دانلود نانودر cpu (docx) 45 صفحه

دسته بندی : تحقیق

نوع فایل : Word (.docx) ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد صفحات: 45 صفحه

قسمتی از متن Word (.docx) :

چكيده در صنعت کامپیوتر، قابلیت نانو ماشینها برای کوچک کردن ترانزیستورها روی تراشه های سیلیکونی می تواند انقلابی در این زمینه بوجود آورد. از فناوری نانو همچنین برای ساخت نسل جدیدی از اجزا» کامپیوتری استفاده خواهد شد. کامپیوترهای مولکولی می توانند اجزایی را در خود جای دهند که این اجزا» تریلیون ها بایت اطلاعات را در خود جای می دهند و این در حالی است که کل این ساختار از یک حبه قند بزرگتر نیست. کاربرد فناوری نانو در الکترونیک و کامپیوتر نانومتر چقدر است؟ یک نانومتر یک میلیاردم متر (10-9 m) است. این مقدار حدودا چهار برابر قطر یک اتم است. مکعبی با ابعاد 2.5 نانومتر ممکن است حدود 1000 اتم را شامل شود. کوچکترین آی سیهای امروزی با ابعادی در حدود 250 نانومتر در هر لایه به ارتفاع یک اتم ، حدود یک میلیون اتم را در بردارند. در مقایسه یک جسم نانومتری با اندازه‌ای حدود 10 نانومتر ، هزار برابر کوچکتر از قطر یک موی انسان است. امکان مهندسی در مقیاس مولکولی برای اولین بار توسط ریچارد فاینمن (R.Feynnman) ، برنده جایزه نوبل فیزیک مطرح شد. فاینمن طی یک سخنرانی در انستیتو تکنولوژی کالیفرنیا در سال 1959 اشاره کرد که اصول و مبانی فیزیک امکان ساخت اتم به اتم چیزها را رد نمی‌کند. وی اظهار داشت که می‌توان با استفاده از ماشینهای کوچک ماشینهایی به مراتب کوچکتر ساخت و سپس این کاهش ابعاد را تا سطح خود اتم ادامه داد. همین عبارتهای افسانه وار فاینمن راهگشای یکی از جذابترین زمینه‌های نانو تکنولوژی یعنی ساخت روباتهایی در مقیاس نانو شد. در واقع تصور در اختیار داشتن لشکری از نانو ماشینهایی در ابعاد میکروب که هر کدام تحت فرمان یک پردازنده مرکزی هستند، هر دانشمندی را به وجد می‌آورد. در رویای دانشمندانی مثل جی استورس هال (J.Storrs Hall) و اریک درکسلر (E.Drexler) این روباتها یا ماشینهای مونتاژکن کوچک تحت فرمان پردازنده مرکزی به هر شکل دلخواهی در می‌آیند. شاید در آینده‌ای نه چندان دور بتوانید به کمک اجرای برنامه ای در کامپیوتر ، تخت خوابتان را تبدیل به اتومبیل کنید و با آن به محل کارتان بروید. چرا این مقیاس طول اینقدر مهم است؟ خواص موجی شکل (مکانیک کوانتومی) الکترونهای داخل ماده و اثر متقابل اتمها با یکدیگر از جابجایی مواد در مقیاس نانومتر اثر می‌پذیرند. با تولید ساختارهایی در مقیاس نانومتر ، امکان کنترل خواص ذاتی مواد ازجمله دمای ذوب ، خواص مغناطیسی ، ظرفیت بار و حتی رنگ مواد بدون تغییر در ترکیب شیمیایی بوجود می‌آید. استفاده از این پتانسیل به محصولات و تکنولوژیهای جدیدی با کارآیی بالا منتهی می‌شود که پیش از این میسر نبود. نظام سیستماتیک ماده در مقیاس نانومتری ، کلیدی برای سیستمهای بیولوژیکی است. نانوتکنولوژی به ما اجازه می‌دهد تا اجزاء و ترکیبات را داخل سلولها قرار داده و مواد جدیدی را با استفاده از روشهای جدید خود_اسمبلی بسازیم. در روش خود_اسمبلی به هیچ روبات یا ابزار دیگری برای سرهم کردن اجزاء نیازی نیست. این ترکیب پر قدرت علم مواد و بیوتکنولوژی به فرآیندها و صنایع جدیدی منتهی خواهد شد. ساختارهایی در مقیاس نانو مانند نانو ذرات و نانولایه‌ها دارای نسبت سطح به حجم بالایی هستند که آنها را برای استفاده در مواد کامپوزیت ، واکنشهای شیمیایی ، تهیه دارو و ذخیره انرژی ایده‌ال می‌سازد. سرامیکهای نانوساختاری غالبا سخت‌تر و غیرشکننده‌تر از مشابه مقیاس میکرونی خود هستند. کاتالیزورهای مقیاس نانو راندمان واکنشهای شیمیایی و احتراق را افزایش داده و به میزان چشمگیری از مواد زائد و آلودگی آن کم می‌کنند. وسایل الکترونیکی جدید ، مدارهای کوچکتر و سریعتر و … با مصرف خیلی کمتر می‌توانند با کنترل واکنشها در نانوساختار بطور همزمان بدست آیند. اینها تنها اندکی از فواید و مزایای تهیه مواد در مقیاس نانومتر است. منافع نانوتکنولوژی چیست؟ مفهوم جدید نانوتکنولوژی آنقدر گسترده و ناشناخته است که ممکن است روی علم و تکنولوژی در مسیرهای غیرقابل پیش بینی تأثیر بگذارد. محصولات موجود نانوتکنولوژی عبارتند از: لاستیکهای مقاوم در برابر سایش که از ترکیب ذرات خاک رس با پلیمرها بدست آمده‌اند، شیشه‌هایی که خودبه خود تمیز می‌شوند، مواد دارویی که در مقیاس نانو ذرات درست شده‌اند، ذرات مغناطیسی باهوش برای پمپهای مکنده و روان سازها ، هد دیسکهای لیزری و مغناطیسی که با کنترل دقیق ضخامت لایه‌ها از کیفیت بالاتری برخوردارند، چاپگرهای عالی با استفاده از نانو ذرات با بهترین خواص جوهر و رنگ دانه و ... . الکترونیک طراحان پردازنده هاي کامپيوتري ، همواره مجبور بوده اند که بين سرعت ، قدرت ، و ابعاد فيزيکي اين ابزارها ، به حالت ميانه اي قناعت کنند . اما گسترش استفاده از کامپيوترها در جنبه هاي مختلف زندگي بشر ، خصوصاً در مسائل پيچيده ي علمي ، لزوم ساخت پردازنده هاي سريعتر، پرقدرت تر ، و در عين حال کوچکتر را بيشتر کرده است .فناوري CMOS در ساخت پردازنده هاي رده VLSI طي چند دهه ي گذشته ، تقريباً بي رقيب بوده است . در سال 1965 ، « مور » پيش بيني کرد که تعداد ترانزيستورهاي موجود در يک ريزپردازنده ، تقريباً در هر 18 ماه دو برابر خواهد شد . اين بيان که پس از آن به کمک فناوري هايي مثل CMOS به طرز شگفت آوري با واقعيت مطابقت داشته ، به « قانون مور » معروف شده است .اما آيا مي توان تا ابد با CMOS چنين روندي را ادامه داد ؟ مسلماً فناوري CMOS محدوديت هايي در کوچکتر کردن ترانزيستورهاي اثر ميداني خواهد داشت . در واقع پيش بيني مي شود که براي ولتاژ تغذيه ي حدود 1.0V در ترانزيستورهاي اثر ميداني CMOS نهايتاً بتوان به طول کانالي در حدود 30 نانومتر و ضخامت اکسيد حدود 5/1 نانومتر دست يافت .مشکل ديگر فناوري CMOS اين است که با افزايش تعداد ترانزسيتورهاي مجتمع در يک پردازنده ، به مرور زمان تعداد بيشتري از ترانزيستورها از بين مي روند و در نتيجه خطاي سيستم افزايش مي يابد .اما مشکلات ديگري هم در مورد اين فناوري وجود دارد . با افزايش تعداد ترانزيستورهاي يک مدار مجتمع ، طول سيم هاي مورد استفاده براي اتصال آنها به يکديگر افزايش و قطر آنها کاهش مي يابد . اين تغييرات باعث افزايش مقاومت الکتريکي اين سيستم ها مي شوند . همچنين کوچکتر کردن ترانزيستورها ، باعث کاهش ضخامت عايق موجود در آنها شده و ظرفيت الکتريکي آنها افزايش مي يابد . به اين ترتيب حاصلضرب مقاومت و ظرفيت الکتريکي که مشخص کننده تأخير يک مدار الکتريکي متناوب است ، با افزايش فشردگي مدارهاي مجتمع بسيار زياد گشته ، و اين پديده کاهش سرعت محاسباتي مدارهاي پردازشگر را به دنبال خواهد داشت .مشکلاتي از اين دست ، توليد مدارهاي فشرده تر CMOS را ( حتي در صورت امکان ) بي فايده مي سازد . بنابراين ، در آينده مجبور خواهيم بود تا فناوري هاي ديگري را براي ساخت پردازشگرها مورد استفاده قرار دهيم . با پيشرفت هاي نانو تکنولوژي اين اميد به وجود آمده است که در آينده اي نه چندان دور ، بتوانيم در صنعت توليد ريزپردازنده ها حتي از سد قانون مور نيز بگذريم .شايد يکي از اولين موفقيت ها در زمينه ساخت نانوکامپيوترها ، طراحي ترانزيستورهاي تونلي تک الکتروني[1] در سال 1985 ، توسط « اِیورین[2] » و « لیخاروف[3] » بوده است . اين ترانزيستورها که بر اساس خواص کوانتومي الکترونها ساخته شده اند ، تنها با جابجايي يکي از آنها کار مي کنند . کار با اين جريان هاي کوچک ، ساخت چنين ابزارهایی را در ابعاد بسيار ريز ممکن مي کند .همچنين با پيشرفت نانوفناوري محققان توانسته اند ترانزيستورها ، ديودها ، و گيت هاي منطقي را به کمک نانولوله هاي کربني بسازند . رسانايي نانولوله هاي کربني با اعمال ميدان هاي الکتريکي ، قابل کنترل است . بنابراين جايگزينی با سيليکون ، مي تواند ترانزيستورهاي اثر ميداني کوچکتر و کارآمدتري را توليد کند .