ماذا يعني أن أجزاء المعالج مبعثرة. كيف يعمل معالج الكمبيوتر؟ مبدأ التشغيل

المعالج هو الجزء الرئيسي لأي جهاز كمبيوتر. لكن لدى العديد من المستخدمين القليل جدًا من الفهم لما هو المعالج في الكمبيوتر والوظيفة التي يؤديها. على الرغم من أن هذه معلومات مهمة في العالم الحديث ، إلا أن معرفة أنه يمكنك تجنب العديد من الأوهام الخطيرة. إذا كنت تريد معرفة المزيد عن الشريحة التي تشغل جهاز الكمبيوتر الخاص بك ، فقد وصلت إلى المكان الصحيح. في هذه المقالة ، ستتعرف على الغرض من المعالج وكيف يؤثر على أداء الجهاز بأكمله.

ما هي وحدة المعالجة المركزية

في هذه الحالة نتحدث عن المعالج المركزي. بعد كل شيء ، هناك آخرون في الكمبيوتر ، على سبيل المثال ، معالج الفيديو.

وحدة المعالجة المركزية هي الجزء الرئيسي للكمبيوتر ، وهي وحدة إلكترونية أو دائرة متكاملة. ينفذ تعليمات الجهاز ، أو رمز البرنامج ، وهو العمود الفقري لأجهزة الجهاز.

ببساطة ، إنه قلب وعقل الكمبيوتر. بفضله يعمل كل شيء آخر ، فهو يعالج تدفقات البيانات ويتحكم في عمل جميع أجزاء النظام ككل.

ماديًا ، المعالج عبارة عن لوحة مربعة صغيرة رفيعة. حجمها صغير ومغطى بغطاء معدني في الأعلى.

الجزء السفلي من الشريحة مشغول بجهات اتصال تتواصل من خلالها مجموعة الشرائح مع بقية النظام. بفتح غطاء وحدة النظام بجهاز الكمبيوتر الخاص بك ، يمكنك بسهولة العثور على المعالج ، ما لم يكن مغطى بنظام تبريد.

حتى تصدر وحدة المعالجة المركزية الأمر المناسب ، لا يمكن للكمبيوتر إجراء حتى أبسط عملية ، مثل إضافة رقمين. مهما كان ما تريد إنجازه على جهاز الكمبيوتر الخاص بك ، فإن أي إجراء يتضمن الوصول إلى المعالج. هذا هو السبب في أنه جزء مهم من الكمبيوتر.

لا تستطيع المعالجات المركزية الحديثة التعامل مع مهامها الرئيسية فحسب ، بل يمكنها أيضًا استبدال بطاقة الفيديو جزئيًا. تأتي الرقائق الجديدة مع مساحة منفصلة لوظائف التحكم بالفيديو.

تقوم وحدة التحكم بالفيديو هذه بتنفيذ جميع الإجراءات الأساسية الضرورية المطلوبة من بطاقة الفيديو. في هذه الحالة ، يتم استخدام ذاكرة الوصول العشوائي كذاكرة فيديو. لكن لا تكن مخطئًا في أن المعالج الحديث القوي يمكنه أن يحل محل بطاقة الفيديو تمامًا.

حتى الطبقة الوسطى من بطاقات الفيديو تترك وحدة التحكم بالفيديو للمعالجات متخلفة عن الركب. لذلك ، فإن خيار الكمبيوتر بدون بطاقة فيديو مناسب فقط للأجهزة المكتبية التي لا تتضمن أداء أي مهام معقدة تتعلق بالرسومات.

في مثل هذه الحالات ، هناك حقًا فرصة لتوفير المال. بعد كل شيء ، يمكنك فقط الحصول على مجموعة شرائح معالج مع وحدة تحكم فيديو جيدة وعدم إنفاق الأموال على بطاقة الفيديو.

كيف يعمل المعالج

لقد اكتشفنا نوعًا ما هو المعالج. ولكن كيف يعمل؟ إنها عملية طويلة ومعقدة ، لكن إذا فهمتها ، فكل شيء سهل للغاية. يمكن النظر في مبدأ تشغيل المعالج المركزي على مراحل.

أولاً ، يتم تحميل البرنامج في ذاكرة الوصول العشوائي ، حيث يحصل من خلاله على جميع المعلومات اللازمة ومجموعة من الأوامر التي يجب أن تنفذها وحدة التحكم في المعالج. ثم تذهب كل هذه البيانات إلى ذاكرة التخزين المؤقت ، ما يسمى ذاكرة التخزين المؤقت للمعالج.

تخرج المعلومات من المخزن المؤقت ، ويمكن تقسيمها إلى نوعين: التعليمات والقيم. كل من هؤلاء وأولئك الذين يقعون في السجلات. السجلات هي مواقع الذاكرة المضمنة في مجموعة الشرائح. كما أنها تأتي في نوعين ، اعتمادًا على نوع المعلومات التي يتلقونها: سجلات الأوامر وسجلات البيانات.

تعتبر وحدة المنطق الحسابي أحد الأجزاء المكونة لوحدة المعالجة المركزية. يتعامل مع إجراء تحويلات المعلومات باستخدام الحسابات الحسابية والمنطقية.

هذا هو المكان الذي تأتي فيه البيانات من السجلات. بعد ذلك ، تقوم وحدة المنطق الحسابي بقراءة البيانات الواردة وتنفيذ الأوامر اللازمة لمعالجة الأرقام الناتجة.

هنا مرة أخرى ، ينتظرنا انقسام. النتائج النهائية مقسمة إلى نهائية وغير مكتملة. يعودون إلى السجلات ، وتنتقل السجلات النهائية إلى ذاكرة التخزين المؤقت.

تتكون ذاكرة التخزين المؤقت للمعالج من مستويين رئيسيين: علوي وسفلي. يتم إرسال أحدث الأوامر والبيانات إلى ذاكرة التخزين المؤقت العليا ، وتلك التي لم يتم استخدامها تذهب إلى الأسفل.

أي أن جميع المعلومات الموجودة في المستوى الثالث يتم نقلها إلى المستوى الثاني ، والتي بدورها تنتقل البيانات إلى المستوى الأول. والبيانات غير الضرورية ، على العكس من ذلك ، يتم إرسالها إلى المستوى الأدنى.

بعد انتهاء دورة الحوسبة ، يتم تسجيل نتائجها مرة أخرى في ذاكرة الوصول العشوائي للكمبيوتر. يتم ذلك حتى يتم مسح ذاكرة التخزين المؤقت لوحدة المعالجة المركزية وإتاحتها للعمليات الجديدة.

