كل شيء عن وحدات المعالجة المركزية ، النوى وحدة المعالجة المركزية وسرعة الساعة ، وأكثر من ذلك
وحدة المعالجة المركزية (CPU) هي مكون الكمبيوتر المسؤول عن تفسير وتنفيذ معظم الأوامر من الأجهزة والبرامج الأخرى للكمبيوتر.
تستخدم جميع أنواع الأجهزة وحدة المعالجة المركزية ، بما في ذلك أجهزة الكمبيوتر المكتبية والكمبيوتر المحمول والأجهزة اللوحية والهواتف الذكية ... حتى جهاز التلفزيون بشاشة مسطحة.
تعتبر Intel و AMD من أكثر مصنعين وحدة المعالجة المركزية شيوعًا لأجهزة كمبيوتر سطح المكتب وأجهزة الكمبيوتر المحمولة والخوادم ، في حين أن Apple و NVIDIA و Qualcomm من أكبر شركات تصنيع أجهزة الكمبيوتر ووحدات المعالجة المركزية للكمبيوتر اللوحي.
قد ترى العديد من الأسماء المختلفة لوصف وحدة المعالجة المركزية ، بما في ذلك المعالج ، ومعالج الكمبيوتر ، والمعالج الدقيق ، والمعالج المركزي ، و "أدمغة الكمبيوتر".
أحيانًا ما تتم الإشارة إلى أجهزة الكمبيوتر أو محركات الأقراص الثابتة بشكل غير صحيح على أنها وحدة المعالجة المركزية ، إلا أن هذه القطع من الأجهزة تخدم أغراضًا مختلفة تمامًا ولا تعد بأي حال من الأحوال نفس الشيء مثل وحدة المعالجة المركزية.
ما يشبه وحدة المعالجة المركزية ومكانه
وحدة المعالجة المركزية الحديثة هي عادة صغيرة ومربعة ، مع العديد من موصلات معدنية قصيرة ومستديرة على الجانب السفلي. تحتوي بعض وحدات المعالجة المركزية القديمة على دبابيس بدلاً من الموصلات المعدنية.
تتصل وحدة المعالجة المركزية مباشرة بمقبس وحدة المعالجة المركزية (أو في بعض الأحيان "فتحة") على اللوحة الأم . يتم إدخال وحدة المعالجة المركزية في المقبس من جانب إلى أسفل ، ويساعد ذراع صغير على تأمين المعالج.
بعد تشغيل حتى فترة قصيرة ، يمكن الحصول على وحدات المعالجة المركزية الحديثة ساخنة للغاية. للمساعدة على تبديد هذه الحرارة ، من الضروري دائمًا إرفاق مغسلة حرارية ومروحة مباشرة فوق وحدة المعالجة المركزية. عادة ، تأتي هذه المجمعة مع شراء وحدة المعالجة المركزية.
كما تتوفر خيارات تبريد أكثر تقدمًا ، بما في ذلك مجموعات تبريد المياه ووحدات تغيير الطور.
كما ذكر أعلاه ، ليس كل وحدات المعالجة المركزية لها دبابيس على جوانبها السفلية ، ولكن في تلك التي تفعل ذلك ، يتم تثبيط الدبابيس بسهولة. توخ الحذر عند التعامل ، خاصة عند التثبيت على اللوحة الأم.
وحدة المعالجة المركزية سرعة الساعة
سرعة ساعة المعالج هي عدد التعليمات التي يمكنه معالجتها في أي وقت محدد ، مقاسة بـ gigahertz (GHz).
على سبيل المثال ، وحدة المعالجة المركزية لديها سرعة ساعة من 1 هرتز إذا كان يمكن معالجة جزء واحد من التعليمات كل ثانية. استقراء ذلك إلى مثال أكثر واقعية: يمكن لوحدة المعالجة المركزية بسرعات تبلغ 3.0 غيغاهرتز معالجة 3 مليارات تعليمات كل ثانية.
