سخت افزار

شرکت اینتل یک کیت توسعه نرم‌افزار آزمایشی کوانتومی با نام Quantum SDK را منتشر کرد!

 این کیت یک سری ابزار و روش‌های برنامه‌نویسی را در اختیار توسعه‌دهندگان قرار می‌دهد که امکان برنامه‌نویسی الگوریتم‌های کوانتومی را در یک شبیه‌سازی ممکن می‌کند. این کیت از زبان برنامه‌نویسی ++C و کامپایلر LLVM برای برنامه‌نویسی الگوریتم‌های کوانتومی استفاده می‌کند و به سادگی می‌تواند با برنامه‌های C و ++C و پایتون به کار برده شود. این کیت، به نوعی باعث بزرگ شدن جامعه‌ٔ توسعه‌دهندگانی می‌شود که در زمینه‌ٔ کامپیوترهای کوانتومی فعالیت می‌کنند.

این عکس نشان می‌دهد که شرکت اینتل، و افرادی که در آن کار می‌کنند، با استفاده از یک دستگاه پردازشی ۳۰۰ میلی‌متری، وافرین بر روی یک وافر کیوبیتی (بخشی از یک صفحه اتصال کوانتومی) سیلیسیوم بر روی یک ورقه کوچک انجام داده‌اند.

نقل قول

این نقل‌قول بیان می‌کند که کیت توسعه نرم‌افزاری کوانتومی اینتل، به برنامه‌نویسان کمک می‌کند تا برای کامپیوترهای کوانتومی گسترده مقیاس آینده آماده شوند. این کیت نه تنها به توسعه‌دهندگان کمک می‌کند تا در شبیه‌سازی الگوریتم‌های کوانتومی و برنامه‌ها مسلط شوند بلکه با ایجاد یک جامعه از توسعه‌دهندگان به پیشرفت صنعت کوانتومی کمک می‌کند که باعث تسریع در توسعه‌ی برنامه‌هایی می‌شود که آمادگی آن‌ها در هنگام قرار گرفتن سخت‌افزار کوانتومی اینتل را دارند.

– آن ماتسورا، مدیر برنامه‌های کاربردی و معماری کوانتومی، آزمایشگاه‌های اینتل

درباره‌ی Intel Quantum SDK 1.0: نسخه‌ٔ 1.0 این SDK، شامل یک رابط برنامه‌نویسی مبتنی بر سی‌پلاس‌پلاس است که به برنامه‌نویسان کلاسیکی، زبان برنامه‌نویسی که با آن آشنایی دارند، را ارائه می‌دهد و امکان همکاری بین آن‌ها و برنامه‌نویسان کوانتومی را فراهم می‌کند. این کیت نیز، یک محیط اجرایی کوانتومی بهینه‌سازی شده برای اجرای الگوریتم‌های کوانتومی-کلاسیکی هیبریدی دارد. توسعه‌دهندگان می‌توانند از دو محیط مختلف برای شبیه‌سازی کیوبیت‌ها استفاده کنند، یکی برای نمایش بیشتر تعدادی کیوبیت‌های عمومی و دیگری، برای شبیه‌سازی سخت‌افزار کیوبیتی اینتل. محیط اولیه، یک شبیه‌ساز  کیوبیت عمومی بسیار عالی با کد منبع باز به نام Intel® Quantum Simulator (IQS) می‌باشد که برای 32 کیوبیت در یک گره و بیش از 40 کیوبیت در چندین گره، توانایی دارد. محیط دوم نیز با شبیه‌سازی سخت‌افزار کیوبیتی اینتل، شبیه‌سازی کوچک مدل کیوبیت‌های گرداننده اسپین سیلیکونی اینتل را فراهم می‌کند. کیوبیت‌های اینتل، از تخصص شرکت در تولید ترانزیستور سیلیکونی برای ساخت کامپیوترهای کوانتومی مقیاس گسترده استفاده می‌کنند.