لكن في بعض الأحيان توجد مواقف تكون فيها ذاكرة التخزين المؤقت ممتلئة تمامًا ولا يوجد مجال لعمليات جديدة. في هذه الحالة ، تنتقل البيانات غير المستخدمة حاليًا إلى ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) أو إلى المستوى الأدنى من ذاكرة المعالج.

أنواع المعالجات

بعد معرفة كيفية عمل وحدة المعالجة المركزية ، حان الوقت لمقارنة أنواع مختلفة منها. هناك أنواع عديدة من المعالجات. هناك نماذج ضعيفة أحادية النواة وأجهزة قوية بها العديد من النوى. هناك تلك المصممة حصريًا للعمل المكتبي ، وهناك تلك التي تعتبر ضرورية لأحدث الألعاب.

في الوقت الحالي ، هناك نوعان من صانعي المعالجات الرئيسيين - AMD و Intel. هم الذين ينتجون الرقائق الأكثر صلة وتطلبًا. عليك أن تفهم أن الاختلاف بين شرائح هاتين الشركتين لا يكمن في عدد النوى أو الأداء العام ، ولكن في البنية.

أي أن منتجات هاتين الشركتين مبنية على مبادئ مختلفة. ولكل مبتكر نوع معالج فريد خاص به ، والذي له هيكل يختلف عن المنافس.

وتجدر الإشارة إلى أن كلا الخيارين لهما نقاط قوة ونقاط ضعف. على سبيل المثال ، تختلف Intel فيما يلي الإيجابيات :

• استهلاك أقل للطاقة
• يركز معظم مطوري الأجهزة بشكل خاص على التفاعل مع معالجات Intel ؛
• في الألعاب ، يكون الأداء أعلى ؛
• Intel أسهل في التفاعل مع ذاكرة الوصول العشوائي للكمبيوتر ؛
• العمليات التي يتم إجراؤها باستخدام برنامج واحد فقط تكون أسرع على Intel.

في نفس الوقت ، هناك أيضا الخاصة بهم سلبيات :

• عادةً ما تكون شرائح Intel أغلى من نظيراتها من AMD ؛
• عند العمل مع العديد من البرامج الثقيلة ، ينخفض ​​الأداء ؛
• نوى الرسومات أضعف من تلك الخاصة بالمنافس.

تختلف AMD فيما يلي مزايا:

• قيمة أفضل بكثير مقابل المال ؛
• قادرة على ضمان التشغيل الموثوق للنظام بأكمله ؛
• هناك فرصة لرفع تردد التشغيل عن المعالج ، وزيادة قوته بنسبة 10-20٪ ؛
• نوى رسومات متكاملة أكثر قوة.

ومع ذلك ، فإن AMD أدنى من المعلمات التالية:

• التفاعل مع ذاكرة الوصول العشوائي أسوأ ؛
• يتم إنفاق المزيد من الطاقة على المعالج ؛
• تكرار العمل على المستويين الثاني والثالث من ذاكرة التخزين المؤقت أقل ؛
• في الألعاب ، يكون الأداء أقل.

بينما تبرز مزاياها وعيوبها ، تواصل الشركات صنع معالجات أفضل. عليك فقط اختيار أيهما أفضل بالنسبة لك. بعد كل شيء ، من المستحيل القول بشكل لا لبس فيه أن شركة واحدة أفضل من أخرى.

الخصائص الرئيسية

لذلك ، توصلنا بالفعل إلى أن أحد الخصائص الرئيسية للمعالج هو مطوره. ولكن هناك عددًا من المعلمات التي تحتاج إلى إيلاء المزيد من الاهتمام لها عند الشراء.

دعونا لا نبتعد كثيرًا عن العلامة التجارية ونذكر أن هناك سلسلة مختلفة من الرقائق. ينتج كل مصنع خطوطه الخاصة في فئات أسعار مختلفة ، تم إنشاؤها لمهام مختلفة. معلمة أخرى ذات صلة هي بنية وحدة المعالجة المركزية. في الواقع ، هذه هي أعضائها الداخلية ، والتي تعتمد عليها العملية الكاملة للرقاقة.

ليست المعلمة الأكثر وضوحًا ، ولكنها مهمة جدًا هي المقبس. الحقيقة هي أنه في المعالج نفسه ، يجب أن يتطابق المقبس مع المقبس المقابل على اللوحة الأم.

وإلا فلن تتمكن من الجمع بين هذين المكونين الأساسيين لأي جهاز كمبيوتر. لذلك ، عند تجميع وحدة النظام ، فأنت بحاجة إما إلى شراء لوحة أم والبحث عن مجموعة شرائح لها ، أو العكس.

حان الوقت الآن لمعرفة خصائص المعالج التي تؤثر على أدائه. لا شك أن العامل الرئيسي هو سرعة الساعة. هذا هو مقدار العمليات التي يمكن إجراؤها في وحدة زمنية معينة.

يقاس هذا المؤشر بالميغا هرتز. إذن ما الذي تؤثر عليه سرعة ساعة الرقاقة؟ نظرًا لأنه يشير إلى عدد العمليات في وقت معين ، فليس من الصعب تخمين أن سرعة الجهاز تعتمد عليه.

مؤشر مهم آخر هو مقدار الذاكرة العازلة. كما ذكرنا سابقًا ، فهو أعلى وأسفل. كما أنه يؤثر على أداء المعالج.

يمكن أن تحتوي وحدة المعالجة المركزية على مركز واحد أو أكثر. النماذج متعددة النواة أغلى ثمناً. ولكن ما هو تأثير عدد النوى؟ تحدد هذه الخاصية قوة الجهاز. كلما زاد عدد النوى ، زادت قوة الجهاز.

انتاج |

لا يلعب المعالج المركزي دورًا مهمًا فحسب ، بل يلعب أيضًا الدور الرئيسي في تشغيل الكمبيوتر. سيعتمد عليه أداء الجهاز بأكمله ، بالإضافة إلى المهام التي يمكن استخدامها بشكل عام من أجلها.

لكن هذا لا يعني أن عليك شراء أقوى معالج لجهاز الكمبيوتر العادي. اعثر على النموذج المثالي لاحتياجاتك.