کارهاي ديگري از اين دست به کمک نانوسيم هاي نيم رسانا انجام شده است . قابليت توليد انبوه چنين ساختارهاي نيم رساناي کوچکي با روش هاي شيميايي ، آنها را به گزينه مناسبي براي توليد ابزارهاي محاسباتي و منطقي بسيار کوچک تبديل کرده است . نانوکامپیوترها با پیشرفت های علم الکترونیک در سایه فناوری نانو ، قطعات و سخت افزارهای جدیدی بوجود آمده است که منجر به تولید نسلی نوین از رایانه ها ، بنام « نانوکامپیوترها » شده است . در ادامه به دو فناوری مهم در ساخت نانوکامپیوترها مي پردازيم . نانوکامپیوترهای DNAدسته اي از اکتشافات در پنجاه سال اخير ، قابليت بسيار زياد سلول هاي زنده در نگهداري و پردازش اطلاعات را براي ما آشکار ساخته اند . از اين گونه تحقيقات متوجه شده ايم که دستورالعمل هاي لازم براي انجام صحيح وظايف سلول ها و اطلاعات وراثتي ، به صورت ديجيتالي در ژن ها ذخيره مي شوند . از بسياري جهات ( ازجمله تراکم اطلاعات و مصرف انرژي ) ، پردازش و ذخيره سازي اطلاعات در سيستم هاي زيستي مناسب تر و کارآمد تر از فرايندهاي انجام گرفته در اجزاي الکترونيکي - ديجيتالي کامپيوترهاي امروزي است . همچنين طي اين مدت به تکنيک هاي جديدي براي بريدن ، کپي کردن و خواندن اطلاعات مولکول هاي DNA دست يافته ايم . اکنون حتي مي توانيم الگوهاي ژنتيکي دلخواهمان را با کنار هم گذاشتن تکه هاي مختلف مولکول هاي DNA به وجود آوريم .زيست شناسان بسيار پيش از آنکه کسي تصور پردازش اطلاعات با DNA را داشته باشد ، دانش بسيار زيادي در مورد آن گردآوري کرده بودند . در سال 1994 ، « اَدِلمن[4] » در يک پژوهش آزمايشگاهي دسته اي از مولکول هاي DNA را براي يافتن جوابي براي مسأله « مسيرهاي هميلتوني » به کار برد . پس از آن مسائل پيچيده تري هم با استفاده از الگوريتم هاي مبتني بر DNA مورد بررسي قرار گرفته ، و کم کم استفاده از DNA در کامپيوترهاي مولکولي به عنوان جايگزيني براي کامپيوترهاي سيليکوني مورد توجه قرار گرفته است . قابليت انجام تعداد زيادي محاسبه (در حدود 106 ) به صورت موازي در چنين کامپيوترهايي ، مزيت عمده ي آنها نسبت به کامپيوترهاي سيليکوني است .کاربردهاي زيادي براي DNA کامپيوترها پيش بيني مي شود . اما مهمترين کاربرد ، استفاده در تشخيص بيماري ها است . اين نوع کامپيوترها ( و انواع ديگر کامپيوترهاي بيولوژيک ) به دليل قابليت بالاي ارتباط با سيستم هاي زيستي ، توانايي پردازش شرايط و طرز عملکرد آنها را دارند .مرحله ي اول در ساخت اين کامپيوترها طراحي واحدهاي پايه پردازشي ( گيت هاي منطقي ) از DNA است . واحدهاي پردازشي کوچک زيادي با استفاده از DNA ساخته شده اند که مي توانند عمليات محاسبه اي ساده اي را انجام دهند .ساختار مارپيچ دوگانه مولکول هاي DNA ، در اواسط قرن بيستم با پراش پرتو X شناسايي شد . هر يک از اين مارپيچ ها پليمرهايي هستند که از واحدهاي کوچکتري به نام « نوکلئوتيد » ساخته شده اند . اطلاعات زيستي به صورت رشته هايي از همين چهار نوع نوکلئوتيد ( A,T,C,G) ذخيره مي شوند . واحد هاي T و A با هم و واحدهاي C و G با هم متمم هستند و از همين خاصيت براي تکثير DNA و انتقال اطلاعات به نسل هاي بعدي استفاده مي کنند . هر رشته ي خاص نوکلئوتيد ها ، فقط با رشته ي متمم خود پيوند شيميايي پايدار برقرار مي کند . اين واقعيت و همچنين سهولت ساخت اين مولکول هاي کوچک ، باعث شده تا آنها را به عنوان ورودي و خروجي گيت هاي منطقي انتخاب کنيم . از خروجي يک گيت به عنوان ورودي گيت بعدي استفاده مي شود و به اين ترتيب يک سيستم پردازشي به وجود مي آيد .ساختمان اصلي اين گيت ها از نوعي مولکول DNA با خاصيت کاتاليزگري ساخته مي شود . کاتاليزگرها مولکول هايي هستند که باعث انجام فرايندهاي شيميايي روي مولکول هاي ديگر مي شوند . انواع مختلفي از DNA هاي کاتاليزگر ساخته شده اند که هر کدام فرايند شيميايي خاصي را ايجاد مي کنند . اجرای انواع خاصي از اين فرايندها روي ورودي ها ، براي محاسبات منطقي استفاده مي شود . وقتي رشته ي مناسبي از نوکلئوتيدها ( ورودي ) با ساختمان گيت پيوند برقرار کند ، قسمت هاي کاتاليزگري آن فعال شده و واکنش شيميايي خاصي به وجود مي آورند . به اين ترتيب يک مولکول کاتاليزگر مي تواند مولکول خاصي را شناسايي کرده و وجود يا عدم وجود آن را اعلام نمايد ( صفر يا يک ) . اين پديده اي است که گيت هاي منطقي بر اساس آن ساخته مي شوند .در ساختمان يک گيت منطقي باينري دو رشته ي خاص از نوکلئوتيدها وجود دارد . اگر مولکول هاي متمم اين دو رشته را به گيت برسانيم ، قسمت هاي کاتاليزگر گيت فعال شده و مولکول خاصي را به عنوان يک منطقي توليد مي کند . با ايجاد تغيير در ساختمان گيت مي توان توليد يک منطقي را براي ورودي هاي مختلف تحت کنترل در آورد و محاسبات منطقي مختلفي را انجام داد .با استفاده از DNA گيت هاي مختلفي از جمله گيت حسگر ( بافر ) ، گيت OR ، گيت AND ، گيت NOT ، گيت NAND و گيت XOR را مي توان ساخت . تا قبل از توليد اين نوع از گيت هاي منطقي ، انجام محاسبات ساده ي باينري با کمک DNA بسيار سخت تر از حل مسائل پيچيده اي مثل مسأله ي مسيرهاي هميلتوني بود .اَدِلمن در حل اين مسأله از تکثير خطي ( يک بعدي ) مولکول هاي DNA براي ايجاد مسيرهاي هميلتوني در يک گراف استفاده کرد . مولکول هاي DNA مي توانند ساختارهاي پيچيده تري با قابليت تکثير دو بعدي و سه بعدي را نيز بسازند . اين ساختارهاي کوچک مي توانند مانند واحدهاي سازنده ي بلورهاي طبيعي ( اتم ها ) در کنار يکديگر قرار گرفته و ساختارهاي پيچيده و منظم بزرگتري (مثل بلور) به وجود آورند . با اِعمال کنترل و برنامه ريزي روي اين شکل از گسترش و تکثير بلوري مي توان محاسبات رياضي را به کمک اين ساختارها انجام داد . اين يکي از روش هاي ديگري است که براي انجام محاسبات رياضي و منطقي مورد توجه پژوهش گران قرار گرفته است .زمان لازم براي حل مسأله ي مسيرهاي هميلتوني در کامپيوتر هاي معمولي به صورت نمايي با اندازه ي مسأله زياد مي شود . اما با روش هاي خاص شيميايي مربوط به مولکول هاي DNA به صورت همزمان مي توان تمام راه حل هاي بالقوه ي چنين مسائلی را پيش بيني کرد و سپس راه حل هاي غلط را جدا نمود و به جواب درست رسيد ، و اين با توجه به اين واقعيت که يک سی سی از مولکول هاي DNA مي تواند در حدود 260 بيت اطلاعات را در خود ذخيره کند ، راه حل مناسبي به نظر مي رسد . همچنين در سالهاي اخير پيشرفت هاي صورت گرفته در زمينه ي واکنش هاي الکترو شيميايي مربوط به مولکول هاي DNA ، امکان آشکار سازي الکتريکي خروجي DNA را به وجود آورده است . بنابراين اميد اين که در آينده بتوان از اين نوع کامپيوترهاي بيولوژيک در مسائل کاربردي استفاده کرد وجود دارد . نانوکامپیوترهای کوانتومی فاينمن اولين کسي بود که در سال 1982 پيشنهاد استفاده از مکانيک کوانتومي را براي پياده سازي الگوريتم هاي محاسباتي ارائه کرد . فناوری هاي نيم رساناي مورد استفاده در کامپيوترهاي امروزي کاملاً به وسيله ي قوانين الکتروديناميک کلاسيک قابل توصيف هستند . اما در مقياس هاي بسيار کوچکتر از اجزاي الکترونيکي حاضر ، قوانين فيزيک کوانتومي جاي قوانين کلاسيک را مي گيرند . پس کامپيوتري که براي انجام محاسبات خود از اين قوانين استفاده کند ، مي تواند بسيار کوچکتر از کامپيوترهاي امروزي باشد و انرژي کمتري مصرف کند . براي مثال ، فرايند نوشتن و خواندن اطلاعات در يک بيت معمولي با جرياني از 106 تا 109 الکترون صورت مي گيرد ، در حاليکه اين عمل در يک سيستم کوانتومي تنها با جابجايي يک الکترون قابل اجرا است . چنين پديده هايي با قوانين کلاسيک توجيه پذير نيستند . بيت کوانتومي در کامپيوترهاي معمولي ، يک بيت از اطلاعات با ولتاژ يک سيم نشان داده مي شود ( ولتاژ کمتر صفر و ولتاژ بیشتر يک منطقي را نمايش مي دهد ) . اما راه هاي ديگري هم براي نشان دادن اين بيت وجود دارد . براي مثال ، مي توان يک بيت را با حالت يک الکترون در يک اتم هيدروژن نشان داد . حالت پايه ي الکترون مي تواند نماينده ي صفر و يکي از حالات برانگيخته ي آن مي تواند نماينده ي يک باشد . اينها دو حالت ممکن براي اين الکترون در فيزيک کلاسيک هستند . اما طبق يکي از قوانين مکانيک کوانتومي به نام « اصل ابر حالت » ، يک سيستم کوانتومي ( از جمله اتم هيدروژن ) مي تواند در حالتي متشکل از هر ترکيب خطي از حالات ممکن نيز باشد . به چنين سيستمي يک « کوانتوم بيت » گفته مي شود که هم ارز بيت هاي معمولي در کامپيوترهاي معمولي است .