تحقیقات کوانتومی اینتل از دستگاه‌های کیوبیتی تا معماری سخت‌افزار کلی، معماری نرم‌افزار و برنامه‌ها را پوشش می‌دهد. Intel Quantum SDK یک کامپیوتر کوانتومی کامل در شبیه‌سازی است که همچنین قادر به اتصال به سخت‌افزار کوانتومی اینتل، از جمله چیپ کنترل Horse Ridge II و چیپ کیوبیت گرداننده اسپین اینتل است که بزودی در اختیار عموم قرار خواهد گرفت.

کیت توسعه‌ٔ کوانتومی اینتل، به توسعه‌دهندگان این امکان را می‌دهد که انتخاب کنند کدام یک از دو محیط موردنیاز برای شبیه‌سازی کیوبیت‌ها استفاده شود:

1. شبیه‌ساز بسیار عالی و با کد منبع باز کیوبیت عمومی، شبیه‌ساز کوانتومی اینتل (Intel Quantum Simulator)
2. محیط هدف که سخت‌افزار کیوبیتی اینتل را شبیه‌سازی می‌کند و به شبیه‌سازی مدل کوچک کیوبیت‌های گرداننده اسپین سیلیکون اینتل امکان می‌دهد.

اعلام شده که شرکت اینتل، متعهد به پیشروی در حوزه‌ٔ کامپیوترهای کوانتومی است و از جمله اینترنت از همه جا به عنوان یک روش برای جذب جامعه‌ٔ توسعه‌دهندگان می‌باشد. کاربران بتا این کیت، در حال بررسی انواع موارد مثل دینامیک سیالات، فیزیک نجوم وطراحی مواد هستند.

تحقیقات کوانتومی اینتل از دستگاه‌های کیوبیتی تا معماری سخت‌افزار کلی، کنترل و معماری نرم‌افزار و برنامه‌ها را پوشش می‌دهد.

پس از انتشار مقاله اختصاصی Intel در زمینه گرافیک مجتمع نسل جدید آن با نام Gen 11 و پس از آن جنجالی که با اولین بنچمارک در رزولوشن 1080p ادامه یافت، در تعطیلات نوروزی حسابی سر و صدایی به پا کرده است؛ این تراشه گرافیکی مجتمع در چند پلتفرم پردازشی CPU محور اینتل نصب خواهد شد و بد نیست بدانید که اولین نسل با نام Ice Lake شناخته خواهند شد.

اینتل به تازگی یک درایور جدید برای تراشه های گرافیکی خود در ویندوز 10 را منتشر کرده است که به همراه داشبورد و برنامه نرم افزاری جدیدی است که به تازگی اخبار آن را برای شما عزیزان پوشش داده بودیم؛ اما نکته ای که در این درایور به چشم می خورد، لو رفتن عمدی یا سهوی اسامی برخی از CPU و تراشه های گرافیکی داخلی است که اینتل به زودی معرفی خواهد کرد.

در این لیست 13 نوع تراشه با معماری جدید گرافیکی Gen11 به چشم می خورند که از نسل Ice Lake خواهند بود. گرافیک مجتمع Iris Plus Graphics 950 قوی ترین پردازشگر این نسل است که دارای 64 واحد EU خواهد بود. این تراشه گرافیکی در پردازنده های Core i7 و Core i9 نیز نصب خواهد شد. گرافیک دوم با نام Iris Plus Graphics 940 شناخته می شود که در پردازنده های Core i5 نیز مورد استفاده قرار می گیرند. Iris Plus Graphics 940 ها با همین تعداد واحد EU دارای فرکانس پایین تری هستند.

سپس Iris Plus 930 و Iris Plus 920 را شاهد هستیم که تعداد واحد های EU آنها نیز 48 و 32 عدد است. iGPUهای Gen11 همچنان در مدل های کلیدی GT1 و GT2 معرفی می شوند. برای اطلاعات بیشتر به زمان بیشتری نیاز داریم. شایان ذکر است که لیتوگرافی تولید در این نسل به 10 نانومتری کاهش یافته است.