- هذا هو مكون الحوسبة الرئيسي ، والذي تعتمد عليه سرعة الكمبيوتر بالكامل بشكل كبير. لذلك ، عادةً ، عند اختيار تكوين الكمبيوتر ، اختر المعالج أولاً ، ثم اختر كل شيء آخر.

لمهام بسيطة

إذا تم استخدام الكمبيوتر للعمل مع المستندات والإنترنت ، فسوف يناسبك المعالج غير المكلف المزود بنواة فيديو متكاملة Pentium G5400 / 5500/5600 (مركزان / 4 خيوط) ، والتي تختلف قليلاً في التردد.

لتحرير الفيديو

لتحرير الفيديو ، من الأفضل استخدام معالج AMD Ryzen 5/7 الحديث متعدد الخيوط (6-8 مراكز / 12-16 خيطًا) ، والذي ، جنبًا إلى جنب مع بطاقة فيديو جيدة ، سوف يتكيف أيضًا بشكل جيد مع الألعاب.
معالج AMD Ryzen 5 2600

للكمبيوتر متوسط ​​الألعاب

بالنسبة لجهاز كمبيوتر ألعاب من الطبقة المتوسطة البحتة ، من الأفضل استخدام Core i3-8100 / 8300 ، فلديهم 4 نوى صادقة وأداء جيد في الألعاب التي تحتوي على بطاقات فيديو من الطبقة المتوسطة (GTX 1050/1060/1070).
معالج Intel Core i3 8100

لجهاز كمبيوتر قوي للألعاب

للحصول على كمبيوتر ألعاب قوي ، من الأفضل أن تأخذ Core i5-8400 / 8500/8600 سداسي النوى ، وللكمبيوتر الشخصي المزود ببطاقة فيديو متطورة i7-8700 (6 مراكز / 12 مؤشر ترابط). تظهر هذه المعالجات أفضل النتائج في الألعاب وهي قادرة على استغلال بطاقات الفيديو القوية بشكل كامل (GTX 1080/2080).
معالج Intel Core i5 8400

على أي حال ، كلما زاد عدد النوى وزاد تردد المعالج ، كان ذلك أفضل. ركز على قدراتك المالية.

2. كيف يعمل المعالج

تتكون وحدة المعالجة المركزية من لوحة دوائر مطبوعة مع بلورة سيليكون ومكونات إلكترونية مختلفة. الكريستال مغطى بغطاء معدني خاص يمنع التلف ويعمل بمثابة موزع للحرارة.

على الجانب الآخر من اللوحة توجد الأرجل (أو الوسادات) التي تربط المعالج باللوحة الأم.

3. مصنعي المعالجات

يتم إنتاج معالجات أجهزة الكمبيوتر بواسطة شركتين كبيرتين - Intel و AMD في العديد من مصانع التكنولوجيا الفائقة في العالم. لذلك ، فإن المعالج ، بغض النظر عن الشركة المصنعة ، هو المكون الأكثر موثوقية للكمبيوتر.

إنتل هي شركة رائدة في التكنولوجيا الموجودة في معالجات اليوم. تتبنى AMD تجربتها جزئيًا ، مضيفة شيئًا خاصًا بها وتتبع سياسة تسعير أكثر ديمقراطية.

4. ما هو الفرق بين معالجات Intel و AMD

تختلف معالجات Intel و AMD بشكل أساسي في الهندسة المعمارية (الدوائر الإلكترونية). البعض أفضل في بعض المهام ، والبعض الآخر في البعض الآخر.

تتمتع معالجات Intel Core عمومًا بأداء أعلى لكل نواة ، مما يجعلها تتفوق على معالجات AMD Ryzen في معظم الألعاب الحديثة وهي أكثر ملاءمة لبناء أجهزة كمبيوتر ألعاب قوية.

معالجات AMD Ryzen ، بدورها ، تربح في المهام متعددة الخيوط ، مثل تحرير الفيديو ، من حيث المبدأ ، ليست أدنى بكثير من Intel Core في الألعاب وهي مثالية لجهاز كمبيوتر عالمي يستخدم لكل من المهام والألعاب الاحترافية.

من أجل الإنصاف ، تجدر الإشارة إلى أن معالجات سلسلة AMD FX-8xxx القديمة الرخيصة ذات 8 نوى مادية تقوم بعمل جيد في تحرير الفيديو ويمكن استخدامها كخيار ميزانية لهذه الأغراض. لكنها أقل ملاءمة للألعاب ويتم تثبيتها على اللوحات الأم بمقبس AM3 + قديم ، مما يجعل استبدال المكونات في المستقبل من أجل تحسين أو إصلاح جهاز الكمبيوتر الخاص بك مشكلة. لذلك من الأفضل الحصول على معالج AMD Ryzen أكثر حداثة ومقبس متوافق مع اللوحة الأم AM4.

إذا كانت ميزانيتك محدودة ، ولكنك تريد في المستقبل أن يكون لديك جهاز كمبيوتر قوي ، فيمكنك أولاً شراء طراز غير مكلف ، وبعد 2-3 سنوات ، قم بتغيير المعالج إلى جهاز أكثر قوة.

5. مقبس المعالج

المقبس هو موصل لتوصيل المعالج باللوحة الأم. يتم تمييز مقابس المعالج إما بعدد أرجل المعالج ، أو بالتعيين الأبجدي الرقمي حسب تقدير الشركة المصنعة.

تخضع مآخذ المعالج لتغييرات باستمرار وتظهر تعديلات جديدة من سنة إلى أخرى. التوصية العامة هي شراء معالج بأحدث مقبس. سيضمن ذلك إمكانية استبدال كل من المعالج واللوحة الأم في السنوات القليلة المقبلة.

مقابس معالجات إنتل

• عفا عليها الزمن بالتأكيد: 478 ، 775 ، 1155 ، 1156 ، 1150 ، 2011
• عفا عليها الزمن: 1151 ، 2011-3
• الحديث: 1151-v2 ، 2066

مقابس معالج AMD

• قديم: AM1، AM2، AM3، FM1، FM2
• قديم: AM3 +، FM2 +
• الحديث: AM4 ، TR4

يجب أن يكون للمعالج واللوحة الأم نفس المقابس ، وإلا فلن يتم تثبيت المعالج. المعالجات ذات المآخذ التالية هي الأكثر صلة اليوم.

إنتل 1150- لا تزال معروضة للبيع ، ولكن في السنوات القليلة المقبلة ستخرج عن الاستخدام وسيصبح استبدال المعالج أو اللوحة الأم أكثر إشكالية. لديهم مجموعة واسعة من النماذج - من أرخص النماذج إلى القوية للغاية.

