أنواع المعالجات

في الوقت الحالي، نستخدم عددًا كبيرًا من أجهزة الكمبيوتر والأجهزة التي تشتمل، كنواة أساسية لها، على المعالج أو المعالج الدقيق، لذلك سنتعرف على ماهيته بالضبط، بالإضافة إلى معرفة أجزائه، وبالطبع، سنتعرف أيضًا على دراسة كل أنواع المعالجات الموجود حاليًا اعتمادًا على خصائصه والشركة المصنعة وعدد النوى التي يتكون منها.

ما هو المعالج

سنبدأ بشرح ماهية المعالج، وسنحاول أن نجعله ممتعًا قدر الإمكان حتى يتمكن أولئك الذين لديهم خبرة أقل من فهم ما نتحدث عنه جيدًا، وبهذه الطريقة، يبدأون في معرفة كيفية عمل أجهزتهم يعمل.

بادئ ذي بدء، نذكرك بأن المعالج ووحدة المعالجة المركزية والمعالج الدقيق هي نفسها بشكل أساسي، وعلى الرغم من وجود بعض الفروق الدقيقة التي يمكن أن تميزها بناءً على خصائص معينة، من منظور عام، يتم استخدام هذه الأسماء الثلاثة كمرادفات.

سيكون المعالج هو العنصر الأساسي المسؤول عن ذلك تنسيق جميع الأجهزة التي تشكل جزءًا من أجهزة الكمبيوتر.

لإعطائنا فكرة، المعالج سيكون دماغ كائن حي.

إن دماغنا مسؤول عن تلقي المعلومات وإرسال الأوامر إلى أجزاء الجسم المختلفة لتنفيذ الحركات والعمليات، وهذا في الأساس ما تفعله المعالجات، أي إدارة جميع العناصر التي تشكل جزءًا من الكمبيوتر.

للقيام بذلك، يقومون بتنفيذ عمليات عددية، وفي هذه الحالة، يعملون باستخدام لغة ثنائية، بحيث تكون جميع المعلومات دقيقة ومنظمة بشكل جيد بحيث تعمل المعدات بشكل صحيح.

أجزاء من المعالج

قبل البدء بالتعرف على كافة أنواع المعالجات الموجودة اليوم، من المهم أن نعرف أيضًا الأجزاء التي ينقسم إليها المعالج.

جوهر المعالج

نواة المعالج هي القطعة الرئيسية التي تتم فيها إدارة المعلومات.

حتى سنوات قليلة مضت، كانت أجهزة الكمبيوتر تحتوي على معالجات تتضمن نواة واحدة (في الواقع كان النواة نفسها تسمى المعالج)، والتي كانت مسؤولة تمامًا عن إدارة جميع المعلومات المتعلقة بالإجراءات اللازمة لكي يعمل الكمبيوتر بشكل صحيح ولتنفيذ المهام. من المهام التي نديرها.

ومع ذلك، شيئًا فشيئًا، ظهرت أجهزة كمبيوتر تحتوي على عدد أكبر من النوى لكل معالج. وهذا يعني أننا تركنا فكرة المعالج كمفهوم أساسي، وتقدمنا ​​إلى عنصر يتكون من عدة معالجات أو، حتى نفهم بعضنا البعض، من خلال عدة نوى تكون عدة المعالجات القديمة أحادية النواة.

بالطبع يجب أن نأخذ في الاعتبار بهذا المعنى أن كل نواة ستقوم بإدارة عملية معينة، أي أننا إذا كنا سننفذ عملية واحدة، ففي الواقع سنحتاج إلى نواة واحدة فقط، لكن أجهزة الكمبيوتر تحمل قم بإخراج المزيد والمزيد من العمليات المتزامنة، بحيث تتم إدارة كل واحدة منها بواسطة نواة مختلفة، مما يعني أنه سيكون من الممكن تنفيذ كل شيء بسرعة أكبر.

أي أنه تتم إدارة كل عملية بالسرعة العادية التي تسمح بها النواة، لكننا سنكون قادرين على تنفيذ المزيد من العمليات في نفس الوقت نظرًا لأن لدينا عدة مراكز، وهو ما سيساعدنا من منظور عام على توفير الكثير من الوقت.