از آنجا که کامپیوترهای کوانتومی می توانند اطلاعات چندگانه را در یک زمان نگه داری نمایند ، احتمال داده می شود که توانایی اجرای یک میلیون محاسبه را بطور همزمان داشته باشند . اما چون این کامپیوترها وابسته به پدیده های کوانتومی هستند ، به شدت در مقابل نویز آسیب پذیرند . لذا روشی برای اصلاح خطا[۵] در آنها مورد نیاز است و محققانی همچنان در حال کار بر روی حل این مشکل اند . به هر حال کامپیوترهای کوانتومی هنوز در مراحل اولیه به سر می برند . ساخته شدن محصولات خود اسمبل : کامپیو ترها اطلاعات را تقریبا بدون صرف هیچ هزینه ای باز تولید می نمایند . اقداماتی در دست اجراست تا دستگاههایی ساخته شود که تقریبا بدون هزینه شبیه عمل بیت ها در کامپیوتر اتمها را به صورت مجزا بهم اضافه کنند ( کنار هم قرار دهند ). این امر ساختن اتوماتیک محصولات را بدون نیروی کار سنتی همانند عمل کپی در ماشینهای زیراکس میسر می کند. صنعت الکترونیک با روند کوچک سازی احیا می گردد و کار در ابعاد کوچکتر منجر به ساخت ابزاری می شود که قادر به دستکاری اتمهای منفرد مثل پروتئینها در سیب زمینی و همانند سازی اتمهای خاک ، هوا و آب از خودشان می گردد. نانوتکنولوژی با پیوند علم مواد، شیمی و علوم مهندسی عرصه ای را بوجود می آورد که ماشین آلات خود تکثیر کننده و محصولات خود اسمبل از اتمهای اولیه ارزان ساخته شوند. تولید مواد و محصولات صنعتی : نانوتکنولوژی تغییر بنیانی مسیری است که در آینده موجب ساخت مواد و ابزار مختلف خواهد شد. امکان سنتز مولکولهای ساختمانی نانو با اندازه و ترکیب بدقت کنترل شده و سپس چیدن آنها در ساختارهای بزرگتر که دارای خواص و کارکرد منحصر بفرد باشند انقلابی در مواد و فرایند تولید آنها ایجاد می کند. محققان قادر به ایجاد ساختارهایی از مواد خواهند شد که در طبیعت نبوده و شیمی مرسوم نیز قادر به ایجادشان نبوده است. برخی از مزایای نانو ساختارها عبارتست از مواد سبک تر، قویتر و قابل برنامه ریزی - کاهش هزینه عمر کاری از طریق کاهش دفعات نقص فنی - ابزارهای نوین بر پایه اصول معماری جدید - بکارگیری کارخانجات مولکولی یا خوشه ای که مزیت مونتاژ مواد در سطح نانو را دارند. کاربرد فناوری نانو در صنعت الکترونیک : با استفاده از این فناوری می توان ظرفیت ذخیره سازی اطلاعات را در حد هزار برابر یا بیشتر افزایش داد و در نهایت به ساخت ابزارهای ابر محاسباتی به کوچکی یک ساعت مچی رسید. اگر ظرفیت نهائی ذخیره اطلاعات به حدود یک ترابیت در هر اینچ مربع برسد ذخیره سازی 50 عدد DVD در یک هارددیسک به ابعاد یک کارت اعتباری میسر خواهد شد که ساخت تراشه ها در اندازه های فوق العاده کوچک مثلا در اندازه های 32 تا 90 نانومتر و تولید دیسکهای نوری 100 گیگابایتی در اندازه های کوچک نیز از دیگر کاربردهاست. کاربرد نانوفناوری در صنعت خودروسازی : ساخت بدنه سبک تر و مقاوم تر برای خودرو - لاستیکهائی با مقاومت بیشتر در برابر سایش - ساخت قطعات موتور با عمر چندبرابر - کاهش مصرف سوخت خودرو - باطریهای با انرژی و دوام بالا - حسگرهای چندمنظوره برای کنترل فرایندهای مختلف در خودرو - کاتالیزورهای اگزوز ماشین برای کاهش آلودگی هوا - سازگار کردن خودرو با محیط زیست - جایگزین کردن کربن سیاه تایرها با ذرات رس و پلیمرهای نانومتری (که تایرهای سازگار با محیط زیست و مقاوم در برابر سائیدگی را به ارمغان می آورد ) استفاده از سیستم های الکتروکرومیک در آینه های داخلی و بیرونی خودرو که می تواند نور را بطور اتوماتیک تنظیم کند. ( در این سیستم ها مطابق با شرایط نوری موجود و با استفاده از تغییر ولتاژ، فرایند شیمیایی خاصی اجرا می شود. در همان حین از طریق مهاجرت اتمهای لیتیم در لایه های بسیار نازک اتمهای دیگری ساخته می شود که این امر موجب تغییر شفافیت شده و تنظیم نور بصورت اتوماتیک صورت می گیرد. ) فناوری نانو گرم کردن شیشه های خودرو بصورت نامرئی و بدون استفاده از سیم های آزاردهنده را فراهم ساخته است - خاصیت خود پاک کنندگی شیشه ها و آینه های خودرو هم با استفاده از فناوری نانو امکانپذیر گشته است. کاربرد فناوری نانو در صنایع فضائی : به گفته دانشمندان ناسا خطر قرار گرفتن در معرض تابشهای فضائی مهمترین عامل محدود کننده طول مدت سفرهای فضایی است. طراحان سفیته های فضایی به دنبال موادی هستند که بتوانند در بدنه سفینه های فضایی، حفاظت موثری در برابر تابشهای فضایی ایجاد کرده و ذخیره انرژی خوبی هم داشته باشد. یک فضا نورد بمحض خروج از میدان مغناطیسی و اتمسفر محافظ زمین در معرض تابشهای یونیزه کننده ای بصورت ذرات اتمی باردار قرار می گیرد که با سرعتی نزدیک به سرعت نور حرکت می کند. این ذرات پر انرژی ( HZE ) دارای بار زیادی بوده و بیشترین خطر را برای انسان در فضا ایجاد می کنند. قرار گرفتن طولانی مدت در برابر این تابشها موجب آسیب دیدن DNA و بروز سرطان می شود. یکی از مواد محافظی که دانشمندان مشغول بررسی قابلیت آن هستند بور ( 10 Bure ) است. آنان در حال مذاکره برای کاربردهای احتمالی این ماده در ماموریت های فضایی و نیز کاربردهای احتمالی نانو لوله های بور 10 هستند. در حال حاضر آزمایشهای تابشی روی این نانولوله ها در حال انجام است. تاثیرات امنیتی نانوفناوری : به لحاظ کاربردهای بسیار زیادی که این فناوری می تواند در امور نظامی داشته باشد در بخش دفاعی کشورها گرایش زیادی به تحقیق و توسعه نانوفناوری صورت گرفته است. از جمله کاربردهای این فناوری لباسهای مانع خطر و پرنده های بسیار کوچک و تجهیزات اطلاعاتی است که هم اکنون با حمایت وزارت دفاع کشورهایی چون آمریکا و ژاپن و برخی از کشورهای اروپایی بصورت پروژه تحقیقاتی در حال انجام آن هستند. تسلط اطلاعاتی از طریق نانو الکترونیک پیشرفته بعنوان یک قابلیت مهم نظامی امنیتی - امکان آموزش موثرتر نیرو به کمک سیستمهای واقعیت مجازی پیچیده تر حاصله از الکترونیک نانو ساختاری - استفاده بیشتر از اتوماسیون و رباتیک پیشرفته برای جبران کاهش نیروی انسانی نظامی - بهبود کارآیی خودروهای نظامی و کاهش خطر برای سربازان - تعداد دفعات کمتر نقص فنی تجهیزات نظامی و امنیتی و هزینه کمتر در عمر کاری تجهیزات - پیشرفت در امر شناسایی و در نتیجه مراقبت از عوامل زیستی - شیمیایی و هسته ای - بهبود طراحی سیستمهای کنترل و ... همه در سایه فناوری نانو و بعنوان عوامل پشتیبان امنیت ملی از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشند. اشاره به بعضی از دستاوردهای فناوری نانو : تشخیص سریع پزشکی در اولین مرحله بیماری تشخیص بیماریهای صعب العلاج و درمان آن شناسایی سلولهای آسیب دیده با کارگذاری نانوذرات فعال نوری در داخل گلبولهای سفید خون دارو رسانی به سلول و یا سلولهای آسیب دیده تولید نانوکپسولهای حاوی ویتامینها و مواد مغزی پانسمانهایی که موجب بهبود زخم می شوند بانداژهایی که نیازی به تجدید ندارند ساخت نانوکریستالهای فسفات کلسیم در ایمپلنتهای دندانی ساخت و تولید نانوفیلرها و کاربرد آن در کامپوزیتهای دندانی استفاده از نانو ذرات اکسید روی در تهیه لوسیونها و کرمهای ضدآفتاب و ضدالتهاب استفاده از نانوذرات اکسید تیتانیوم برای کاهش صدمات ناشی از اشعه ماورا» بنفش بر روی پوست تهیه کرمهای ضدچروک و درمان خشکی پوست با استفاده از نانوذرات اکسید تیتانیوم و سیلیکون ساخت نانو ماشینهایی که قادرند چربی اضافه بدن را برطرف کنند و در عین حال چین و چروک پوست را از بین ببرند. ساخت نانوماشینهایی که قادرند فرم موی سر را به دلخواه فرد تغییر دهند. تولید جورابهایی با استفاده از نانوذرات نقره که رشد باکتریها و قارچها را مهار کرده و از بروز بوی بد پا - عفونت ناخن و کف پا جلوگیری می کند. ساخت و تولید عدسیها و لنزهای عینک ضدخش ساخت توپهای تنیسی با کربن60 که مستحکم تر و سبک تر از توپهای تنیس معمولی است. واحد پردازش مرکزي يا cpu همان گونه که از نامش پيداست کارش پردازش و محاسبه داده هاي ورودي به کامپيوتر مي باشد.