إنتل 1151- المعالجات الحديثة ، وهي ليست أغلى ثمناً ، لكنها واعدة أكثر. لديهم مجموعة واسعة من النماذج - من أرخص النماذج إلى القوية للغاية.

إنتل 1151-v2- الإصدار الثاني من المقبس 1151 يختلف عن السابق في دعم أحدث معالجات الجيل الثامن والتاسع.

إنتل 2011-3- معالجات أساسية قوية 6/8/10 لأجهزة الكمبيوتر المهنية.

إنتل 2066- أقوى وأعلى معالجات 12/16/18 الأساسية لأجهزة الكمبيوتر المهنية.

AMD FM2 +- معالجات برسومات متكاملة للمهام المكتبية وأهم الألعاب. تتضمن التشكيلة كلاً من معالجات الميزانية والطبقة المتوسطة.

AMD AM3 +- معالجات قديمة 4/6/8-core (FX) ، يمكن استخدام الإصدارات الأقدم منها لتحرير الفيديو.

AMD AM4- معالجات حديثة متعددة الخيوط للمهام والألعاب الاحترافية.

AMD TR4.0- أقوى وأعلى معالجات 8/12/16 الأساسية لأجهزة الكمبيوتر المهنية.

يعتبر شراء جهاز كمبيوتر على مآخذ توصيل قديمة أمرًا غير عملي. بشكل عام ، أوصي بالحد من اختيار المعالجات في المقابس 1151 و AM4 ، لأنها الأحدث وتسمح لك بتجميع جهاز كمبيوتر قوي بما يكفي لأي ميزانية.

6. الخصائص الرئيسية للمعالجات

تختلف جميع المعالجات ، بغض النظر عن الشركة المصنعة ، في عدد النوى والخيوط والتردد وذاكرة التخزين المؤقت وتردد ذاكرة الوصول العشوائي المدعومة ونواة الفيديو المضمنة وبعض المعلمات الأخرى.

6.1 عدد النوى

عدد النوى له التأثير الأكبر على أداء المعالج. يتطلب الكمبيوتر المكتبي أو كمبيوتر الوسائط المتعددة معالجًا ثنائي النواة على الأقل. إذا كان من المفترض أن يتم استخدام الكمبيوتر للألعاب الحديثة ، فإنه يحتاج إلى معالج يحتوي على 4 مراكز على الأقل. المعالج ذو 6-8 نوى مناسب لتحرير الفيديو والتطبيقات الاحترافية الثقيلة. يمكن أن تحتوي أقوى المعالجات على 10-18 نواة ، لكنها باهظة الثمن ومصممة للمهام المهنية المعقدة.

6.2 عدد المواضيع

تسمح تقنية Hyper-treading لكل نواة معالج بمعالجة دفقين من البيانات ، مما يزيد الأداء بشكل كبير. المعالجات متعددة الخيوط هي Intel Core i7 و i9 وبعض Core i3 و Pentium (G4560 و G46xx) ومعظم المعالجات AMD Ryzen.

المعالج الذي يحتوي على مركزين ودعم Hyper-treading قريب من أداء رباعي النواة ، ومع 4 نوى و Hyper-treading - إلى 8-core. على سبيل المثال ، يعد Core i3-6100 (2 نوى / 4 خيوط) ضعف قوة Pentium ثنائي النواة دون الحاجة إلى المعالجة المفرطة ، ولكنه لا يزال أضعف إلى حد ما من Core i5 رباعي النواة. لكن معالجات Core i5 لا تدعم Hyper-treading ، لذا فهي أدنى بكثير من معالجات Core i7 (4 مراكز / 8 خيوط).

تحتوي معالجات Ryzen 5 و 7 على نوى 4/6/8 و 8/12/16 خيوط ، على التوالي ، مما يجعلها ملوكًا في مهام مثل تحرير الفيديو. تتميز عائلة المعالجات Ryzen Threadripper الجديدة بمعالجات تصل إلى 16 مركزًا و 32 مسارًا. ولكن هناك معالجات أقل من سلسلة Ryzen 3 ليست متعددة الخيوط.

لقد تعلمت الألعاب الحديثة أيضًا استخدام خيوط متعددة ، لذلك بالنسبة لجهاز كمبيوتر قوي للألعاب ، يُنصح باستخدام Core i7 (لـ 8-12 مؤشر ترابط) أو Ryzen (لـ 8-12 مؤشر ترابط). تعد معالجات Core-i5 الجديدة سداسية النواة أيضًا خيارًا جيدًا من حيث نسبة السعر / الأداء.

6.3 تردد وحدة المعالجة المركزية

يعتمد أداء المعالج أيضًا بشكل كبير على التردد الذي تعمل به جميع نوى المعالج.

لكي يقوم جهاز كمبيوتر بسيط بالكتابة والوصول إلى الإنترنت ، من حيث المبدأ ، يكفي معالج بتردد حوالي 2 جيجاهرتز. ولكن هناك العديد من المعالجات التي يبلغ ترددها حوالي 3 جيجاهرتز ، والتي تكلف نفس التكلفة تقريبًا ، لذلك لا يُنصح بتوفير المال هنا.

يجب أن يستخدم كمبيوتر الوسائط المتعددة أو كمبيوتر الألعاب متوسط ​​المدى معالجًا يبلغ حوالي 3.5 جيجاهرتز.

تتطلب الألعاب القوية أو الكمبيوتر الاحترافي معالجًا أقرب إلى 4 جيجاهرتز.

على أي حال ، كلما زاد تردد المعالج ، كان ذلك أفضل ، ثم انظر إلى الإمكانيات المالية.

6.4 Turbo Boost و Turbo Core

المعالجات الحديثة لها مفهوم التردد الأساسي ، والذي يشار إليه في الخصائص ببساطة مثل تردد المعالج. تحدثنا عن هذا التردد أعلاه.

تتمتع معالجات Intel Core i5 و i7 و i9 أيضًا بمفهوم الحد الأقصى للتردد في Turbo Boost. إنها تقنية تعمل تلقائيًا على زيادة وتيرة نوى المعالج تحت الحمل العالي لزيادة الأداء. كلما قل عدد النوى التي يستخدمها البرنامج أو اللعبة ، زاد تكرارها.