وحدة المعالجة المركزية النوى
تحتوي بعض الأجهزة على معالج أحادي النواة بينما قد يكون للمعالج الآخر معالج ثنائي النواة (أو رباعي النواة ، إلخ). وكما قد يكون واضحًا بالفعل ، فإن وجود وحدتي معالج يعملان جنبًا إلى جنب يعني أن وحدة المعالجة المركزية يمكنها في الوقت نفسه إدارة ضعف التعليمات في كل ثانية ، مما يؤدي إلى تحسين الأداء بشكل كبير.
يمكن لبعض وحدات المعالجة المركزية (Virtuals) تحويل الظاهرية إلى مركزين لكل نواة مادية واحدة متوفرة ، والمعروفة باسم Hyper-Threading. تعني " المحاكاة الافتراضية" أن وحدة المعالجة المركزية (CPU) التي تحتوي على أربعة نوى فقط يمكن أن تعمل كما لو أنها تحتوي على ثمانية ، مع وجود نوى CPU افتراضية إضافية يشار إليها كمجموعات منفصلة. ومع ذلك ، فإن النوى المادية تحقق أداءً أفضل من تلك الافتراضية .
إذا سمحت وحدة المعالجة المركزية (CPU) ، يمكن لبعض التطبيقات استخدام ما يسمى بـ multithreading . إذا تم فهم الخيط كقطعة واحدة من عملية الكمبيوتر ، فإن استخدام خيوط متعددة في قلب وحدة المعالجة المركزية واحد يعني أن المزيد من الإرشادات يمكن فهمها ومعالجتها في وقت واحد. يمكن لبعض البرامج الاستفادة من هذه الميزة على أكثر من وحدة المعالجة المركزية الأساسية ، مما يعني أنه يمكن معالجة المزيد من التعليمات في وقت واحد.
مثال: Intel Core i3 مقابل i5 مقابل i7
للحصول على مثال أكثر تحديدًا عن كيفية كون بعض وحدات المعالجة المركزية أسرع من غيرها ، دعنا نلقي نظرة على كيفية تطوير Intel لمعالجاتها.
تماما كما كنت تشك في التسمية ، فإن رقائق Intel Core i7 تعمل بشكل أفضل من شرائح i5 ، التي تقدم أداء أفضل من رقائق i3. لماذا يكون أداء الفرد أفضل أو أسوأ من الآخرين أكثر تعقيدًا بعض الشيء ولكن يسهل فهمه.
معالجات Intel Core i3 هي معالجات ثنائية النواة ، في حين أن الرقاقات i5 و i7 رباعية النواة.
Turbo Boost هي ميزة في الرقاقات i5 و i7 التي تمكن المعالج من زيادة سرعة الساعة بعد سرعة الأساس الخاصة به ، مثل من 3.0 غيغاهرتز إلى 3.5 غيغاهرتز ، كلما احتاج الأمر. لا تملك رقائق Intel Core i3 هذه الإمكانية. يمكن استبدال طرازات المعالج التي تنتهي بـ "K" ، مما يعني أن سرعة الساعة الإضافية هذه يمكن إجبارها واستخدامها طوال الوقت.
خيوط المعالجة المتعددة ، كما ذكرنا سابقًا ، تمكن خيوطين تتم معالجتها لكل وحدة المعالجة المركزية الأساسية. وهذا يعني أن معالجات i3 مع Hyper-Threading تدعم أربعة خيوط متزامنة فقط (لأنها معالجات ثنائية النواة). لا تدعم معالجات Intel Core i5 تقنية Hyper-Threading ، مما يعني أنها يمكنها أيضًا العمل مع أربعة خيوط في نفس الوقت. ومع ذلك ، تدعم معالجات i7 هذه التقنية ، وبالتالي يمكن (كونها رباعية النوى) معالجة 8 مؤشرات ترابط في نفس الوقت.
