جدول المحتويات
معالج الحاسوب Processor
هناك عددًا من الأجزاء والمكونات التي يشتمل عليها ويتكون منها أي جهاز حاسوب مهما كانت إمكانياته وقدراته، ولكن تختلف هذه المكونات في طبيعتها من جهازٍ لآخر وفقًا لإصدار الحاسوب، ويُعد المعالج أشهر وأبرز تلك المكونات التي توجد داخل الجهاز، والمعالج عبارة عن شريحة بها غلاف خارجي مصنوع من السيليكون ويكون على هيئة قطعة مربعة الشكل خفيفة الوزن وصغيرة الحجم، بها عدد من الأبر التي تخرج من أسفلها ويُطلق عليها Pins، ويكون المعالج على إتصال باللوحة الرئيسية التي تُعرف باللوحة الأم Motherboard.
آليات عمل المعالج
يُعتبر المعالج هو الجزء الذي توكل إليه كافة العمليات الحسابية الخاصة بالجهاز الحاسوبي صغير كان أو كبير، كما انه المسئول عن استقبال البيانات وإرسال النتائج كذلك لجميع الأجزاء الأخرى المختلفة من التخزين أو الإخراج من جديد لكي يتم تقديم معلومة مهمة يستطيع المُستخدم تحقيق أقصى استفادة منها وفقًا لاحتياجاته المعرفية. بمعنى آخر، تتكون أجزاء المعالج في الحاسوب من؛
- وحدة التحكم: تكمُن وظيفتها في إجراء عملية تنظيم البيانات بين أجزاء المعالج المتنوعة موحدة المنطق والحساب.
- وحدة الاتصال بالناقل: التي تعمل على نقل البيانات والمعلومات بين المعالج وجميع أجزاء الجهاز الأخرى.
- وحدة الحساب والمنطق: تضم كلّ من وحدة الأعداد الصحيحة التي تعالج الأرقام الصحيحة تحديدًا،و وحدة الفاصلة العائمة التي تعالج جميع البيانات المتضمنة للــ فاصلة العشرية، إلخ.
مراحل تطور معالج الحاسوب
حاول المتخصصون في مجال التكنولوجيا والأجهزة الكهربائية إجراء بعض التغييرات والتحديثات على المعالج الموجود بالأجهزة القديمة باعتباره جزءاً من الوسائل التي كانت تحتاج إلى تطوير، وقد تمثل تطوير المعالج في ظهور المعالج متعدد النواة في الأجهزة الذكية بعد إن كانت الأجهزة تعمل بنواة واحدة فقط، ولعل أهمية هذا التطور في المعالج تعكسها سرعة الجهاز، وقوة وجودة الأداء، ومن ثم تسهيل مهمة الاستخدام على المُستخدم، حيث ظهرت أجهزة بمعالج ثنائي النواة، وأخرى برباعي النواة، وثالثة بمعالج سداسي النواة، وثماني النواة كذلك، و تختلف بلا شك فيما بينها من حيث الخصائص والسرعة وفقًا للنوع.
المعالج ثنائي النواة
لقد تم طرح وحدات المعالجة المركزية بنواة ثنائية منذ عام 2004 من قبّل شركة IBM، وهدفت الشركة من ذلك تحسين الأداء بنفس القدر من الطاقة المُستهلكة، والمقصود بالمعالج ثنائي النواة هو أن وحدة المعالجة الخاصة بالجهاز تشتمل على معالجين يعملان في آنٍ واحد من أجل تنفيذ جميع الأوامر والعمليات بسرعةٍ مضاعفة، ويكون لكل نواة منهما ذاكرتها الخاصة للتخزين المؤقت، وهذا ما ينتج عنه بطبيعة الحال قدرة المعالج على تنفيذ جميع المهام والقيام بها بصورة متوازية.
المعالج رباعي النواة
يُقصد بالمعالج رباعي النواة Quad –core الوسيلة التكنولوجية التي تجعل الوحدات المركزية الأربعة تعمل بشكلٍ متواز على شريحة واحدة، وهو ما يساهم بدوره في تحسين ورفع درجة الكفاءة بالنسبة للعمل بصورة مضاعفة أربع مرات للشريحة، بشرط أن يكون النظام داعمًأ لتقنية توازي المهام والتي يُرمز لها باختصار TIP، والتي تُعني قدرة البرنامج ذو المستوى العالي على إتاحة العمل مع أكثر من مهمة في الوقت نفسه.
مميزات المعالج رباعي النواة
- يتم استخدامه في أي نشاط بسيط للهاتف بكل بساطة.
- اقتصادي في استهلاك طاقة البطارية إلى حدٍ ما.
- تنضم الهواتف رباعية النواة تحت الفئة السعرية القليلة في أغلب الأحيان.
يمكن القول أن العيب الوحيد للمعالج رباعي النواة يتمثل في عدم القدرة على تحمل الضغط الكثيف على الهاتف.
الاختلاف بين ثنائي النواة و رباعي النواة
يعتمد الاختلاف بين المعالج ثنائي رباعي النواة عدة عوامل تتمثل في:
- السرعة: زيادة العدد بالنسبة للنواة يؤول بطبيعة الحال إلى زيادة السرعة، وذلك محكوم بشرطٍ معين ألا وهو قدرة نظام العمل على تقسيم العمل بين جميع الأنوية، إلى جانب عامل سرعة الساعة كعامل من العوامل المؤثرة على سرعة المعالج كذلك.
- الحرارة: تعداد الأنوية يعنى زيادة حرارة المعالج.
- استهلاك الطاقة: زيادة عدد الأنوية يؤثر بكل تأكيد على زيادة استهلاك المعالج للطاقة، مما ينتج عنه نفاذ البطارية بصورة أسرع.