على سبيل المثال ، يحتوي معالج Core i5-2500 على تردد أساسي يبلغ 3.3 جيجاهرتز وأقصى تردد Turbo Boost يبلغ 3.7 جيجاهرتز. تحت الحمل ، اعتمادًا على عدد النوى المستخدمة ، سيزداد التردد إلى القيم التالية:

• 4 نوى نشطة - 3.4 جيجا هرتز
• 3 نوى نشطة - 3.5 جيجا هرتز
• 2 النوى النشطة - 3.6 جيجا هرتز
• 1 نواة نشطة - 3.7 جيجاهرتز

تتميز معالجات سلسلة AMD A و FX و Ryzen بتقنية مماثلة لرفع تردد التشغيل للمعالج تسمى Turbo Core. على سبيل المثال ، يحتوي المعالج FX-8150 على تردد أساسي يبلغ 3.6 جيجاهرتز وأقصى تردد Turbo Core يبلغ 4.2 جيجاهرتز.

لكي تعمل تقنيات Turbo Boost و Turbo Core ، يحتاج المعالج إلى طاقة كافية وليس سخونة زائدة. خلاف ذلك ، لن يقوم المعالج برفع تردد النواة. هذا يعني أن مصدر الطاقة واللوحة الأم والمبرد يجب أن تكون قوية بما يكفي. أيضًا ، يجب عدم التدخل في تشغيل هذه التقنيات من خلال إعدادات BIOS الخاصة باللوحة الأم وإعدادات مصدر الطاقة في Windows.

تستخدم البرامج والألعاب الحديثة جميع نوى المعالجات وسيكون مكاسب الأداء من تقنيات Turbo Boost و Turbo Core صغيرة. لذلك ، عند اختيار المعالج ، من الأفضل التركيز على التردد الأساسي.

6.5. الذاكرة المؤقتة

تشير ذاكرة التخزين المؤقت إلى الذاكرة الداخلية التي يحتاجها المعالج لإجراء العمليات الحسابية بشكل أسرع. يؤثر حجم ذاكرة التخزين المؤقت أيضًا على أداء المعالج ، ولكن بدرجة أقل بكثير من عدد النوى وتردد المعالج. في البرامج المختلفة ، يمكن أن يختلف هذا التأثير في حدود 5-15٪. لكن المعالجات التي تحتوي على ذاكرة تخزين مؤقت كبيرة تكون أكثر تكلفة (1.5-2 مرة). لذلك ، فإن هذا الاستحواذ ليس دائمًا ممكنًا اقتصاديًا.

هناك 4 مستويات من ذاكرة التخزين المؤقت:

ذاكرة التخزين المؤقت L1 صغيرة وعادة ما يتم تجاهلها عند اختيار المعالج.

المستوى الثاني من ذاكرة التخزين المؤقت هو الأكثر أهمية. في المعالجات منخفضة النهاية ، من المعتاد أن يكون لديك 256 كيلوبايت (KB) من ذاكرة التخزين المؤقت L2 لكل مركز. تحتوي المعالجات المصممة لأجهزة الكمبيوتر متوسطة المدى على 512 كيلوبايت من ذاكرة التخزين المؤقت L2 لكل مركز. يجب أن تكون معالجات أجهزة الكمبيوتر الاحترافية وأجهزة الألعاب عالية الأداء مجهزة بـ 1 ميغا بايت على الأقل من ذاكرة التخزين المؤقت L2 لكل مركز.

لا تحتوي جميع المعالجات على ذاكرة تخزين مؤقت L3. يمكن أن تحتوي أضعف المعالجات للمهام المكتبية على ذاكرة تخزين مؤقت تصل إلى 2 ميجابايت من المستوى الثالث ، أو أنها لا تمتلكها على الإطلاق. يجب أن تحتوي معالجات أجهزة الكمبيوتر المنزلية الحديثة ذات الوسائط المتعددة على 3-4 ميجا بايت من ذاكرة التخزين المؤقت L3. يجب أن تحتوي المعالجات القوية لأجهزة الكمبيوتر الاحترافية وأجهزة الألعاب على 6-8 ميجابايت من ذاكرة التخزين المؤقت L3.

تحتوي بعض المعالجات فقط على ذاكرة تخزين مؤقت L4 ، وإذا كان هناك ، فهذا جيد ، لكن من حيث المبدأ ليس ضروريًا.

إذا كان لدى المعالج ذاكرة تخزين مؤقت من المستوى 3 أو 4 ، فيمكن تجاهل حجم ذاكرة التخزين المؤقت من المستوى 2.

6.6. نوع ذاكرة الوصول العشوائي المدعومة والتردد

يمكن أن تدعم المعالجات المختلفة أنواعًا وترددات مختلفة من ذاكرة الوصول العشوائي. يجب أن يؤخذ ذلك في الاعتبار في المستقبل عند اختيار ذاكرة الوصول العشوائي.

يمكن أن تدعم المعالجات القديمة DDR3 RAM بتردد أقصى يبلغ 1333 أو 1600 أو 1866 ميجاهرتز.

تدعم المعالجات الحديثة ذاكرة DDR4 بتردد أقصى يبلغ 2133 ، و 2400 ، و 2666 ميجاهرتز أو أكثر ، وغالبًا من أجل التوافق ، ذاكرة DDR3L ، والتي تختلف عن DDR3 المعتاد بجهد منخفض من 1.5 إلى 1.35 فولت. يمكن أن تعمل هذه المعالجات مع DDR3 العادي الذاكرة ، إذا كانت لديك. موجودة بالفعل ، لكن مصنعي المعالجات لا ينصحون بذلك بسبب التدهور المتزايد لوحدات التحكم في الذاكرة المصممة لـ DDR4 بجهد أقل حتى 1.2 فولت. بالإضافة إلى ذلك ، هناك حاجة أيضًا إلى اللوحة الأم القديمة مع فتحات DDR3 للذاكرة القديمة. لذا فإن الخيار الأفضل هو بيع ذاكرة DDR3 القديمة والترقية إلى DDR4 الجديد.

اليوم ، النسبة المثلى للسعر / الأداء هي ذاكرة DDR4 بتردد 2400 ميجاهرتز ، وهي مدعومة من قبل جميع المعالجات الحديثة. في بعض الأحيان ، يمكنك شراء ذاكرة بتردد 2666 ميجاهرتز مقابل المزيد. حسنًا ، ستكلف ذاكرة 3000 ميجا هرتز أكثر من ذلك بكثير. بالإضافة إلى ذلك ، لا تعمل المعالجات دائمًا بثبات مع الذاكرة عالية التردد.