داده ها و راه حل هاي مسئله از طريق واحد ورودي وارد حافظه کامپيوتر مي شوند.مقايسه ها و محاسبات در صورت لزوم در واحدي به نام واحد محاسبه و منطق (ALU) انجام مي گيرد.واحد کنترل همان طوري که از نامش پيداست نقش هدايت کننده را ايفا مي کندو بر ورود اطلاعات از طريق ورودي و ذخيره اطلاعات و انتقال اطلاعات لازم از حافظه به واحد محاسبه و منطق و بالعکس و بالاخره خروج نتايج نظارت دارد. واحدهاي محاسبه و منطق کنترل CPU يا واحد پردازش مرکزي کامپيوتر را تشکيل مي دهند.امروزه پردازنده هاي متعددي توسط شرکت هاي INTEL , AMD توليد و ارايه مي شوند.برخي از پردازنده هاي 32 و64 بيتي اين دو شرکت بزرگ عبارتند از : Pentium 4 ,Celeron, Celeron d,athlon xp,sempron,athlon 64,athlon 64fx,opteron,itanium,Pentium m,mobile,centrino,mobile Pentium 4.شرکت intel پردازنده هاي خود را در سه خانواده desktop,mobil,server/work station توليد مي نمايد. پردازنده هاي desktop 32 بيتي بوده و عبارتند از :Pentium 4 ht,Celeron d,Pentium 4 htxe,Celeron. .پردازنده هاي server/work station -32 و 64 بيتي بوده و عبارتند از:intel xeon,intel itanium2. .خانواده mobile نيز شامل پردازنده هاي Pentium m,Celeron m,mobile Pentium 4 مي باشد. شرکت AMD پردازنده هاي خود را در سه خانواده desktop که خود شامل athlon xp,sempron,athlon64 ,athlon64fx است و mobile که شامل mobile sempron,mobile athlon64, است و server/work station که شامل optron ميباشد تقسيم مي کند.پردازنده intel Pentium ht extream edition :اين پردازنده شامل processor number نمي باشد و فناوري توليد آن 130 نانو است.اين پردازنده با استفاده از هسته prestonia داراي حافظه نهان L2 برابر 512 kb وحافظه نهان L3 برابر 2M مي باشد.شرکت intel اين پردازنده را در دو مدل با فرکانس 3.2GHz,3.4GHz توليد مي کند.اين پردازنده فعلا براي هر دو سوکت LGA775,MPG478 ارايه ميشود.فرکانس FSB اين پردازنده 800MGHz بوده و بر روي بردهاي اصلي با سوکت 775 که از چيپ ست هاي intel925x express,intel915 G express,intel915 express به عنوان پل شمالي استفاده ميشود نصب مي شود.پردازنده Pentium 4 with ht technology :اين پردازنده در 10 نوع ارايه مي شود.کليه مدل ها به فناوري 90 نانو توليد و داراي حافظه نهان L2 به ظرفيت 1 M مي باشد.فرکانس FSB کليه اين پردازندهها 800MGHz بوده و بر روي سوکت LGA775 نصب ميشود. پردازندهintel Celeron d : اين پردازنده در 9 مدل ارائه مي شود.کليه مدل هاي اين پردازنده داراي 256kbحافظه نهان L2 بوده و فرکانس FSB آن ها533MGHz مي باشد.پردازنده Celeron با فناوري هاي 180و130 نانو توليد شده است.اغلب CPU ها و در حقیقت اغلب دستگاه های كامپیوتری كاركرد هم زمان دارند كه طراحی و عملكرد آنها در یك سیگنال فرضی هم زمان می باشد باشد . این سیگنال به ساعت سیگنال شناخته شده است كه معمولا به شكل امواج مستقیم زمانی می باشد . با محاسبه حداقل زمانی كه سیگنال های الكتریكی می توانند در مدارات CPU حركت كنند و طراح می تواند در یك زمان مناسب سیگنال ساعت را انتخاب كند . مدت زمان حركت یك سیگنال باید طولانی تر از زمان معمول نسبت به توزیع آن در بدترین زمان ممكن باشد . در تنظیم زمان ساعت كه می بایست بهتر از قبل برای توزیع باشد ممكن است تاخیر انجام شود كه در طراحی كل CPU احتمال داده می شود و مسیری است كه اطلاعات اطراف را به حركت درآورده و سیگنال های این نوع اطلاعات به شكل بالا و پایین می باشد و این مهم ترین ویژگی و سادگی یك CPU می باشد و هر دو از یك دور نمای طراحی و یك دور نمای Component covnt می باشند یكی از مواردی كه مستقیما روی كارایی پردازنده ها اثر می گذارد سرعت آن است كه معمولا بر روی آن نوشته می شود هرچه پردازشگر سریع تر باشد اطلاعات را سریع تر پردازش می كند . سرعت پردازشگرها بر حسب مگاهرتز بیان می شود و یك مگاهرتز برابر یك میلیون چرخه ( دور ) در ثانیه است . بعضی تولیدكنندگان سرعتی را كه بر روی پردازشگر می نویسند واقعی نیست بلكه آنها توانمندی پردازشگر را در برابر اینتل می سنجند و به آن سرعت معادل پنتیوم می گویند . عوامل موثر در كارایی پردازنده فركانس ساعت یا سرعت ساعت است كه معمولا به دو صورت می باشد : 1. سرعت ساعت داخلی : در این حالت پردازشگر عملیات داخلی خود را بر اساس این ساعت انجام می دهد این سرعت برابر سرعتی است كه بر روی پردازشگر ذكر شده است . در هنگام فروش این سرعت را ذكر می كنند مانند P4/2.2Ghz. 2. سرعت ساعت خارجی ( سرعت گذرگاه سیستم ) : این سرعت در واقع مدار الكترونیكی است كه خارج از تراشه قرار دارد و به پایه های مربوط به ساعت وصل می شود . اطلاعات خارج از پردازشگر مانند اطلاعات حافظه اصلی رایانه بر این اساس سنجیده می شوند . معماری پیشرفته به تنهایی نمی تواند تمام عیوب هم زمان CPU ها را برطرف كند. برای مثال : یك سیگنال ساعت دیرتر از دیگر سیگنال های الكتریكی عمل می كند . بالاترین سرعت ساعت در افزایش مجموع CPU ها و برای حفظ سیگنال ساعت در یك فاز هم زمان كل دستگاه را با مشكل زیادی مواجه می سازد . هدایت این CPU های مدرن شناسایی چند منظوره سیگنال های ساعت را ایجاد می كند تا بتواند از تاخیر سیگنال های منفرد كه باعث ایجاد نقص در CPU ها می شود جلوگیری كند . مورد های مهم دیگری مثل مقدار گرما كه در افزایش سرعت ساعت تاثیر اساسی دارد توسط CPU از بین می رود تغییرات دائمی ساعت كه باعث تغییر خیلی از اجزا می شود ، تغییر بدون توجه ایی است كه در همان زمان شروع شده و استفاده می گردد . در كل یك جزء كه تغییر می كند انرژی زیادی را نسبت به یك المنت كه در حالت ساكن می باشد مصرف می كند. بنابراین سرعت ساعت كه افزایش می یابد به همین نسبت حرارت هم از بین می رود كه نیاز به یك خنك كننده لازم می گردد . یكی از روش هایی كه باید اقدام كرد تغییر اجزایی است كه مورد نیاز نمی باشند كه به آنها Clock Gate می گویند كه در ازای آن سیگنال های ساعت ، اجزایی را كه نیاز نمی باشند خاموش كنیم ( به طور تاثیر گذار آنها را قطع كنیم ) هر چند این مورد را باید توجه كرد كه انجام آن مشكل می باشد و از این رو در طراحی هایی كه برق كمتری به كار می رود نیاز به این كار نمی باشد 3ـ3) وجه تشابه ( موازی ها ) مهم ترین عملكرد CPU ها و ساده ترین شكل آنها را در بخش گذشته ارائه نمودیم . این نوع CPU ها به كم سنجش شناخته شده اند یعنی اجرای عملیات هم زمان بر روی یك یا دو دسته از اطلاعات . این فرایند عدم كارایی ذاتی CPU ها را بالا می برد و تا زمانی كه فقط یك دستورالعمل اجرا می شود باقی CPU ها می بایست قبل از اینكه دستورالعمل دیگری اجرا گردد در انتظار بمانند تا اینكه دستور العمل در حال اجرا كاملا اجرا گردد . این نوع CPU ها بر روی دستور العمل هایی كه بیش از یك ساعت زمان نیاز دارند Hang up می كنند . در مجموع دو دستور العمل نمی تواند هم زمان انجام بگیرد . تلاش برای رسیدن به توازن و عملكرد بهتر كه بتوان به طور هم زمان و موازی چندین دستورالعمل را انجام داد جزء طرح های متدلوژیت بوده است كه معمولا از دو روش ILP و TLP استفاده می كردند تا سرعت عملیات را در CPU ها بالا برده و آنها را اجرا نمایند . 