- السعر: قد تؤثر عوامل عدة على السعر بخلاف عدد الأنوية منها سرعة الساعة، وغيرها، ولكن لا يؤثر عدد الأنوية على السعر.
باختصار، يُعتبر المعالج من أهم الأجزاء التي لابد وأن يتقصى عنها أي شخص عند شرائه أي جهاز حاسوب بناءً على عدد الأنوية، حيث انه كلما زادت الأنوية، كلما كان المعالج أسرع وأكثر كفاءة، على الرغم من أن زيادة الأنوية تؤدي بلا شك إلى زيادة استهلاك الطاقة، و ارتفاع الحرارة كذلك.
ما المقصود بالمعالج
يتجه الكثير من الأشخاص المهتمين بدراسة علم الحاسوب وأجزائه الرئيسية إلى طرح استفسارات عديدة؛ منها ما المقصود بالمعالج وما دوره الرئيسي في جهاز الحاسوب؟ وما هي أنواع المعالج؟ وهنا نجيب بأن كلمة المعالج هي اختصار لوحدة المعالجة المركزية أو “Central processing unit”، ويعتبر بمثابة العقل المسؤول عن كافة العمليات التي تجري داخل الحاسوب، ناهيك عن دوره الرئيسي في ترجمة ومعالجة التعليمات والأوامر التي تأتي من السوفت وير والهارد وير، ثم تحويلها لمخرجات ثنائية بلغة يفهمها الجهاز؛ حيث يتكون من ملايين الترانزستورات المثبتة على رقيقة من السيليكون، والتي تقوم بوظيفة حفظ البيانات باللغة الثنائية التي يفهمها الجهاز، ومن أشهر أنواع المعالجات: Intel، و AMD.
آلية اختيار المعالج لجهاز الحاسوب
- سرعة الساعة Clock Speed: تقاس هذه السرعة بوحدة الهيرتز أو الجيجاهيرتز وتعبر عن السرعة الحقيقية لجهاز الكمبيوتر، وتشير إلى عدد العمليات التي يمكن للمعالج القيام بها في الثانية الواحدة؛ وبناءً على ذلك كلما كانت قيمة هذه السرعة أعلى كان المعالج أفضل.
- عدد الأنوية Cores: يتيح تعدد الأنوية في المعالج إمكانية أداء العديد من المهام الصعبة في آن واحد دون حدوث أية مشاكل، ولذلك يعد المعالج متعدد الأنوية بمثابة ثورة في عالم المعالجات، وبذلك يمكن القول أن المعالج الثنائي والثلاثي والرباعي أفضل بكثير من المعالج أحادي النواة من ناحية قوة الأداء.
- الذاكرة المخبأة Cache: هي ذاكرة مؤقتة داخل المعالج وظيفتها حفظ البيانات التي يطلبها المستخدم باستمرار وذلك لاختصار الوقت بين الرام والمعالج، وكلما كان حجمها أكبر كان المعالج قادراً على تخزين كمية أكبر من البيانات والتعليمات وبالتالي العمل بشكل أسرع، وهي مقسمة إلى ثلاثة طبقات يتم حفظ البيانات فيها حسب الأهمية.
- Hyper Threading: هي تكنولوجيا خاصة بشركة إنتل وهدفها تحسين الأداء، حيث تقوم بحلق أنوية وهمية تجعل نظام التشغيل يقرأ النواة الواحدة على أنها نواتان وبذلك يصبح الأداء أسرع.
الفرق بين المعالجات متعددة الأنوية
- معالجات Core i3: تعمل هذه المعالجات بتقنية Hyper Threading التي تم ذكرها سابقاً، ولكون هذه المعالجات تمتلك فقط نواتين؛ فإن هذه التقنية ستجعل نظام التشغيل يعمل كما لو كان لديه 6 أنوية، ما يحسن من أداء الحاسوب بشكل ملحوظ.
- معالجات Core i5: تحتوي هذه المعالجات على أربعة أنوية حقيقية تعمل دون تقنية Hyper threading، وهي ذات أداء متوسط؛ حيث تتحمل الكثير من الضغط وتمتاز بسرعتها في الأداء؛ ولكنها ليست مناسبة لاستخدام الألعاب أو التطبيقات كبيرة الحجم.
- معالجات Core i7: هي بمثابة الجيل المتطور من معالجات Core i3؛ حيث يتعرف النظام هنا على 4 أنوية حقيقية والكثير من الأنوية الأخرى الوهمية وذلك بفضل تقنية Hyper threading، ولذلك فهي تقدم أداءً وسرعة كبيرة جداً، وتمتاز بقدرتها على تشغيل الألعاب والتطبيقات الضخمة بسهولة ودون أي توقف.
الفرق بين معالجات Intel ومعالجات AMD
لا يمكن القول بأن معالجات Intel أفضل من معالجات AMD أو العكس، حيث إن لكل منهما خصائصه التي تؤهله للقيام بوظائف معينة، ولكن في الوقت ذاته يمكن القول بأن معالجات AMD أكثر رواجاً وذلك بسبب السعر، فإذا كنت من الأشخاص الذين يستخدمون الحاسوب لتصفح الانترنت، ومشاهدة الأفلام ومقاطع الفيديو، والاستماع للاغاتي فقط فمعالج AMD مناسب جداً، أما إن كنت تتعامل مع الجرافيكس والفوتوشوب والبرامج الأخرى، وتحب تشغيل الألعاب الثقيلة، فإن معالج Intel هو الأفضل في هذه الحالة، ولذلك فإن اختيار نوع المعالج يعتمد على طريقة الاستخدام بشكل مباشر.