تحتاج أيضًا إلى التفكير في الحد الأقصى لتردد الذاكرة الذي تدعمه اللوحة الأم. لكن تردد الذاكرة له تأثير ضئيل نسبيًا على الأداء العام ولا ينبغي ملاحقته بعد.

غالبًا ما يكون لدى المستخدمين الذين بدأوا في فهم مكونات الكمبيوتر سؤالاً حول مدى توفر وحدات الذاكرة بتردد أعلى بكثير للبيع مما يدعمه المعالج رسميًا (2666-3600 ميجا هرتز). لكي تعمل الذاكرة بهذا التردد ، يجب أن تدعم اللوحة الأم تقنية XMP (ملف تعريف الذاكرة المتطرفة). يقوم XMP تلقائيًا برفع تردد الناقل للحفاظ على تشغيل الذاكرة بتردد أعلى.

6.7 نواة فيديو متكاملة

يمكن أن يحتوي المعالج على نواة فيديو مدمجة ، مما يسمح لك بالحفظ عند شراء بطاقة فيديو منفصلة لمكتب أو كمبيوتر متعدد الوسائط (مشاهدة مقاطع الفيديو ، والألعاب الأساسية). ولكن بالنسبة لجهاز كمبيوتر الألعاب وتحرير الفيديو ، يلزم وجود بطاقة فيديو منفصلة (منفصلة).

كلما زاد تكلفة المعالج ، زادت قوة نواة الفيديو المدمجة. من بين معالجات Intel ، يحتوي Core i7 على أقوى فيديو مدمج ، يليه i5 و i3 و Pentium G و Celeron G.

تتميز معالجات AMD A-Series الموجودة على Socket FM2 + بنواة فيديو متكاملة أكثر قوة من معالجات Intel. الأقوى هو A10 ، يليه A8 و A6 و A4.

لا تحتوي معالجات Socket AM3 + FX على نواة فيديو مدمجة وقد تم استخدامها كأساس لأجهزة الكمبيوتر غير المكلفة المخصصة للألعاب المزودة ببطاقة رسومات منفصلة متوسطة المدى.

أيضًا ، لا تحتوي معظم معالجات AMD Athlon و Phenom على نواة فيديو مدمجة ، وتلك التي تحتوي عليها على مقبس قديم جدًا AM1.

تحتوي معالجات Ryzen G على قلب فيديو Vega مدمج ، وهو ضعف قوة معالج الجيل السابق من سلسلة A8 و A10.

إذا كنت لا تنوي شراء بطاقة رسومات منفصلة ، ولكنك لا تزال ترغب في ممارسة الألعاب المتساهلة من وقت لآخر ، فمن الأفضل إعطاء الأفضلية لمعالجات Ryzen G. لكن لا تتوقع أن تجذب الرسومات المدمجة الألعاب الحديثة المطلوبة . الحد الأقصى الذي تستطيعه هو الألعاب عبر الإنترنت وبعض الألعاب المحسّنة جيدًا بإعدادات رسومات منخفضة إلى متوسطة بدقة HD (1280 × 720) ، وفي بعض الحالات Full HD (1920 × 1080). انظر إلى اختبارات المعالج الذي تحتاجه على Youtube واعرف ما إذا كان مناسبًا لك.

7. خصائص أخرى للمعالجات

أيضًا ، تتميز المعالجات بمعايير مثل عملية التصنيع واستهلاك الطاقة وتبديد الحرارة.

7.1 عملية التصنيع

العملية التقنية هي التقنية التي يتم من خلالها تصنيع المعالجات. كلما كانت المعدات وتكنولوجيا الإنتاج أكثر حداثة ، كانت العملية التقنية أرق. يعتمد استهلاك الطاقة وتبديد الحرارة بشدة على العملية التقنية التي يتم من خلالها تصنيع المعالج. كلما كانت تقنية المعالجة أرق ، كان المعالج أكثر اقتصادا وأكثر برودة.

يتم تصنيع المعالجات الحديثة في عملية من 10 إلى 45 نانومتر (نانومتر). كلما انخفضت القيمة ، كان ذلك أفضل. لكن أولاً وقبل كل شيء ، يجب الاسترشاد باستهلاك الطاقة وتبديد الحرارة المصاحب للمعالج ، والذي سيتم مناقشته أدناه.

7.2 استهلاك طاقة وحدة المعالجة المركزية

كلما زاد عدد النوى وتكرار المعالج ، زاد استهلاكه للطاقة. أيضًا ، يعتمد استهلاك الطاقة بشكل كبير على عملية التصنيع. أرق العملية التقنية ، انخفض استهلاك الطاقة. الشيء الرئيسي الذي يجب مراعاته هو أنه لا يمكن تثبيت معالج قوي على لوحة أم ضعيفة وسيحتاج إلى مصدر طاقة أكثر قوة.

المعالجات الحديثة تستهلك ما بين 25 و 220 واط. يمكن قراءة هذه المعلمة على عبواتها أو على موقع الشركة المصنعة. تشير معلمات اللوحة الأم أيضًا إلى نوع استهلاك طاقة المعالج المصمم من أجله.

7.3. تبديد حرارة المعالج

يعتبر تبديد حرارة المعالج مساويًا لأقصى استهلاك للطاقة. يقاس أيضًا بالواط ويسمى طاقة التصميم الحراري (TDP). تحتوي المعالجات الحديثة على TDP في حدود 25-220 واط. حاول اختيار معالج مع TDP أقل. نطاق TDP الأمثل هو 45-95 وات.

8. كيفية معرفة خصائص المعالجات

عادة ما يتم الإشارة إلى جميع الخصائص الرئيسية للمعالج ، مثل عدد النوى والتردد وذاكرة التخزين المؤقت ، في قوائم أسعار البائعين.

يمكن تحديد جميع معلمات معالج معين على المواقع الرسمية للمصنعين (Intel و AMD):

من خلال رقم الطراز أو الرقم التسلسلي ، من السهل جدًا العثور على جميع خصائص أي معالج على الموقع:

أو أدخل رقم الطراز الخاص بك في محرك بحث Google أو Yandex (على سبيل المثال ، "Ryzen 7 1800X").

9. نماذج المعالجات

تتغير نماذج المعالجات سنويًا ، لذا لن أعطيها جميعًا هنا ، لكنني سأقدم فقط سلسلة (خط) من المعالجات ، والتي تتغير كثيرًا والتي يمكنك التنقل بسهولة من خلالها.