پردازنده‌ها چگونه طی ۴۰ سال گذشته تغییر کرده‌اند؟

پردازنده‌ها از پیدایش تا‌به‌حال، در‌حال‌پیشرفت بوده‌اند و روز‌به‌روز درکنار قدرتمند‌ترشدن، مصرف انرژی آن‌ها هم بهینه‌سازی شده است. اما این پیشرفت‌ها چقدر بوده و در آینده چگونه خواهد بود؟

وقتی از طرح‌های پیشرفت تکنولوژی، به‌ویژه قانون مور، صحبت به‌میان می‌آید، طرح «۳۵ سال از داده‌های ریزپردازنده‌ها» که آن را ام. هورویتز، اف. لابونت، اُ. شچم، کی. الوکتن، ال. هموند و سی. بَتِن جمع‌آوری کرده‌اند، می‌تواند یکی از طرح‌های مهم باشد. بعد‌ها، سی. مور هم اطلاعاتی به این پروژه اضافه کرد. این طرح را چه با خطوط پیشرفت و چه بدون آن‌ها می‌توان در جاهای مختلفی از اینترنت پیدا کرد؛ هر‌‌چند این طرح فقط تا سال ۲۰۱۰ کامل شده و در چند سال اخیر، کامل نشده است.

نقل قول

طبق قانون مور، تعداد ترانزیستور‌ها هر ۲ سال دوبرابر می‌شود

برای به‌روزکردن داده‌های این طرح که هر‌چند درست‌بودن آن تا سال ۲۰۱۰ مشخص نیست، داده‌هایی از g3data و داده‌های دیگری هم از پردازنده‌های AMD Opteron، پردازنده‌های Intel Xeon، پردازنده‌های Power7+ و Power8 مانند Xeon Phi به این طرح اضافه شدند. جزئیات این داده‌های جدید را به‌صورت خام می‌توانید درون این فایل زیپ ببینید. نتیجهٔ این طرح عکس زیر است:

درادامه، طرح به‌روز‌شده را با طرح اصلی می‌توانید مقایسه کنید.

نکته‌ای جالبی که وجود دارد، این است که باتوجه‌به اینکه عملکرد پردازش تک‌هسته‌ای ازنظر کمّیّت مهم است، این مقدار پیوسته در‌حال‌پیشرفت بوده است. این افزایش نتیجهٔ مدیریت انرژی هوشمندانه و تنظیم دینامیک فرکانس کلاک (توربو) بوده است.

در آینده، چه تغییراتی به وجود خواهد آمد؟

احتمالا فرکانس و انرژی مصرفی دستخوش تغییرات زیادی قرار نخواهند گرفت. بهبود بیشتر در ساختار کلاک ممکن است باعث افزایش تدریجی عملکرد تک‌هسته‌ای پردازنده‌ها شود که البته نمی‌توان انتظار تغییر بزرگی داشت. دو نمونه از کمّیّت‌های مهم، تعداد ترازیستور‌ها و تعداد هسته‌ها هستند.

تا چه زمانی قانون مور ادامه خواهد داشت؟

این احتمال وجود دارد که در آینده‌ای نزدیک، افزایشی در تعداد هسته‌ها را شاهد خواهیم بود؛ اما شاید تعداد ترانزیستور‌ها تغییری اساسی نکنند. در‌حال‌حاضر، Haswell Xeon در صدر فهرست پردازنده‌ها هستند که ۱۸ هستهٔ پردازشی دارند. به‌هرحال با وجود این پردازنده‌ها، قانون امدال ما‌ را به‌ دنبال‌کردن همین الگوریتم ملزم خواهد کرد.

پردازندهی Knight Landing Xeon Phis که به‌زودی رونمایی خواهد شد، ۷۲ هسته دارد که بیش از ۶۱ هسته بیشتر از نسل کنونی‌اش خواهد داشت. از دیدگاه الگوریتم‌ها، واقعا مهم نیست پردارنده با ۶۱ یا ۷۲ هسته کار می‌کند یا خیر؛ بلکه در هر دو مورد، الگوریتم‌هایی موازی موردنیاز هستند. در این مرحله، باید خوشحال باشیم که در‌حال‌حاضر، توانسته‌ایم با یادگیری برنامه‌ریزی GPU‌ها این الگوریتم‌ها را طراحی و اجرا کنیم.

