلال التعليمات المضمنة بها .وهي شبيهة بوحدات SIMD الموجودة بالـ Cell ولكن بشكل اقل...وهي مرتبطة بقلب المعالج .
الأرهاق الدي يحصل هنا المعالج لا يقوم هو بتنفيد تعليمات SSE بل يقوم بتحويلها الى مسجلات SSE حتى تقوم بفك شفرة التعليمات المكتوب والأتيان بالنتيجة حيت ينفدها المعالج بشكل متتابع مايؤدي الى فقدان بعض الوقت ولكن الفائدة تكون اكبر بكثير هنا .
و مع هذا فمعالجات x86 لا تزال ضعيفة في عمليات الفاصلة العائمة مقارنة بـ RISC وخير مثال هو معالج ال Game Cube ـ IBM Power Pc ومعالج ARM المستخدم في اجهزة ال iPhon . الخ.. هذه قائمة بها (https://en.wikipedia.org/wiki/RISC#RISC_success_stories)

[bika08]

و الله العظيم انا مش عارف اقولك اية على المقال الخرافى دة فعلا فى ناس كتير ميعرفوش عن معالجات cell ...
و لكن كان عندى استفسار صغير عن Floating Point و GFLOPS انا بصراحة مش عارف معلومات عنهم:eek:.
وشكرا مرة اخرى.

[Salem AL Fituri]

و الله العظيم انا مش عارف اقولك اية على المقال الخرافى دة فعلا فى ناس كتير ميعرفوش عن معالجات cell ...
و لكن كان عندى استفسار صغير عن Floating Point و GFLOPS انا بصراحة مش عارف معلومات عنهم:eek:.
وشكرا مرة اخرى.

الـ Floating Point هي وحدة قياس الفاصلة العائمة أو الفاصلة العشرية .وهي عملية حسابية معقدة وأكثر العمليات التي يقف المعالج عاجزاُ أمامها .
مثلاً المعالج بسهولة يقدر يحسب 3+8 او 654+78 لأنه رقم صحيح .
ولكن الصعوبة عندما تكون التعليمة تحتاج حساب عملية مثل 8 / 21 مثلاً وهي تساوي0.38095238095238095238095238095238
ولكن كيف يحسبها المعالج (لا يعرف لا الصفر والواحد(هذ الواقع :ah26:)) نحول الرقمين الى نظام ثنائي نحصل على
1000 0000 / 10101 0000 (أحتاج الى مرجع هنا لأن القسمة تتم عبر عمليات طرح متعدد لا اذكرها الآن)حتى يحصل على النتيجة السابقة ."راجع هذ الرابط سيفيدك Floating point (https://en.wikipedia.org/wiki/Floating_Point)"
فكما زادت قيمة الفاصلة العائمة كلما زاد العمل الذي سيقوم به المعالج .
وأكثر شيء تستخدم فيه هي حسابات الجرافيك الألعاب مثلاُ أو التصميم ثلاثي الأبعاد وبرامج المحاكاة (تجارب الأسلحة النووية مثلاً :D) .
لذلك هي اكثر الوحدات استخدماً لقياس قوة أجهزة السوبر كمبيوتر ..