بهذه الطريقة، فإن الكمبيوتر الذي يحتوي على عدد أكبر من النوى في معالجه ليس بالضرورة أكثر قوة، ولكنه سيسمح لنا بتنفيذ المزيد من العمليات في نفس الوقت دون الحاجة إلى الانتظار حتى تنتهي إحدى العمليات لبدء العملية التالية.

تجدر الإشارة إلى أنه اعتمادًا على المعالج الذي نحصل عليه، سيكون له عدد مختلف من النوى، ويمكن أن يكون لكل نواة نفس السرعة أو مختلفة عن بقية تلك الموجودة في نفس المعالج.

على سبيل المثال، يمكن أن يكون لدينا معالج ثماني النواة، أربعة منها يمكن أن تعمل بسرعة 3,8 جيجا هرتز، بينما تعمل الأربعة المتبقية بسرعة 2,5 جيجا هرتز.

وفي كل نواة يمكننا أن نجد باختصار العناصر التالية:

• وحدة التحكم: هي مجموعة من العناصر التي تدير التعليمات، والتي لا تتضمن تعليمات أصغر يتم توزيع عملها على العناصر المختلفة للنواة.
• ذاكرة السجل: هذه ذاكرة صغيرة يتم فيها تخزين البيانات لتتم معالجتها. إنها ذاكرة سريعة جدًا، رغم أنها ذات سعة قليلة جدًا، ومصممة لتوفير معلومات دقيقة جدًا.
• وحدة المنطق الحسابي: يُعرف أيضًا باسم ALU، وهو مسؤول عن إجراء العمليات الحسابية والمنطقية على الأعداد الصحيحة.
• وحدة النقطة العائمة: يعمل بنفس طريقة ALU، ولكن مع الأعداد الطبيعية. في أجهزة الكمبيوتر القديمة، لم يكن هذا العنصر موجودًا في النواة، بل تم تثبيته خارجها وكان يسمى “المعالج الرياضيات".
• المستويات الأولى من ذاكرة التخزين المؤقت: المستويات الأولى من ذاكرة التخزين المؤقت موجودة أيضًا داخل النواة. في أغلب الأحيان، تحتوي النواة على مستويين على الأقل من الذاكرة المؤقتة.

سرعة ساعة المعالج

يتم قياسه بدورات في الثانية أو بالهرتز (هرتز). وهي تعمل بسرعات تصل إلى ملايين الهيرتز والجيجاهيرتز والميغاهيرتز.

يستخدم كل معالج تصميمات مختلفة في بنيته الداخلية، لذلك عند المقارنة بين Intel بسرعة 3,0 جيجا هرتز أو AMD بسرعة 3,0 جيجا هرتز، لا يمكن معرفة بالضبط ما إذا كان سيكون لهما نفس السرعة أم لا.

تستخدم معالجات Intel عادةً مراحل أكثر لأداء مهمة ما، وبالتالي تميل إلى أن تكون أبطأ من معالجات AMD.

ذاكرة التخزين المؤقت للمعالج

ومن المهم أيضًا أن نعرف ما هي ذاكرة التخزين المؤقت للمعالج أو المعالج الدقيق.

هذا هو العنصر الذي لا نوليه في كثير من الأحيان الاهتمام المستحق، لأننا نكتسب معالجات دقيقة نفكر قبل كل شيء في سرعة النوى، ولكن ليس أبدًا في حجم ذاكرة التخزين المؤقت.

في حين أنه من الصحيح أن فريقنا يمكنه محاكاة ذاكرة التخزين المؤقت من خلال عمليات أخرى، فإن الشيء الأكثر فعالية هو اختيار معالج دقيق يحتوي على ذاكرة تخزين مؤقت كافية حقًا.

لإعطائك فكرة، تعمل ذاكرة التخزين المؤقت بشكل مشابه لذاكرة الوصول العشوائي (RAM).

من الواضح أنهما شيئان مختلفان تمامًا، ولكن الشيء المهم هو أن تفهم تقريبًا كيفية عملهما.