1ـ3ـ3) ILP دستورالعمل مجرای ارتباطی و ساختار سوپر سنجش یكی از ساده ترین روش های به كار رفته برای اتمام رساندن افزایش Parallel شروع اولین مرحله واكشی و رمزگشایی قبل از پایان اجرای دستورالعمل قبلی می باشد این ساده ترین شكل شناخته شده فن دستورالعمل مجرای ارتباطی (Pipelining) می باشد كه اغلب در اهداف عمومی CPU ها به كار برده شده است . مجرای ارتباطی اجازه می دهد تا بیش از یك دستورالعمل به وسیله تقسیم كردن در مسیر مجرای ارتباطی در هر زمان اجرا شود . به طوری كه یك دستورالعمل ساخته شده در هر قسمت بتواند از اجرای مجرای ارتباطی خارج شده و كامل گردد . در مجرای ارتباطی نتیجه اجرای عملكرد قبلی نیاز به كامل شدن عملكرد بعدی دارد و این شرطی است كه اغلب تناقض بین اطلاعات غیر وابسته دارد . غلبه بر این شرط دقت بیشتری برای چك كردن این دسته از شرایط كاری نیاز دارد تا تاخیر یك قسمت از دستورالعمل در مجرای ارتباطی اتفاق بیفتد . پردازشگرهای مجرای ارتباطی پیچیدگی بیشتری را دارند . یك پردازشگر مجرای ارتباطی می تواند مقیاسی برای خطوط مجاری باشد . ( یك دستورالعمل نباید بیش از یك ساعت گردش كارش طول بكشد ) . پیشرفت كار یك دستورالعمل بستگی به كاهش زمان در مجرای ارتباطی دارد كه به وسیله CPU هدایت می شود . ساختاری كه به آن سوپر سنجش گفته می شود شامل یك دستورالعمل طولانی مجرای ارتباطی می باشد كه چند دستگاه برای شناسایی اجزای كار داشته باشد . در مجرای ارتباطی سوپر سنجش دستور العمل ها چند منظوره می باشند كه به قسمت توزیع كننده فرستاده می شوند تا دستورالعمل ها به صورت موازی یا به طور همزمان اجرا گردند . اگر آنها درست اجرا شوند چندین دستورالعمل می توانند به طور هم زمان اجرا شوند . در مجموع وقتی كه یك CPU سوپر سنجش بتواند دستورالعمل های زیادی را هم زمان توزیع كند و دیگر دستگاه ها را منتظر بگذارد ، پس می تواند دستورالعمل های بیشتری را هم به یك سیكل كاری دهد. اغلب سختی طراحی یك ساختار CPU بستگی به یك توزیع كننده موثر دارد . یك توزیع كننده نیاز دارد كه قادر باشد به سرعت و به درستی تصمیم بگیرد كه دستورات به صورت موازی اجرا گردند و آنها را به خوبی توزیع كرده و در صورت امكان از آنها مواظبت كند . نیاز به دستورات مجرای ارتباطی به اندازه كافی و مورد نیاز در ساختار سوپر سنجش ها مقدار Cache CPU ها را افزایش می دهد و تكنیك های احتیاط را هم نیز پیش بینی می كند . با تلاش و پیش بینی می توان فهمید كدام مسیر یا دستورالعمل شرطی خواهد بود و CPU می تواند زمانی را كه مجرای ارتباطی باید منتظر بماند به حداقل برساند و این را می توان به صورت ذهنی تصور كرد . پنتیوم های (P5) اینتل اصلی دو سوپر سنجش ALU می باشد كه در هر ساعت یك دستورالعمل را قبول می كند و نوع دیگر آن FPU بوده که نتوانسته بود كه در هر ساعت یك دستورالعمل را قبول كند پس P5 سوپر سنجش درستی بوده ودر نتیجه نماد علمی ساختار پنتیوم جانشین اینتل شد . P6 به ویژگی های نماد علمی و ظرفیت سوپر سنجش اضافه شد و از انجام در عملیات نماد علمی فائق آمد . هر دو ساختار ( مجرای ارتباطی و سوپر سنجش ) در افزایش ILP CPU ها به وسیله یك پردازشگر برای اجرای كامل یك دستورالعمل در هر گردش (IPC) به كار می روند .ركورد ساختار CPU های مدرن حداقل یك سوپر سنجش می باشد و تقریبا اهداف عمومی CPU های طراحی شده در دهه گذشته را برآورد می كند . در سال بعد بعضی تاكیدها بر طراحی كامپیوترهای high ILP یا ISA بود كه از سرعت آن CPU ها سخت افزار و رابط های نرم افزار گرفته شده بود . استراتژی دستورالعمل های لغتی بسیار طولانی (VLIW) باعث شد كه بعضی ILP ها دلالت مستقیم بر نرم افزار داشته باشند و همچنین باعث كاهش بیشتر كار CPU شده و عملكرد ILP را بیشتر تقویت كرده و طراحی پیچیده را كاهش می داد . 2ـ3ـ3) تنظیم هم زمان اجرای TLP استراتژی های مشترك دیگر كه در افزایش كاربرد موازی CPU ها كاربرد داشته شامل اجرای هم زمان چند برنامه در یك زمان بودند . در كل استفاده از high TLP CPU ها نسبت به یك high ILP بیشتر و طولانی تر است . خیلی از طراحی ها به وسیله Cray در خلال دهه های 1970 و 1980 بر TLP به عنوان یك روش اولیه كه قابلیت محاسبات حجیم را داشته بوده است . در حقیقت TLP در شكل منظم و چند منظوره در دهه 1950 به صورت پیشرفته به كار گرفته شده است . (Smother man 2005) یك پردازشگر به دو روش مهم TLP طراحی و به كار گرفت كه به نام Chip – Level چند منظوره (CMP) و (SMT) شناخته شد .كامپیوترهایی با اهداف چند منظوره كه از مجموع CPU های منظم مستقل در سطح بالایی ساخته شد مانند Symetric چند منظوره (SMP) كه دسترسی به حافظه غیر متحد الشكل (NUMA) را برقرار می كرد . تا زمانی كه استفاده از معانی مختلف وجود دارد تمام این فنون جهت یك هدف به انجام می رسند و تعداد رشته های CPU ها را كه می توانند به صورت موازی اجرا شوند افزایش می دهند . روش های موازی كردن CMP و SMP شبیه به یكدیگر می باشند و اغلب درست و قابل فهم می باشند و كم و بیش دو یا بیشتر ، CPU های مستقل را به كار می گیرند . دررابطه با CMP پردازشگر چند منظوره مركزی شامل مجموعه مشابه كه در مدار مجتمع مشابه قرار می گیرند می باشد و دارای SMP چند منظوره می باشد .NUMA تا اندازه ای شبیه به SMP می باشند و دسترسی به یك مدل حافظه غیر متحد الشكل را فراهم می كند . این برای كامپیوترها با CPU های فراوان بسیار مهم می باشد زیرا هر پردازشگر برای دسترسی به زمان و حافظه SMP های حافظه را تقسیم می كند و نتیجه آن به نوبت كار كردن كارها با تاخیر می باشد . بنابراین NUMA مدل های سنجش بیشتری را مورد بررسی قرار می دهد و به طور موفقیت آمیزی CPU های بیشتری از SMP را در كامپیوترها به كار می برد . TLP با SMT ها تا اندازه ای با یكدیگر فرق دارند كه TLP در صورت امكان قطعات CPU را اضافه می نماید . تا زمانی كه استراتژی یك TLP بررسی می شود لوازم آن بسیار شبیه به سوپر سنجش می باشد و اغلب در ریز پردازشگرهای سوپر سنجش به كار برده می شود ( شبیه به IBM,s POWER ) . طراحی SMT فقط قطعات مورد نیاز برای دستورالعمل واكشی ـ كد گشایی و توزیع می باشد . یك ریجستر با اهداف عمومی كه به CPU SMT اجازه می دهد تا اجرای كار دستگاه كنترل و حفظ و تهیه دستورالعمل ها را به عهده گیرد و این شبیه به روش سوپر سنجش ILP می باشد. 4ـ3) پردازشگرهای حامل ( برداری ) و SIMD مدل مهمی از CPU ها بوده كه به طور افزاینده با بردارها سر و كار دارند ( و در همه امور محاسبه می شوند ) ، به بعضی از پردازشگرهای مورد بحث اخیر اطلاق می گردد و به بعضی از مدل های دستگاه های سنجش و این نامی است كه پردازشگرهای برداری را ایجاب می كند تا با قسمت های چند منظوره اطلاعات در یك متن دستورالعمل سرو كار داشته باشد . تناوب آن با سنجش پردازشگرها در این است كه با یك قسمت اطلاعات برای هر دستورالعمل سروكار دارد . این شكل برخورد با اطلاعات به SISD ها ارجاع می شود ( یك دستورالعمل یك اطلاعات ) و SIMD ( یك دستورالعمل چندین اطلاعات ) كه بیشترین استفاده آن در به وجود آوردن CPU هایی است كه با بردارهای اطلاعات سر و كار دارند و برای بیته ساختن دستوراتی به كار می رود كه نیاز به عملیات یكسان دارند ( یك حاصل جمع با یك محصول پراكنده ) كه روی یك سری اطلاعات وسیع انجام می شود . بعضی از مثال های رایج این نوع برنامه ها كه نیازهای چند منظوره دارند عبارتند از : CPU سنجش می بایست تمام فرایند واكشی ـ كد گشایی و اجرای هر كدام از دستورالعمل ها را به تنهایی انجام دهد و این امكان پذیر است كه تمایل به بهره گیری و نیاز به مراحلی از یك سری اطلاعات حجیم را در برگرفته و انجام دهد . اكثر بردارهای CPU های قدیم مانند Cray.1 منحصر به بهره گیری از تحقیقات علمی و رمز گشایی بوده اند . چند منظوره ها به طرف وسایل دیجیتال ارتباطی كشیده شده اند و نیاز برخی از شكل های SIMD در اهداف عمومی CPU ها بسیار چشمگیر بوده است به طوری كه در مدت كوتاهی دستگاه های اجرایی نمادهای علمی (Floating Mod) شروع به كار عادی خود كردند . مشخصات برای ابزار SIMD برای اهداف عمومی شروع به ظاهر شدن كردند . بعضی از این مشخصات SIMD شبیه به اینتل MMX فقط برای عدد صحیح بوده است كه محدودیت های مهمی را برای بعضی از توسعه دهندگان نرم افزار ایجاد می كند . به تدریج این طراحی های قدیم به صورت مشخصات مشترك مدرن SIMD كامل و دوباره ساخته شد كه معمولا با كمك یك ISA بوده است . بعضی از نمونه های قابل توجه انیتل SSE و PC های قوی مرتبط با Altivec ( شناخته شده به VMX ) می باشد . اعمال اختلاف پتانسیل الکتریکی در دو انتهای این ساختارها و در امتداد طولی شان انتقال بار الکتریکی اتفاق می افتد.