به‌روزرسانی ۲۰۱۸

دو سال دادهٔ بیشتر به‌نظر مهم نیست، هرچند به‌نظر می‌رسد قانون مور در‌حال‌ کم‌رنگ‌شدن است. یکی از موضوعاتی که باید به آن اشاره کرد، این است که اینتل دیگر تعداد ترانزیستور‌های پردازنده‌های خود را اعلام نمی‌کند. همچنین، تعدادی از پردازنده‌های این شرکت زمان زیادی بعد از موعد مقرر معرفی شدند. مدل Tick-Tock هم اصلاح شده است. با داده‌هایی از تعداد ترانزیستور‌ها که از AMD Epyc و IBM Power 9 به‌دست‌آمده طرح را به‌صورت زیر به‌روزرسانی کرده‌اند:

واضح است تعداد ترانزیستور‌ها به‌صورت نموداری نمایی رو‌به‌پیشرفت بوده است. تا‌به‌امروز، پردازندهٔ AMD Epyc با ۱۹،۰۰۰،۰۰۰،۰۰۰ ترانزیستور که به‌صورت عمومی اعلام شده، بیشترین تعداد ترانزیستور را در میان پردازنده‌ها دارد. برای مقایسه باید گفت تراشهٔ پاسکال Nvidia GP100 درحدود ۱۵،۰۰۰،۰۰۰،۰۰۰ ترانزیستور دارد. با درنظرگرفتن این تعداد، این ارقام باهم سازگار هستند و جای شکی در تعداد ترانزیستور‌ها وجود ندارد.به‌زودی، با معرفی نود‌های پردازشی ۱۰ نانومتری منطقی است که احتمال دهیم تا چند سال آینده، منحنی نمایی و رو‌به‌رشد تعداد ترانزیستور‌ها پیشرفت خود را حفظ کند. تعداد ترانزیستور بیشتر موجب افزایش تعداد هسته‌ها می‌شود. این درحالی است که پیشرفتی که در SpecINT برای محاسبه عملکرد تک‌هسته‌ای قابل مشاهده‌است، مستقیما نتیجهٔ استفاده از کامپایلر‌های Auto-Vectorization و Auto-Parallelization است.

رقابت با AMD Ryzen‌ها باعث شده است تا Intel هم مدام در حال تغییر رویه محصولات خود باشد؛ این شرکت به زودی با 2 چیپست Z399 و X599 بخش بزرگتری از بازار CPUهای سطح بالای دسکتاپ (HEDT) را در اختیار خواهد گرفت.

طبق اطلاعات موجود، کمپانی اینتل تراشه های حرفه ای خود را به 2 قسمت تقسیم خواهد کرد. تراشه Z399 جایگزین تراشه X299 فعلی می گردد؛ اما دلیل حذف حرف X از ابتدای نام PCH به چه علت است؟

این شرکت هدایت پردازنده های Extreme Edition را به سطح بالاتری از دسکتاپ برده و آن را به عهده چیپست X599 می گذارد؛ این چیپست برای هندل مادربردهای مبتنی بر سوکت LGA 3647 طراحی شده و اساسا چیزی شبیه به تراشه C629، اما با قابلیت های بیشتر است. پلتفرم های مانند Basin Falls به بخش های بالاتری از دسکتاپ سپرده شده و چیپست X599 هدایت CPUهایی با 22 الی 28 هسته را بر عهده خواهد داشت.