نظرًا لقيود الطاقة الكامنة في الأجهزة التي لا تحتوي على مصدر مستمر من الطاقة (المنتجات التي تعمل بالبطاريات مثل الهواتف الذكية والأجهزة اللوحية وغيرها) ، فإن معالجاتها - بغض النظر عما إذا كانت i3 أو i5 أو i7 - تختلف عن أجهزة سطح المكتب وحدات المعالجة المركزية في ذلك لديهم لإيجاد توازن بين الأداء واستهلاك الطاقة.
مزيد من المعلومات حول وحدات المعالجة المركزية
لا تعتبر سرعة الساعة ولا عدد نواة وحدة المعالجة المركزية ببساطة العامل الوحيد الذي يحدد ما إذا كانت وحدة المعالجة المركزية "أفضل" من الأخرى. يعتمد ذلك غالبًا على نوع البرامج التي يتم تشغيلها على الكمبيوتر - وبعبارة أخرى ، التطبيقات التي ستستخدم وحدة المعالجة المركزية.
قد تحتوي وحدة المعالجة المركزية (CPU) على سرعة منخفضة على مدار الساعة ، ولكنها معالج رباعي النواة ، في حين أن الأخرى لديها سرعة عالية على مدار الساعة ولكنها ليست سوى معالج ثنائي النواة. إن تحديد وحدة المعالجة المركزية التي ستتفوق على الأخرى ، يعتمد مرة أخرى بشكل كامل على ما تستخدمه وحدة المعالجة المركزية.
على سبيل المثال ، يعمل برنامج تحرير الفيديو الذي يتطلب معالجة وحدة المعالجة المركزية والذي يعمل بشكل أفضل على نواة وحدة المعالجة المركزية المتعددة على العمل بشكل أفضل على معالج متعدد النواة بسرعات منخفضة على مدار الساعة مقارنة مع وحدة المعالجة المركزية أحادية النواة بسرعات عالية على مدار الساعة. لا تستطيع جميع البرامج والألعاب وما إلى ذلك الاستفادة من أكثر من واحد أو مركزين فقط ، مما يجعل نواة وحدة المعالجة المركزية (CPU) المتوفرة أكثر عديمة الفائدة.
مكون آخر من وحدة المعالجة المركزية هو ذاكرة التخزين المؤقت. يشبه ذاكرة التخزين المؤقت لوحدة المعالجة المركزية مكانًا مؤقتًا للبيانات المستخدمة بشكل شائع. بدلاً من استدعاء ذاكرة الوصول العشوائي ( RAM ) لهذه العناصر ، تحدد وحدة المعالجة المركزية البيانات التي يبدو أنك تستخدمها ، وتفترض أنك تريد الاستمرار في استخدامها ، وتخزينها في ذاكرة التخزين المؤقت. ذاكرة التخزين المؤقت أسرع من استخدام RAM لأنه جزء فعلي من المعالج ؛ مزيد من ذاكرة التخزين المؤقت يعني مساحة أكبر للاحتفاظ بمثل هذه المعلومات.
يعتمد ما إذا كان الكمبيوتر يمكنه تشغيل نظام تشغيل 32 بت أو 64 بت على حجم وحدات البيانات التي يمكن للمعالج التعامل معها. يمكن الوصول إلى ذاكرة أكبر في وقت واحد وفي القطع الكبيرة باستخدام معالج 64 بت من جهاز 32 بت ، وهو السبب في أنه لا يمكن تشغيل أنظمة التشغيل والتطبيقات التي تكون خاصة بـ 64 بت على معالج 32 بت.
يمكنك مشاهدة تفاصيل وحدة المعالجة المركزية للكمبيوتر ، بالإضافة إلى معلومات الأجهزة الأخرى ، مع معظم أدوات معلومات النظام المجانية .
كل لوحة أم تدعم فقط نطاق معين من أنواع وحدة المعالجة المركزية ، لذلك تحقق دائما مع الشركة المصنعة اللوحة الأم قبل إجراء عملية شراء. وحدات المعالجة المركزية ليست دائما مثالية ، بالمناسبة. تستكشف هذه المقالة ما يمكن أن تذهب الخطأ معهم .