رضا جوالچی : شاید هنوز ساخت تراشه های کامپیوتری که برای ایجاد سرعت محاسباتی بالا به جای جریان الکتریسیته از نور استفاده می کنند، تشخیص انواع سرطان و سایر بیماری های پیچیده فقط با گرفتن یک قطره خون، بهبود و اصلاح کارت های هوشمند و نمایشگرهای ال سی دی، تنها یک رویا برایمان باشد و این مسائل را غیرواقعی جلوه دهد اما محققان آینده قادر خواهند بود تمام این رویاها را به حقیقت تبدیل کنند و دنیایی جدید از ارتباطات و تکنولوژی را به واسطه معجزه نانوسیم ها به ارمغان آورند. نانوسیم ها از جمله ساختارهای مختلف نانو هستند که امروزه مطالعات و تحقیقات بسیاری را به خود اختصاص داده است. عموما سیم به ساختاری گفته می شود که در جهت طولی گسترش داده شده باشد و در دو جهت دیگر بسیار محدود شده باشد. یک خصوصیت اساسی از این ساختارها که دارای دو خروجی هستند رسانایی الکتریکی است. با اعمال اختلاف پتانسیل الکتریکی در دو انتهای این ساختارها و در امتداد طولی شان انتقال بار الکتریکی اتفاق می افتد. ساخت سیم هایی در ابعاد نانومتری هم از جهت تکنولوژیکی و هم از جهت علمی بسیار مورد علاقه است زیرا در ابعاد نانومتری خواص غیرمعمولی از خود بروز می دهند. انواع نانوسیم ها 1- نانوسیم های فلزی این نانوساختارها به دلیل خواص ویژه ای که دارند نویدبخش کارایی زیادی در قطعات الکترونیکی هستند. توسعه الکترونیک و قدرت یافتن در این زمینه بستگی به پیشرفت مداوم در کوچک کردن اجزای الکترونیکی است. با این حال قوانین مکانیک کوانتومی، محدودیت تکنیک های ساخت و افزایش هزینه های تولید ما را در کوچک تر کردن تکنولوژی های مرسوم و متداول محدود خواهد کرد. تحقیق فراوان در مورد تکنولوژی های جایگزین علاقه فراوانی را متمرکز مواد در مقیاس نانو در سال های اخیر کرده است. نانوسیم ها می توانند در رایانه و سایر دستگاه های محاسبه گر کاربرد داشته باشند. برای دستیابی به قطعات الکترونیکی نانومقیاس پیچیده، به سیم های نانومقیاس نیاز داریم. علاوه بر این، خود نانوسیم ها هم می توانند مبنای اجزای الکترونیکی همچون حافظه باشند. 2- نانوسیم های آلی این نوع از نانوسیم ها، همانطور که از نام شان پیداست، از ترکیبات آلی به دست می آیند. علاوه بر مواد فلزی و نیمه رسانا، ساخت نانوسیم ها از مواد آلی هم امکان پذیر است. به تازگی ماده ای بنام «الیگوفنیلین وینیلین» برای این منظور در نظر گرفته شده است. 3- نانوسیم های هادی و نیمه هادی ساختار شیمیایی این ترکیبات باعث به وجود آمدن خواص جالب توجهی می شود. آینده نانوتکنولوژی به توانایی محققان در دستیابی به فنون ساماندهی اجزای مولکولی و دستیابی به ساختارهای نانومتری بستگی دارد. محققان اکنون توانسته اند با تقلید از طبیعت به ساماندهی پروتئین های حاصل از خمیرمایه برای تولید نانوسیم های هادی دست یابند. این فنون در مقیاس نانومتری اغلب پرزحمت و هزینه بر است و تجاری سازی نانوتکنولوژی به روش های آسان و مقرون به صرفه نیاز دارد که بهترین الگوی آن هم طبیعت پیرامون ماست، فقط کافی است کمی چشمان مان را باز کنیم و با دقت بیشتری اطراف مان را بنگریم. 4- نانوسیم های سیلیکونی این نوع از نانوسیم ها سمی نیست و به سلول ها آسیبی نمی رسانند. این نوع از نانوسیم ها بیشترین کاربرد خود را در عرصه پزشکی مانند تشخیص نشانه های سرطان، رشد سلول های بنیادی نشان داده است. پردازنده AMD athlon xp : شرکت AMD اين پردازنده را در سه مدل 2800+ به فرکانس 2083GHz, و3000+ با فرکانس 2164GHz و3200+ با فرکانس 2200GHZ توليد مي نمايد.هر سه مدل اين پردازنده داراي 128kb حافظه نهانL1 و512 kb حافظه نهان L2 مي باشند.فرکانس FSB مدل2800 برابر 333 مگا هرتز و فرکانس دو مدل ديگر برابر 400 مگا هرتز است. هر سه مدل داراي 462 پين بوده و بر روي سوکت A نصب ميشوند.پردازنده AMD sempron :فناوري توليد اين پردازنده 130 نانو بوده و کنترل حافظه کاملا در داخل پردازنده است .اين پردهزنده داراي حافظه نهان L1 با ظرفيت 128 کيلو بايت مي باشد.برخي از مدل هاي آن عبارتند از :2200 با فرکانس 1.5 گيگا هرتز و 2400 با فرکانس 1.66 گيگا هرتز و 3100 با فرکانس 1.8 گيگا هرتز.پردازنده AMD athlon fx :يک پردازنده 64 بستس است.بنابراين گذرگاه آدرس و داده آن 64 بيتي است.داراي دو مدل fx-51 با فرکانس 2.2 گيگاهرتز و fx-53 با فرکانس 2.4 گيگاهرتز است. اين پردازنده با فناوري 130 نانو توليد و داراي 105.9 ميليون ترانزيستور مي باشد. اين پردازنده داراي 128kb حافظه نهان L2 و 152kb حافظه نهان L2 ميباشد روابط عمومی اسوس در ایران کمپانی ASUS با معرفی محصول جدید خود یعنی سری جدید limited-edition Triton 79 AMAzing از خنک کننده های CPU،باب جدیدی در تولید خنک کننده های پیشرفته CPU باز نمود که تحسین تمامی علاقمندان بازیهای کامپیوتری را بهمراه داشت.روابط عمومی اسوس در ایران کمپانی ASUS با معرفی محصول جدید خود یعنی سری جدید limited-edition Triton 79 AMAzing از خنک کننده های CPU،باب جدیدی در تولید خنک کننده های پیشرفته CPU باز نمود که تحسین تمامی علاقمندان بازیهای کامپیوتری را بهمراه داشت.واژه AMAzingبکار رفته در نام این محصول بمعنای شگفت انگیزکاست که با توجه به عملکرد خیره کننده ،ظاهرزیبا وبسته بندی بی نظیر آن نامی کاملا برازنده می باشد .تمامی قطعات بکار رفته در این محصول برای حفاظت بیشتر با فوم های پلاستیکی پوشانده شده اند و تمامی دارندگان این محصول یک کارت شناسایی منحصربفرد خواهند داشت که درآن شماره سریال محصول درج شده است.بدون شک Triton 79 AMAzing با توجه به کارایی فوق العاده اش می تواند انتخاب اول بازیکنان حرفه ای بازیهای کامپیوتری باشد که نیازبه خنک کننده ای با عملکرد بالا، سکوت کامل و طراحی خیره کننده دارند.خنک کننده Triton 79 AMAzing قادراست تا CPU های Intel® Core™ 2 Extreme / Core™ 2 Quad Core (LGA775) و AMD Athlon™ 64 FX/X2 Dual-Core processors (939/940/AM2/AM2+/1207+) را پشتیبانی نماید.این سطح از پشتیبانی پردازشگرهای مختلف باعث شده است تا Triton 79 AMAzing کاملا مناسب گیمرهاییباشد که خواهان انجام عملیات overclocking بروی سیستمهایشان هستند ویا چندین پلت فرم کامپیوتری را استفاده می نمایند. خنک کننده Triton 79 AMAzing ازیک پایه مسی و رویه آبکاری شده ازنیکل بهمراه 4 لوله مسی انتقال حرارت وهمچنین پره های آلومینیومی ساخته شده است که این پره ها قادرند تا میزان حرارت تولید شده توسط پردازشگرها را درحد معین و مناسبی نگه دارند و محیطی پایدار را درعین برخورداری ازحداکثر کارایی برای کاربران به ارمغان آورد.علاوه براینها Triton 79 AMAzing با استفاده از عمل PWM (تعدیل پهنای پالس)توسط یک فن 12 سانتیمتری قادراست تا بطورخودکار سرعت فن را با توجه به حرارت تولید شده CPU تنظیم نماید و عمل خنک سازی را با تولید صدایی تنها معادل 18dBA انجام دهد. پوشش Voltage Regulation که درون خنک کننده واقع شده ،قادراست تا جریان هوایی را که توسط فن 12cm ایجاد می شود رابه سمت ماژول های تنظیم ولتاژ هدایت نماید واین عمل برای برای پایداری پردازشگرها و همینطورکل سیستم بسیار ضروری می باشد.این طراحی منحصربفرد قادراست تا بطرز موثری درجه حرارت VRM را به میزان 10 تا °C 15کاهش دهد و محیطی پایدار و آرام را برای کارکردن کاربران فراهم می آورد. گفتنی است طراحی منحصر بفرد در بکارگیری گیره ها دراین سری ازخنک کننده های ASUS باعث شده است تا نصب آن حتی بسیار راحت تر ازگذ شته انجام گیرد. همچنین خنک کننده Triton 79 AMAzing را می توان در دو مرحله وبدون نیاز به جداکردن مادربورد ازسیستم نیزنصب نمود.واژه AMAzingبکار رفته در نام این محصول بمعنای شگفت انگیزکاست که با توجه به عملکرد خیره کننده ،ظاهرزیبا وبسته بندی بی نظیر آن نامی کاملا برازنده می باشد .تمامی قطعات بکار رفته در این محصول برای حفاظت بیشتر با فوم های پلاستیکی پوشانده شده اند و تمامی دارندگان این محصول یک کارت شناسایی منحصربفرد خواهند داشت که درآن شماره سریال محصول درج شده است.بدون شک Triton 79 AMAzing با توجه به کارایی فوق العاده اش می تواند انتخاب اول بازیکنان حرفه ای بازیهای کامپیوتری باشد که نیازبه خنک کننده ای با عملکرد بالا، سکوت کامل و طراحی خیره کننده دارند.خنک کننده Triton 79 AMAzing قادراست تا CPU های Intel® Core™ 2 Extreme / Core™ 2 Quad Core (LGA775) و AMD Athlon™ 64 FX/X2 Dual-Core processors (939/940/AM2/AM2+/1207+) را پشتیبانی نماید.