أوصي بشراء معالجات سلسلة أكثر حداثة ، لأنها أكثر إنتاجية وتدعم التقنيات الجديدة. كلما زاد تردد المعالج ، زاد رقم الطراز بعد اسم السلسلة.

9.1 خطوط معالجات إنتل

سلسلة أقدم:

• سيليرون - للمهام المكتبية (مركزان)
• بنتيوم - للوسائط المتعددة وأجهزة الكمبيوتر المخصصة للألعاب (مركزان)

السلسلة الحديثة:

• Celeron G - للمهام المكتبية (مركزان)
• بنتيوم جي - للوسائط المتعددة وأجهزة الكمبيوتر المخصصة للألعاب (مركزان)
• Core i3 - للوسائط المتعددة وأجهزة الكمبيوتر المخصصة للألعاب (2-4 مراكز)
• Core i5 - لأجهزة الكمبيوتر متوسطة المدى المخصصة للألعاب (4-6 مراكز)
• Core i7 - للألعاب القوية وأجهزة الكمبيوتر الاحترافية (4-10 مراكز)
• Core i9 - لأجهزة الكمبيوتر الاحترافية فائقة القوة (12-18 مركزًا)

تدعم جميع معالجات Core i7 و i9 و Core i3 و Pentium تقنية Hyper-threading التي تزيد من الأداء بشكل كبير.

9.2. خطوط معالجات AMD

سلسلة أقدم:

• Sempron - للمهام المكتبية (2 مراكز)
• أثلون - أجهزة كمبيوتر للألعاب والوسائط المتعددة للمبتدئين (2 نواة)
• Phenom - للوسائط المتعددة متوسطة المدى وأجهزة الألعاب (2-4 مراكز)

سلسلة قديمة:

• A4 ، A6 - للمهام المكتبية (مركزان)
• A8، A10 - للمهام المكتبية والألعاب البسيطة (4 مراكز)
• FX - لتحرير الفيديو وليس الألعاب الثقيلة (4-8 مراكز)

السلسلة الحديثة:

• Ryzen 3 - أجهزة كمبيوتر متعددة الوسائط وألعاب دخول النهاية (4 مراكز)
• Ryzen 5 - لتحرير الفيديو وأجهزة الكمبيوتر للألعاب متوسطة المدى (4-6 مراكز)
• Ryzen 7 - للألعاب القوية وأجهزة الكمبيوتر الاحترافية (4-8 مراكز)
• Ryzen Threadripper - لأجهزة الكمبيوتر الاحترافية القوية (8-16 مركزًا)

تعد معالجات Ryzen 5 و 7 و Threadripper متعددة الخيوط ، مما يجعلها خيارًا رائعًا لتحرير الفيديو مع عدد النواة العالية. بالإضافة إلى ذلك ، هناك نماذج ذات علامة "X" في نهاية العلامة ، والتي لها تردد أعلى.

9.3 إعادة تشغيل الحلقات

وتجدر الإشارة أيضًا إلى أنه في بعض الأحيان يقوم المصنعون بإعادة تشغيل السلسلة القديمة بمقابس جديدة. على سبيل المثال ، تمتلك Intel الآن Celeron G و Pentium G مع رسومات مدمجة ، وقد قامت AMD بتحديث خطوط معالجات Athlon II و Phenom II. هذه المعالجات أدنى قليلاً من نظيراتها الأكثر حداثة في الأداء ، لكنها تكتسب السعر بشكل كبير.

9.4 جيل النواة والمعالج

جنبا إلى جنب مع تغيير المقابس ، عادة ما يتغير جيل المعالجات. على سبيل المثال ، في المقبس 1150 ، كان هناك الجيل الرابع من معالجات Core i7-4xxx ، على المقبس 2011-3 - الجيل الخامس Core i7-5xxx. مع الانتقال إلى المقبس 1151 ، ظهرت معالجات الجيل السادس Core i7-6xxx.

ويحدث أيضًا أن جيل المعالج يتغير دون تغيير المقبس. على سبيل المثال ، في المقبس 1151 ، ظهر الجيل السابع من معالجات Core i7-7xxx.

يرجع التغيير في الأجيال إلى التحسينات في البنية الإلكترونية للمعالج ، والتي تسمى أيضًا النواة. على سبيل المثال ، تم تصميم معالجات Core i7-6xxx على أساس رمز أساسي يسمى Skylake ، ويعتمد Core i7-7xxx الذي حل محلها على قلب Kaby Lake.

يمكن أن يكون للحبوب اختلافات مختلفة من تلك المهمة جدًا إلى الأنواع التجميلية البحتة. على سبيل المثال ، تختلف Kaby Lake عن Skylake السابقة في رسوماتها المتكاملة المحدثة وحظر رفع تردد التشغيل على ناقل المعالجات بدون فهرس K.

وبالمثل ، هناك تغيير في النوى والأجيال من معالجات AMD. على سبيل المثال ، حلت معالجات FX-9xxx محل معالجات FX-8xxx. يتمثل الاختلاف الرئيسي بينهما في زيادة التردد بشكل كبير ، ونتيجة لذلك ، إطلاق الحرارة. لكن المقبس لم يتغير ، ولكن يبقى AM3 + القديم.

تحتوي معالجات AMD FX على العديد من النوى ، آخرها زامبيزي وفيشيرا ، ولكن تم استبدالها بمعالجات Ryzen (Zen core) الجديدة الأفضل والأكثر قوة على المقبس AM4 و Ryzen (Threadripper core) على مقبس TR4.

10. رفع تردد التشغيل عن المعالج

معالجات Intel Core ذات الحرف "K" في نهاية الملصق لها تردد أساسي أعلى ومضاعف غير مقفل. يمكن زيادة سرعة تشغيلها بسهولة (زيادة سرعة التشغيل) للحصول على أداء أفضل ، ولكن يلزم وجود لوحة أم أكثر تكلفة من السلسلة Z.

يمكن زيادة سرعة جميع معالجات AMD FX و Ryzen عن طريق تغيير المضاعف ، لكن إمكانات رفع تردد التشغيل أكثر تواضعًا. تدعم اللوحات الأم زيادة سرعة معالجات Ryzen القائمة على شرائح B350 و X370.

بشكل عام ، فإن قدرة رفع تردد التشغيل تجعل المعالج واعدًا أكثر ، لأنه في المستقبل ، مع نقص طفيف في الأداء ، لن يكون من الممكن تغييره ، ولكن ببساطة رفع تردد التشغيل.