ما يحدث هو أن ذاكرة التخزين المؤقت تقوم بتخزين البيانات المتعلقة بالبرامج التي نستخدمها، مما يضمن عدم اضطرار الكمبيوتر إلى اللجوء باستمرار إلى ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) أو القرص الصلب لأداء المهام.

والغرض من ذلك هو تحقيق زيادة كبيرة في سرعة العمل بشكل فعال.

يتم تحقيق ذلك نظرًا لأن ذاكرة التخزين المؤقت أقرب بكثير إلى النوى، لذا فإن جميع المعلومات الأساسية التي يجب على النوى الوصول إليها باستمرار يتم تخزينها هنا بشكل أفضل من تخزينها في مكان أبعد، وبالتالي، سيتطلب ذلك مزيدًا من الوقت للوصول إليها.

عناصر الربط

وبالطبع لكي يعمل المعالج فإنه يحتاج إلى عناصر ترابط، أي تلك التي تسمح بربط جميع العناصر من أجل تبادل المعلومات.

كقاعدة عامة، ستستخدم المعالجات ناقلًا ترتبط به جميع الخطوط، بحيث يتم تبادل المعلومات بسرعة ونحصل على قطعة أبسط.

ومع ذلك، هناك أيضًا إمكانية استخدام الخطوط الفردية التي تربط جميع العناصر معًا، ولكن من الواضح أن هذا شيء أكثر تعقيدًا وأكثر تكلفة بكثير.

عناصر متكاملة أخرى

جميع العناصر التي قمنا بتفصيلها حتى الآن هي العناصر الأساسية التي سنجدها في أي معالج حالي.

ومع ذلك، فمن الشائع بشكل متزايد بالنسبة لنا أن نجد معالجات دقيقة تتضمن أيضًا عناصر متكاملة أخرى مثل ما يلي:

• وحدة تحكم الذاكرة: هذا هو العنصر الذي كان في السابق خارج المعالج، وهو المسؤول عن تأسيس الاتصال بين المعالج الدقيق وذاكرة الوصول العشوائي (RAM). ومع ذلك، عن طريق إدخاله داخل المعالج، يتم تحقيق إدارة أسرع بكثير.
• بطاقة جرافيكس: أصبح من الشائع بشكل متزايد دمج بطاقة الرسومات داخل المعالج نفسه، على الرغم من أنه تجدر الإشارة إلى أن هذه الأنواع من البطاقات ليست قوية جدًا، ولكنها تساعد في توفير المال وتقليل استهلاك الجهاز. في هذه الحالة، يُعرف المعالج باسم APU.
• وحدة تحكم PCI Express: إنه مسؤول عن توصيل المعالج الدقيق ببطاقة الرسومات، بحيث، كما هو الحال مع وحدة التحكم في الذاكرة، فإن وجوده داخل المعالج يحقق سرعة أعلى بكثير في أي نوع من العمليات.
• وحدة تحكم ناقل النظام: وحدة التحكم هذه هي المركز الذي يتم من خلاله إنشاء الاتصال بين المعالج والأجهزة الطرفية التي نربطها باللوحة الأم لجهاز الكمبيوتر الخاص بنا. وبالمثل، فإن وجودك داخل المعالج يزيد أيضًا من سرعة التحكم الطرفي.

تعرف على جميع أنواع المعالجات

وأخيرًا، كما قلنا لك في البداية، هناك أنواع مختلفة من المعالجات، والتي يمكن تصنيفها بثلاث طرق مختلفة كما سترون أدناه.

التصنيف حسب الخصائص

بادئ ذي بدء، أحد التصنيفات الأكثر استخدامًا فيما يتعلق بأنواع المعالجات المختلفة هو التصنيف حسب خصائصها الخاصة.