این سطح از پشتیبانی پردازشگرهای مختلف باعث شده است تا Triton 79 AMAzing کاملا مناسب گیمرهاییباشد که خواهان انجام عملیات overclocking بروی سیستمهایشان هستند ویا چندین پلت فرم کامپیوتری را استفاده می نمایند. خنک کننده Triton 79 AMAzing ازیک پایه مسی و رویه آبکاری شده ازنیکل بهمراه 4 لوله مسی انتقال حرارت وهمچنین پره های آلومینیومی ساخته شده است که این پره ها قادرند تا میزان حرارت تولید شده توسط پردازشگرها را درحد معین و مناسبی نگه دارند و محیطی پایدار را درعین برخورداری ازحداکثر کارایی برای کاربران به ارمغان آورد.علاوه براینها Triton 79 AMAzing با استفاده از عمل PWM (تعدیل پهنای پالس)توسط یک فن 12 سانتیمتری قادراست تا بطورخودکار سرعت فن را با توجه به حرارت تولید شده CPU تنظیم نماید و عمل خنک سازی را با تولید صدایی تنها معادل 18dBA انجام دهد.پوشش Voltage Regulation که درون خنک کننده واقع شده ،قادراست تا جریان هوایی را که توسط فن 12cm ایجاد می شود رابه سمت ماژول های تنظیم ولتاژ هدایت نماید واین عمل برای برای پایداری پردازشگرها و همینطورکل سیستم بسیار ضروری می باشد.این طراحی منحصربفرد قادراست تا بطرز موثری درجه حرارت VRM را به میزان 10 تا °C 15کاهش دهد و محیطی پایدار و آرام را برای کارکردن کاربران فراهم می آورد. گفتنی است طراحی منحصر بفرد در بکارگیری گیره ها دراین سری ازخنک کننده های ASUS باعث شده است تا نصب آن حتی بسیار راحت تر ازگذ شته انجام گیرد. همچنین خنک کننده Triton 79 AMAzing را می توان در دو مرحله وبدون نیاز به جداکردن مادربورد ازسیستم نیزنصب نمود. واحد پردازش مرکزي يا cpu همان گونه که از نامش پيداست کارش پردازش و محاسبه داده هاي ورودي به کامپيوتر مي باشد.داده ها و راه حل هاي مسئله از طريق واحد ورودي وارد حافظه کامپيوتر مي شوند.مقايسه ها و محاسبات در صورت لزوم در واحدي به نام واحد محاسبه و منطق (ALU) انجام مي گيرد.واحد کنترل همان طوري که از نامش پيداست نقش هدايت کننده را ايفا مي کندو بر ورود اطلاعات از طريق ورودي و ذخيره اطلاعات و انتقال اطلاعات لازم از حافظه به واحد محاسبه و منطق و بالعکس و بالاخره خروج نتايج نظارت دارد. واحدهاي محاسبه و منطق کنترل CPU يا واحد پردازش مرکزي کامپيوتر را تشکيل مي دهند. امروزه پردازنده هاي متعددي توسط شرکت هاي INTEL , AMD توليد و ارايه مي شوند.برخي از پردازنده هاي 32 و64 بيتي اين دو شرکت بزرگ عبارتند از : Pentium 4 ,Celeron, Celeron d,athlon xp,sempron,athlon 64,athlon 64fx,opteron,itanium,Pentium m,mobile,centrino,mobile Pentium 4.شرکت intel پردازنده هاي خود را در سه خانواده desktop,mobil,server/work station توليد مي نمايد. پردازنده هاي desktop 32 بيتي بوده و عبارتند از :Pentium 4 ht,Celeron d,Pentium 4 htxe,Celeron. .پردازنده هاي server/work station -32 و 64 بيتي بوده و عبارتند از:intel xeon,intel itanium2. .خانواده mobile نيز شامل پردازنده هاي Pentium m,Celeron m,mobile Pentium 4 مي باشد.شرکت AMD پردازنده هاي خود را در سه خانواده desktop که خود شامل athlon xp,sempron,athlon64,athlon64fx است و mobile که شامل mobile sempron,mobile athlon64, است و server/work station که شامل optron ميباشد تقسيم مي کند.پردازنده intel Pentium ht extream edition : اين پردازنده شامل processor number نمي باشد و فناوري توليد آن 130 نانو است.اين پردازنده با استفاده از هسته prestonia داراي حافظه نهان L2 برابر 512 kb وحافظه نهان L3 برابر 2M مي باشد.شرکت intel اين پردازنده را در دو مدل با فرکانس 3.2GHz,3.4GHz توليد مي کند.اين پردازنده فعلا براي هر دو سوکت LGA775,MPG478 ارايه ميشود.فرکانس FSB اين پردازنده 800MGHz بوده و بر روي بردهاي اصلي با سوکت 775 که از چيپ ست هاي intel925x express,intel915 G express,intel915 express به عنوان پل شمالي استفاده ميشود نصب مي شود. پردازنده Pentium 4 with ht technology : اين پردازنده در 10 نوع ارايه مي شود.کليه مدل ها به فناوري 90 نانو توليد و داراي حافظه نهان L2 به ظرفيت 1 M مي باشد.فرکانس FSB کليه اين پردازندهها 800MGHz بوده و بر روي سوکت LGA775 نصب ميشود.پردازندهintel Celeron d : اين پردازنده در 9 مدل ارائه مي شود.کليه مدل هاي اين پردازنده داراي 256kb حافظه نهان L2 بوده و فرکانس FSB آن ها533MGHz مي باشد.پردازنده Celeron با فناوري هاي 180و130 نانو توليد شده است. پردازنده AMD athlon xp : شرکت AMD اين پردازنده را در سه مدل 2800+ به فرکانس 2083GHz, و3000+ با فرکانس 2164GHz و3200+ با فرکانس 2200GHZ توليد مي نمايد.هر سه مدل اين پردازنده داراي 128kb حافظه نهانL1 و512 kb حافظه نهان L2 مي باشند.فرکانس FSB مدل2800 برابر 333 مگا هرتز و فرکانس دو مدل ديگر برابر 400 مگا هرتز است. هر سه مدل داراي 462 پين بوده و بر روي سوکت A نصب ميشوند. پردازنده AMD sempron : فناوري توليد اين پردازنده 130 نانو بوده و کنترل حافظه کاملا در داخل پردازنده است .اين پردهزنده داراي حافظه نهان L1 با ظرفيت 128 کيلو بايت مي باشد.برخي از مدل هاي آن عبارتند از :2200 با فرکانس 1.5 گيگا هرتز و 2400 با فرکانس 1.66 گيگا هرتز و 3100 با فرکانس 1.8 گيگا هرتز.پردازنده AMD athlon fx : يک پردازنده 64 بستس است.بنابراين گذرگاه آدرس و داده آن 64 بيتي است.داراي دو مدل fx-51 با فرکانس 2.2 گيگاهرتز و fx-53 با فرکانس 2.4 گيگاهرتز است. اين پردازنده با فناوري 130 نانو توليد و داراي 105.9 ميليون ترانزيستور مي باشد. اين پردازنده داراي 128kb حافظه نهان L2 و 152kb حافظه نهان L2 ميباشد چندین ماه گذشته پیشرفت های جدیدی در طراحی پروسسورها، بویژه از طرف شرکت AMD حاصل شد. این شرکت علاوه بر اینکه یک cpu با طراحی کاملا ْ۶۴ بیتی عرضه کرد که باعث برتری یافتن این شرکت در بازار کامپیوترهای رومیزی پیشرفته گردید، همچنین در حذف کنترل کننده‌های حافظه (MCH) پیشقدم شد که در عملکرد Athlon ۶۴ و چیپهای optron یک پیشرفت قابل ملاحظه نسبت به پروسسورهای intel به حساب می‌آید. اینتل به طور متقابل پروسسور سازگار ۶۴ بیتی را عرضه نمود. به تازگی نیز هر دو شرکت پردازشگرهای دوهسته ای را عرضه نموده‌اند، این پروسسورها بهتر از آن چیزی که شما انتظار دارید کار می‌کنند. پروسسورهای اینتل و AMD هر دو دارای دو هسته پروسسور، در حال کار در یک قالب می‌باشند که هر یک از هسته‌ها بصورت مستقل توابع و پردازشهای داده را انجام می‌دهند (در مورد اینتل این مورد کامل تر است) و هر دو این هسته‌ها توسط نرم افزار سیستم عامل هم آهنگ می گردند. در این مقاله سعی شده تا تکنولوژی که در این دو محصول استفاده شده و مقدار افزایش کارایی که شما می توانید از آنها انتظار داشته باشید بررسی گردد. در حال حاضر AMD فقط پروسورهای کلاس سرور opteron با دو هسته را بطور کامل به بازار عرضه کرده و بزودی Athlon ۶۴*۲ برای کامپیوترهای رومیزی را نیز به بازار عرضه می‌کند. در طرف مقابل اینتل در حال حاضر پنتیوم Extreme Edition ۸۴۰ رومیزی با دو هسته را به بازار عرضه نموده در حالی که خطهای تولید Pentium D و dual xeons هنوز متوقف نشده اند. با توجه به اینکه پروسسورهای دو هسته‌ای در اصل یک سیستم چند پروسسوره که در یک قالب قرار گرفته اند، می باشد. اجازه بدهید اینک چندین تکنولوژی که در سیستم های چند پردازشگر استفاده می شود را مورد بررسی قرار دهیم. چند پردازشگرهای متقارن ( SMP (symmetric Multi processing SMP روش مشترکی می باشد که چندین پردازشگر بطور جداگانه با یکدیگر در یک مادربرد کار می‌کنند. سیستم عامل با هر دو cpu تقریباً بطور یکسان کار می‌کند و کارهای مورد نیاز را به آنها ارجاع می‌دهد. چیپ‌های دوهسته ای جدید intel و AMD توانایی SMP را بصورت داخلی مورد توجه قرار داده‌اند. پروسسورهای سرور opteron دوهسته ای می‌تواند همچنین بصورت خارجی با دیگر چیپ‌های دوهسته ای ارتباط برقرار کند. (بشرط آنکه چیپ متقابل نیز دارای این خاصیت باشد) محدودیت اصلیSMP در پشتیبانی سیستم عاملها و نرم افزارها از این