Çekirdek Tarihi

Geçenki AMD vs. Intel yazımızda güncel işlemci piyasası hakkında bir giriş yapmıştık. Artık günümüz bilgisayarlarında kullanılan merkezi işlem birimi (CPU), yani işlemcilerin son 5 yıllık tarihinden bahsetmenin vakti geldi.5 yıldan önceki işlemciler hakkında hepimizin az çok bilgisi vardır. Çünkü o zamanlar piyasada ne bu kadar model vardı, ne de bu alanda şimdiki gibi hızlı bir teknoloji gelişimi söz konusuydu. İşlemci piyasasında 5 yıl önce ortaya çıkan HyperThreading kavramının ne demek olduğunu anlamaya çalışırken bir anda çift çekirdekli, ardından da dört çekirdekli işlemciler ortaya çıktı ve birçoğumuzun kafası karışıp teknolojiyi takip edip anlama çabalarımız sona erdi. Ama tabii ki yine bilgisayarlarmızın donanım yükseltmelerini (upgrade) yapmayı, paralarımızı bu işler için harcamayı ihmal etmedik; her ne kadar çok çekirdeğin ne demek olduğunu, bize ne faydasının olacağını anlamasak da çok çekirdekli işlemcileri bilgisayarlarımıza monte ettik.

Bu işin - buna zaman zaman çekirdek savaşı dendiğine rastlamışsınızdır ama biz hayat felsefemize de uygun olarak buna çok çekirdekli işlemciler üzerine yapılan teknoloji yarışı diyelim - başlangıcı Intel’in kişisel bilgisayarlar (PC) için ürettiği Pentium 4 ve Pentium D işlemcilerde kullandığı Hyper Threading teknolojisidir desek pek yanlış bir laf etmiş olmayız. Intel 1 Ghz eşiğini Pentium 4 ve D işlemcileri ile aştıktan sonra 4 Ghz’e kadar AMD ile sadece işlemci saat hızlarını artırmak konusunda yarışıyorlardı. Ancak bu yarış 4 GHz sınırında bir anda duraksadı. Çünkü işlemci saat hızını artırırken güç tüketimi gibi diğer kritik parametreleri ihmal etmişler ve nihayet ürettikleri işlemcilere uygun yeni anakart, güç kaynağı ve soğutma teknolojileri üretilmesi gerektiğini farketmişlerdi. AMD o sıralarda ürettiği Athlon 64 işlemciler ile daha düşük saat hızlarında çok daha verimli çalışılabileceğini göstererek Intel’e uzunca bir süre kök söktürdü. Artık saat hızı başına başarım oranının önem kazandığı bir döneme girmiştik. Intel’in tüm bunları farkedip karşı ilk hamlesini yapması 2003 yılına denk geliyor ve o yıl içerisinde Hyper Threading ismini verdikleri teknolojiyi dünyaya tanıttılar. Bu teknoloji kısaca tek çekirdekli bir işlemciyi işletim sistemine sanal çift çekirdek olarak tanıtarak işlemcinin uzun işhatlarını (pipeline) daha verimli kullanmasını sağlaması esasına dayanıyor. Ancak bu hamlenin bile AMD’nin tümleşik çift kanallı bellek denetleyici teknolojisi ile baş edemeyeceğini kısa bir süre içinde biz bile farkettik. Fakat bu noktada yarışın gelecek 5 yıl içindeki gidişatını etkileyen Intel’in fabrikalarında yaptığı teknoloji yatırımları, transistor boyutlarini önce 65nm daha sonra da 45 nm’lere düşürmesi, inanılması güç bir büyüklükteki işlemci pazar payını AMD’ye kaptırmasını engelledi. Bunun avantajını çok iyi kullanan Intel elindeki işlemcileri önce 65 nm’lik teknoljiyle tekrar üretmiş, ardından da çok çekirdekli yeni işlemciler tasarlayarak piyasayı tabiri caizse altüst etmişti. Aynı sıralarda 90 nm’lik üretim süreciyle yoluna devam eden AMD eski fakat üstün mimarisi sayesinde boşta ve yarı yükte çalışma durumlarındaki güç tüketiminin Intel'in 65 nm işlemcileriyle eşit hatta daha iyi olmasını sağlamış, 1 yıl daha yarıştaki yerini korumuştu. Gerçi bu mimarinin şu an bile Core 2 işlemcilere göre daha iyi boşta çalışma verimi sağladığı düşünülürse AMD’nin buna bugün bile niçin sıkı sıkıya sarıldığını anlamak mümkün.