• المعالجات الذرية: لقد تم تطويرها بواسطة Intel وتصميمها بهدف استهلاك القليل من الطاقة، لذلك يتم استخدامها بشكل خاص في أجهزة الكمبيوتر المحمولة وأجهزة كمبيوتر الشبكة وبشكل عام لتلك المعدات التي من المهم فيها تحقيق استقلالية جيدة وإطالة العمر الإنتاجي للبطاريات .
• معالجات سيليرون: هذه معالجات مصممة خصيصًا للمنزل. وهي متطورة بشكل جيد لتصفح الإنترنت وأداء المهام الأساسية ولكن ليس للمهام المتخصصة.
• المعالجات الأساسية: تحتوي على مركزين أو أكثر، لذا فهي مثالية لأي نوع من المهام تقريبًا، بما في ذلك كل شيء بدءًا من المنزل وحتى المهام المتخصصة. في الواقع، هناك أيضًا نماذج تحتوي على أكثر من 16 مركزًا، وهي مخصصة بشكل عام للشركات التي تتطلب كميات معالجة كبيرة جدًا.
• معالجات بنتيوم: هذه هي المعالجات التي تصنعها شركة Intel، وقد تم تصميمها مع وضع المنزل والمكتب الصغير في الاعتبار. يقومون عمومًا بتركيب نواتين عندما يتعلق الأمر بالجيل الأحدث.
• معالجات Xeon: لقد تم تصميمها خصيصًا للتواصل، لذا فهي مثالية للخوادم. فهي موجودة من المركز فصاعدا، اعتمادا على القدرة التي نحتاجها.

التصنيف حسب الشركة المصنعة

اعتمادًا على الشركة المصنعة للمعالج، لدينا إجمالي ثلاثة أنواع من المعالجات، وهي كما يلي:

معالجات AMD

وهي المعالجات التي تصنعها شركة AMD، وهي الشركة التي تحتل المركز الثاني في السوق لهذا النوع من العناصر. لديها مجموعة واسعة من النماذج لكل من المنزل والمكتب والشركات المتخصصة.

ميزة

• لديهم أكبر عدد من النوى مقارنة بمنافسيهم، وهو أمر يوصى به خاصة إذا كنت بحاجة إلى المزيد من الطاقة.
• أفضل علامة تجارية من حيث السعر، هناك أوقات يمكننا فيها العثور على معالجات ذات طاقة كافية تبدأ من 150 يورو.

عيوب

• عادةً ما يكون لديهم طاقة أقل من Intel في النواة الواحدة.

معالجات إنتل

وهي المعالجات التي تصنعها شركة إنتل التي تهيمن حاليا على السوق العالمية. كما أن لديها مجموعة واسعة من النماذج المختلفة لجميع أنواع المعدات.

ميزة

• العلامة التجارية ذات أعلى كفاءة في استخدام الطاقة في السوق.
• العلامة التجارية التي تحتوي على أقوى أحاديات النواة، وهو أمر موصى به للأشخاص الذين يحتاجون إلى الكثير من الأداء.

عيوب

• هناك بعض معالجات الأسماء التجارية المبالغ فيها.

معالجات فيا

وهي أقل شهرة ولكنها شركة ذات سمعة طيبة للغاية ومتخصصة في المعالجات منخفضة الاستهلاك وغيرها من المعالجات الصغيرة جدًا المصممة خصيصًا للأجهزة والمعدات المحمولة.

ميزة

• وهي شرائح تتميز بانخفاض استهلاكها ومصممة للهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة.
• عادة ما يكون لديهم سعر أكثر تنافسية مع نوعية جيدة.

عيوب

• لديهم طاقة أقل من Intel و AMD.

التصنيف حسب النواة

وأخيرًا، هناك أيضًا إمكانية الحديث عن تصنيف أو أنواع المعالجات بناءً على عدد النوى التي تحتوي عليها:

• معالجات أحادية النواة: لم تعد تصنع اليوم. يمكننا العثور عليها في 286، 386، 486 وفي بنتيوم، بنتيوم الثاني وبنتيوم الثالث.
• معالجات ثنائية النواة: لقد أصبح من الصعب العثور عليها بشكل متزايد، ولكنها مثلت تغييرًا كبيرًا في إدارة العمليات على أجهزة الكمبيوتر.
• معالجات رباعية النوى: وهي الأكثر شيوعًا اليوم، على الرغم من أنها تجد المزيد من النوى شيئًا فشيئًا.
• المعالجات التي تحتوي على أكثر من أربعة أنوية: ومن المعروف أيضا باسم معالجات متعددة النوى، وهي في الأساس تلك التي تحتوي على أكثر من أربعة مراكز.