از سوی دیگر، چیپست Z399 برای سطح بالاتری از دسکتاپ میانی معرفی می گردد. همانطور که می دانید، Z390 برای مادربردهای جدید نسل نهم با کد رمز WhiskyLake معرفی می گردد؛ این CPUها تا 8 هسته منطقی را به همراه داشته و توان پردازشی آنها حتی بیش از نیاز بازی های روز است. پس از آن، Z399 برای پردازنده هایی با بیش از 10 هسته معرفی می شود. پیشبینی می گردد که این چیپست برای CPUهایی با 16 الی 22 هسته معرفی گردد. Z399 بر روی مادربردهای LGA 2066 مورد استفاده قرار می گیرد. تراشه های جدید اینتل برای سیستم های قدرتمندی مانند Workstation و تولید محتوا مناسب هستند.

اینتل اعلام کرده است که مادربورد‌های Z390 به زودی عرضه می‌شوند و سعی شده در آن‌ها تمامی مشکلات سری Z370 رفع شود. کمپانی اینتل اواخر هفتهٔ گذشته گزارشی منتشر کرده است که نشان می‌دهد مادربورد‌های مجهز به چیپست Z390 به زودی در دسترس همه قرار خواهند گرفت و این محصولات جدید علاوه بر اینکه در جایگاه سیستم‌های رده بالا طبقه بندی می‌شوند، دیگر برخی ایرادات و مشکلات عجیب سری ۳۰۰ چیپست‌های اینتل را به همراه نخواهند داشت.

زمانی که اینتل در ماه اوکتبر (آبان) از پردازنده‌های نسل هشتم خود رونمایی کرد، تنها یک نمونه مادربورد هماهنگ و پشتیبان کننده از آن در دسترس وجود داشت و آن هم مادربورد‌های گران‌ قیمت سری Z370 بود. این مادربورد‌ها در کنار پردازند‌های قدرتمندی همچون Core i7-8700K می‌توانستند پیروز میدان باشند اما در صورتی که شما قصد تهیه یک پردازنده‌ Core i5 و Core i3 را داشتید، خرید این چنین مادربورد گران‌قیمی به هیچ وجه قابل قبول نبود. در ماه آپریل (فروردین) بالاخره اینتل از یک خط تولید کامل از محصولات سری ۳۰۰ رونمایی کرد اما مادربورد‌های H370، B360 و H310 دارای ویژگی‌هایی بودند که در پرچمدار این سری یعنی Z370 وجود نداشت. به عنوان مثال پشتیبانی از پورت‌های USB 3.1 Gen 2 با سرعت 10Gbps و وجود سخت‌افزار ارائه دهندهٔ ارتباط وایرلس از مواردی بودند که در Z370 به دلیل عرضهٔ زودهنگام وجود نداشت و باعث می‌شد خرید مادربورد‌های رده میانی و ارزان قیمت از هر لحاظ عاقلانه‌تر محسوب شود.

حال Intel با عرضهٔ Z390 اعلام کرده است که در این محصول تمامی ویژگی‌های اساسی Z370 به همراه ویژگی‌های عرضه‌ شده در مادربورد‌های ارزان‌تر یکجا عرضه خواهد شد. طبق گفته‌های این شرکت مادربورد‌های Z390 دارای حداقل ۶ پورت USB 3.1 Gen2 خواهند بود، همچنین این مادربورد‌های می‌توانند به صورت پیش‌فرض از سوی تولید کنندگان مادربورد به سخت‌افزار ارائه دهندهٔ اتصال وایرلس 802.11ac مجهز شوند. علاوه‌ بر این موارد، مادربورد‌های Z390 همانند مادربورد‌های Z370 از اورکلاک پردازنده‌های سری K پشتیبانی می‌کنند. همچنین اعلام شده که این سری از مادربورد‌ها قادر به پشتیبانی از حافظه‌های Intel Optane نیز هستند. 

نکتهٔ جالب این است که احتمالا در نمایشگاه PC-centric که اوایل ماه ژوئن (تیر) برگزار خواهد شد، اینتل جزئیات بیشتری در رابطه با چیپست‌های Z390 منتشر کند، دقیقا زمانی که طبق اعلام خبرگزاری Bluechip شرکت AMD اعلام کرده است که از مادربورد‌های X490 برای پردازنده‌های نسل دوم Ryzen رونمای خواهد کرد.