Bu aşamada çift çekirdekli işlemcinin tek çekirdekli bir işlemciye göre avantajını anlamak gerekiyor. Çekirdek sayısının artması eğer işlem yükü yoğunsa sistemin kilitlenme riskini azaltır ve ikinci çekirdek sayesinde iki kat fazla başarım vaat eder (bunu başardğını hiçbir zaman görmedim). Bununla beraber, işletim sistemi ile beraber uygulamalar da çok çekirdekli işlemcilere göre hazırlanmalıdır, yani görevler parçalara ayrılabilmelidirler. Yalnız her program kodu iş parçacıklarına ayrılmaya müsait değildir ve bu işlem bazı gizli tuzakları da beraberinde getirir: Örneğin birden fazla işlem birimi aynı veri üstünde çalışmaya kalkışırsa bazı sorunlar baş gösterir. Ayrıca siz çekirdek sayısını fazlalaştırdıkça yazılımlar da aynı oranda işlemleri parçalara bölemezler. Örneğin Windows Vista şimdilik en fazla dört çekirdeği bulunan işlemcileri destekliyor. Diğer bir deyişle işlemleri en fazla dörde bölebiliyor. Bu durumda sekiz çekirdekli bir işlemci takılsa bile aynı anda en çok dört işlem parçası çalışacak demektir. Kısacası bir işlemcinin daha fazla çekirdeğinin olması her durumda daha başarım oranı elde etmemizi sağlamıyor. Artık işlemci sayısının artması işlemcilerin paralel çalışmasının ne kadar önemli olduğunu gösterdi ve diyebiliriz ki gelecek bu alanda daha ileri teknolojik gelişmeleri daha önce yapanın ellerinde olacak. Yani artık olay bilgisayarın yaptığı işlemlerin işlemciler arasında bölüştürülmesinin optimize edilmeside gizli. Mesela bu mantıkla tasarlanmış dört çekirdekli bir işlemcide kullanılmayan çekirdekler kapatılabilecek ve tek parçalı işlemleri mümkün olduğunca çabuk bitirebilme adına tüm dört çekirdek birden seferber olup bireysel çekirdeklerin hızı da normalin üstüne çıkabilecek. Gerçek dört çekirdek veri alışverişini ve haberleşmeyi dahili olarak gerçekleştirebilirken, iki çift işlemciden oluşan yapmacık dört çekirdekli işlemciler bunun için bir sistem arayüzü kullanmak zorundadırlar. Bunu Intel’in FSB (Front Side Bus) ile, AMD’nin Hyper Transport ile başarıyor. Bu işi de şu an için Intel’in daha iyi yaptığı bir gerçek.

Intel Core 2 işlemcileri piyasada şu anda tartışmasız lider ve her ne kadar Intel, AMD'nin sert fiyat indirimlerine indirimle karşılık vermiş olsa da Core 2 Duo işlemcileri hala Athlon 64 X2 işlemcilerinden daha pahalılar. Intel’in yüksek modelleri göz önünde bulundurursanız artık AMD'nin yüksek başarım oranı açısından rekabeti söz konusu bile olamıyor ancak Intel işlemci portföyünü AMD'yi sadece üst seviye arenasından def etmek için değil, aynı zamanda düşük ve orta seviye pazarını da ele geçirmek amacıyla da genişletmiş görünüyor. Şimdilerde piyasa da her keseye uygun Core 2 işlemcisi bulmak mümkün. 2 yıllık anakartların bile destekleyebildiği yeni çok çekirdekli işlemciler Intel tarafından piyasaya sürülüyor. AMD’nin işi artık eskisinden çok daha zor.

Uzun lafın kısası diyerek yazımiza son verelim; bilgisayarların günümüzde bizim için olmazsa olmaz şeylerden biri olduğu düşünülürse onlar için döktüğümüz paraların bütçemiz içindeki paylarının artacağı öngörülebilir. Yani bu pazar hergeçen gün büyüyecek. Pazar büyüdükçe firmalar üretim tesislerine daha fazla yatırım yapacak, daha hızlı yeni teknolojiler üretecek. Bizim bütün olan biteni anlamamız artık daha da zor olacak. Ama belki de şunları kolayca yapabiliriz: ihtiyaçlarımızın ne olduğunu, bilgisayarlarımızda ne tür programlar kullanacağımızı ve onlardan nasıl bir performans beklediğimizi belirlemek. Bunu yaptığımızda aslında çok daha ekonomik ve çok daha düşük güç tüketimine sahip bilgisayarlara sahip olabiliriz. Böylece önce kendimize sonra da herkese (üretici firmalara olmayabilir belki de) bir faydamız dokunmuş olur.

Yazar: UNSARO