تکنولوژی می‌باشد. خیلی از سیستم عاملها (مانند ویندوز XP سری خانگی ) توانایی پشتیبانی از SMP را ندارند و از دومین پردازشگر استفاده نمی‌کنند. همچنین بیشتر برنامه‌های پیشرفته بصورت تک رشته ای کار می‌کنند، در اصل در هر زمان فقط یک پردازشگر در حالت فعال می باشد. برنامه های چند رشته‌ای از پتانسیل موجود در سیستم‌های دو یا چند پرازشگر، می‌توانند نتایج مفیدتری بگیرند، ولی به صورت کامل عمومیت ندارد. در گذشته intel و AMD سعی داشته‌اند تا تکنولوژی جدیدی مثل SMD را بیشتر برای پردازشگرهای سرور پیشرفته مانند opteron و Xeon استفاده نمایند ( البته تا قبل از پنتیوم ۳ ) Hyperthreading این تکنولوژی بصورت اختصاصی توسط اینتل در پردازشگرهای چند هسته‌ای بکار گرفته شده است. این تکنولوژی قبلاً نیز توسط این شرکت بکار گرفته ‌شده‌ بود. اینتل برای آنکه از منابع CPUبنحو بهتری استفاده نماید فقط قسمتهایی که کار پردازش اطلاعات را انجام می دهد را تکثیر کرده است. یعنی آنکه منابع داده در داخل CPU بصورت مشترک استفاده می‌شد. ایده hyperthreading برای دو برابرکردن مقدار فعالیت چیپ می‌باشد تا آنکه کاهش عملکرد سیستم که در اثر فقدان حافظه Cash روی می‌دهد کمتر گردد همچنین بصورت تئوری نشان داده شده که منابع سیستم کمتر تلف می‌‌گردند. در صورتی که CPU های hyperthreading مانند دو پروسسور حقیقی بنظر می رسد. ولی این CPU ها نمی‌توانند عملکردی مشابه دو CPU مجزا مانند CPU های دوهسته ای داشته باشند. زیرا در CPU های دو هسته ای دو “Threads”مشابه بطور همزمان و با Cash ‌های جداگانه L۱ و L۲ می‌توانند اجرا گردند که این عمل در پردازشگرهای hyperthreading قابل انجام نمی‌باشد. یکی از چیپهای جدید اینتل بنام ، پردازشگر پنتیوم Extreme Edition ۸۴۰ ، در داخل هر هسته خود از تکنولوژی hyperthreading نیز پشتیبانی می‌کند، یعنی آنکه در یک سیستم عامل آن بصورت چهار پردازشگر حقیقی دیده می‌شود. دوم، کارایی می‌باشد. مطمئناً برنامه‌های کاربردی چند رشته‌ای در پردازشگرهایی که توانایی انجام چند پردازش را دارند در پردازشگرهایی که یک پردازش را در هر زمان انجام می‌دهند، بهتر عمل خواهند نمود. البته برای سیستم های چند پردازشگره یک ایراد عمومی وجود دارد و آن تاْخیری می‌باشد که این CPU ها در اجرای کار سیستم بوجود می آورند. به بیان ساده در حال حاضر روشی برای سیستم عامل‌های موجود وجود ندارند تا پردازشها را بطور کاملاً مساوی در بین پردازشگرها تقسیم نماید، پردازشگر دوم عموماً بایک مداخله کمتر و کارایی پایین‌تر کارمی‌کند، در صورتی که ممکن است پردازشگر اول بصورت ۱۰۰% در حال پردازش ‌باشد. سومین دلیل کمتر نمایان است، ناامیدی AMD و اینتل می‌باشد، هر دو شرکت با یک مانع جدی برای افزایش سرعت پردازشگرها و کوچکتر کردن اندازه قالب آنها روبرو شده اند تا این مانع حذف نشود و یا اینکه تا کاربران عمومی متوجه نشوند که GHZ به تنهایی کارایی را بیان نمی‌کند. هر دو شرکت برای دست یافتن به هر پیشرفت که کارایی پردازشگرها را بهبود بخشید تلاش خواهند نمود و تقریباً دلیل اصلی بوجود آمدن پردازشگرهای دو هسته ای را می‌توان همین دلیل سوم بیان نمود. دسترسی AMD به تکنولوژی دو هسته ای فرم فاکتور فعلی پردازشگر ۶۴ اتلن به طراحی دو هسته ای خیلی نزدیک می‌باشد. وجود کنترل کننده‌های Hypertransport و کنترل کننده حافظه درقالب چیپهای فعلی ۶۴ اتلن به معنی آنست که اضافه نمودن دومین هسته در داخل چیپ چندان مشکل نمی‌باشد. بدلیل رابط NorthBridge که AMD برای اتلن ۶۴ تهیه کرده‌ است کنترل کننده حافظه و رابط Hypertransport در داخل چیپ پشتیبانی می گردد. این به چیپ‌های دوهسته‌ای امکان می دهد که از داخل خود پردازشگر با یکدیگر ارتباط برقرار کنند. تعداد ترانزیستورهای پردازشگرهای اتلن ۶۴*۲ بیش از دو برابر پردازشگرهای اتلن ۶۴ می‌باشد. با توجه به اینکه در ساختن CPU های جدید از روش ۹۰nm استفاده می شود سایز کل چیپ کمی افزایش پیدا کرده و ولتاژ عملکرد ۱.۳۵ تا ۱.۴ می‌باشد و گرمای خروجی به بیش از ۱۱۰w کمی افزایش می‌یابد. هر هسته پردازشگر حافظه Cash L۱ و L۲ مخصوص به خود را دارد، ۱۲۸ KB برای L۱ و بسته به مدل ۵۱۲ KB تا ۱ MB برای L۲. دو برتری مهمی که AMD در CPU های دو هسته‌ای دارد عبارتند از اینکه : “Crossbar Switch” که آدرسها را جمع‌آوری کرده و توزیع می کند و داده را از هر هسته به هسته دیگر یا باقی سیستم توزیع می کند در حال حاضر امکان اضافه شدن دومین هسته را دارد. موفقیت دیگر AMD که از نظر مصرف کننده خیلی مهم می‌باشد امکان استفاده اتلن ۶۴*۲ از مادربردهای سوکت ۹۳۹/۹۴۰ می باشد و فقط لازم است که شرکت تولید کننده مادربرد BIOS را برای پشتیبانی از خصوصیات جدید به روز رسانی نماید. دسترسی اینتل به پردازشگر دو هسته ای با توجه به اینکه اینتل مانند AMD دارای مدل قبلی برای اضافه کردن هسته جدید در داخل یک قالب CPU نبود، برای ساخت آن مدل جدیدی را طراحی نمود که البته دارای نواقصی نسبت به مدل AMD می‌باشد. پنتیوم D در اصل از دو پردازشگر “پرسکات” پنتیوم D در یک قالب تشکیل شده است ، این پردازنده دارای مزیت داشتن دو حافظه کش L۱ و L۲ برای هر هسته بطور مجزا می‌باشد، ولی دارای نواقصی نیز می باشند از جمله اینکه این دو پرداشگر برای ارتباط برقرار کردن با یکدیگر باید، از NorthBridge و FSB خارج پردازشگر استفاده نمایند. تعداد ترانزستورها برای چیپ های جدید بیش از ۲۳۰ میلیون و گرمای تولید شده به مقدار فوق‌العاده ۱۳۰W برای پنتیوم Extereme Edition می‌رسد. یکی از بزرگترین معایب طراحی اینتل نسبت به AMD که سوکت‌های ۹۳۹ را برای طراحی پردازشگرهای دو هسته‌ای خود حفظ نمود آن است که راه حل دو هسته‌ای اینتل نیاز به یک جفت چیپ ست جدید بنامهای ۹۵۵X و ۹۴۵P دارد. شرکت nvidia اخیراً ویرایش اینتل SLI که پروسسورهای دو هسته‌ای را پشتیبانی می‌کند را به بازار عرضه کرده ‌است که این مورد هم زمان بیشتری را مصرف و هم هزینه‌ای اضافی برای مصرف کننده در پی دارد. گرما و پهنای باند : هر دو پردازشگرهای تک هسته‌ای AMD و Intel گرمای فوق‌العاده زیادی تولید می‌کردند، که هیت سینک‌های فوق‌العاده بزرگی که برای آنها استفاده می ‌شود گویای این مطلب می‌باشد. حال با اضافه کردن یک هسته اضافی چگونه می‌توان این پردازشگرها را خنک نمود. ولی AMD و Intel از چندین روش برای خنثی کردن این موضوع استفاده کرده‌اند، ابتدا آنکه در ساخت این پردازشگرها از تکنولوژی ۹۰nm استفاده شده که باعث کوچکتر شدن CPU ونزدیکتر شدن قسمتهای مختلف بر روی CPU شده و در نتیجه گرمای تولید شده را به مقدار زیادی کاهش می‌دهد و دوم آنکه فرکانس کاری این CPU ها بمقدار حدود ۴۰۰MHz نسبت به آخرین CPU های تک هسته ای کاهش پیداکرده و همچنین هسته دوم همیشه بصورت کامل کار نمی‌کند این سه مطلب باعث می‌گردد که گرمای تولید شده بمقدار خیلی زیادی نسبت به CPU های تک هسته‌ای افزایش نیابد. پهنای باند بکار رفته محدودیت بزرگتری برای CPU های دو هسته‌ای می‌باشد، زیرا هر دو AMD و Intel پهنای باند برای CPU های تک هسته‌ای را برای این نوع CPU ها نیز حفظ کرده‌اند و طرحی برای افزایش آن ندارد. دو پردازشگر تک هسته ای در مقابل یک پردازشگر دو هسته‌ای محاسبات و بررسی طرحهای موجود نشان می‌دهد که دو چیپ اپترن AMD باید دارای سرعت بالاتری نسبت به یک چیپ دو هسته‌ای باشد، زیرا هر یک از این OPTERON ها دارای یک کنترل کننده حافظه مجزا می‌باشد ولی در چیپ‌های دو هسته‌ای هر دو هسته باید یک کنترل کننده حافظه را بصورت مشترک استفاده کنند. در مورد اینتل این موضوع مطرح نمی‌باشد زیرا در هر دو طرح یک کنترل کننده حافظه در خارج از CPU استفاده می شود و فقط در طراحی دوهسته ای این مسیرها کوتاه‌تر می‌باشند که چندان پارامتر مطرحی در افزایش سرعت نمی‌باشد. یکی از بزرگترین مزایای پردازشگرهای دو هسته‌ای نسبت به دو پردازشگر تک هسته‌ای بحث اقتصادی آن می‌باشد، زیرا اولاً خرید یک CPU دو هسته‌ای از دو CPU تک هسته‌ای ارزانتر می‌باشد و از طرف دیگر باید قیمت مادربرد را نیز لحاظ کرد که در این صورت این موضوع بیشتر جلب توجه می‌نماید.