11. التعبئة والتغليف والمبرد

المعالجات التي تظهر كلمة "BOX" في نهاية العلامة معبأة في صندوق عالي الجودة ويمكن بيعها مع مبرد.

ومع ذلك ، قد لا تحتوي بعض المعالجات المعبأة الأكثر تكلفة على مبرد.

إذا تمت كتابة "Tray" أو "OEM" في نهاية العلامة ، فهذا يعني أن المعالج معبأ في علبة بلاستيكية صغيرة ولا يوجد مبرد في المجموعة.

تعتبر المعالجات من فئة الدخول مثل Pentium أسهل وأرخص في الشراء باستخدام المبرد. ولكن غالبًا ما يكون شراء المعالج متوسط ​​المدى أو المتطور أكثر ربحية عند الشراء بدون مبرد واختيار مبرد مناسب له بشكل منفصل. من حيث التكلفة ، سيكون الأمر متشابهًا تقريبًا ، ولكن من حيث مستوى التبريد والضوضاء سيكون أفضل بكثير.

12. إعداد الفلاتر في المتجر الإلكتروني

1. انتقل إلى قسم "المعالجات" على موقع البائع على الويب.
2. اختر الشركة المصنعة (Intel أو AMD).
3. حدد المقبس (1151 ، AM4).
4. حدد خط المعالج (Pentium، i3، i5، i7، Ryzen).
5. فرز العينة حسب السعر.
6. تصفح المعالجات بدءًا من المعالجات الأرخص.
7. قم بشراء معالج بأكبر عدد ممكن من الخيوط والتردد الذي يناسبك بالنسبة للسعر.

بهذه الطريقة تحصل على أفضل معالج سعر / أداء يلبي متطلباتك بأقل تكلفة ممكنة.

13. الروابط

معالج Intel Core i7 8700
معالج Intel Core i5 8600K
معالج Intel Pentium G4600

المعالج هو بلا شك المكون الرئيسي لأي كمبيوتر. إنها قطعة صغيرة من السيليكون ، يبلغ حجمها عدة عشرات من المليمترات ، والتي تؤدي جميع المهام المعقدة التي تضعها أمام جهاز الكمبيوتر الخاص بك. هذا هو المكان الذي يعمل فيه نظام التشغيل ، وكذلك جميع البرامج. لكن كيف يعمل كل هذا؟ سنحاول تحليل هذا السؤال في مقالنا اليوم.

يدير المعالج البيانات الموجودة على جهاز الكمبيوتر الخاص بك وينفذ ملايين التعليمات في الثانية. وبمعالج الكلمات ، أعني بالضبط ما تعنيه حقًا - شريحة صغيرة من السيليكون تؤدي في الواقع جميع العمليات على الكمبيوتر. قبل الشروع في التفكير في كيفية عمل المعالج ، يجب عليك أولاً التفكير بالتفصيل في ماهيته وما يتكون منه.

أولاً ، لنلق نظرة على ماهية المعالج. وحدة المعالجة المركزية أو وحدة المعالجة المركزية (وحدة المعالجة المركزية) - وهي دائرة كهربائية بها عدد كبير من الترانزستورات ، مصنوعة من بلور السيليكون. تم تطوير أول معالج في العالم بواسطة شركة Intel في عام 1971. بدأ كل شيء بنموذج Intel 4004. كان بإمكانه فقط إجراء عمليات حسابية ويمكنه فقط معالجة 4 بايت من البيانات. تم طرح النموذج التالي في عام 1974 - Intel 8080 ويمكنه بالفعل معالجة 8 بتات من المعلومات. ثم كان هناك 80286 و 80386 و 80486. ومن هذه المعالجات جاء اسم العمارة.

تبلغ سرعة الساعة 8088 5 ميجاهرتز و 330000 عملية فقط في الثانية ، أي أقل بكثير من معالجات اليوم. الأجهزة الحديثة لها تردد يصل إلى 10 جيجاهرتز وعدة ملايين من العمليات في الثانية.

لن نفكر في الترانزستورات ، دعنا ننتقل إلى مستوى أعلى. يتكون كل معالج من المكونات التالية:

• جوهر- يتم إجراء جميع عمليات معالجة المعلومات والعمليات الحسابية هنا ، ويمكن أن يكون هناك العديد من النوى ؛
• فك القيادة- ينتمي هذا المكون إلى النواة ، فهو يحول أوامر البرنامج إلى مجموعة من الإشارات التي سيتم تنفيذها بواسطة الترانزستورات الأساسية ؛
• مخبأ- مساحة من الذاكرة فائقة السرعة ، حجم صغير ، يخزن البيانات المقروءة من ذاكرة الوصول العشوائي ؛
• السجلات- هذه خلايا ذاكرة سريعة جدًا حيث يتم تخزين البيانات المعالجة حاليًا. لا يوجد سوى عدد قليل منهم ولديهم حجم محدود - 8 أو 16 أو 32 بت ، وتعتمد سعة البت للمعالج على ذلك ؛
• معالج مساعد- نواة منفصلة تم تحسينها فقط لأداء عمليات معينة ، على سبيل المثال ، معالجة الفيديو أو تشفير البيانات ؛
• عنوان الحافلة- للاتصال بجميع الأجهزة المتصلة باللوحة الأم ، يمكن أن تكون بعرض 8 أو 16 أو 32 بت ؛
• مركبة البيانات- للتواصل مع ذاكرة الوصول العشوائي. بواسطته ، يمكن للمعالج كتابة البيانات إلى الذاكرة أو قراءتها من هناك. يمكن أن يكون ناقل الذاكرة 8 و 16 و 32 بت ، وهذا هو مقدار البيانات التي يمكن نقلها في وقت واحد ؛
• ناقل التزامن- يسمح لك بالتحكم في تردد المعالج ودورات الساعة ؛
• أعد تشغيل الحافلة- لإعادة ضبط حالة المعالج ؛

يمكن اعتبار المكون الرئيسي هو المركز الأساسي أو الوحدة الحسابية الحاسوبية ، بالإضافة إلى سجلات المعالج. كل شيء آخر يساعد هذين المكونين على العمل. دعنا نلقي نظرة على ماهية السجلات وما هو الغرض منها.

• التسجيلات أ ، ب ، ج- مصمم لتخزين البيانات أثناء المعالجة ، نعم ، لا يوجد سوى ثلاثة منهم ، لكن هذا يكفي تمامًا ؛
• EIP- يحتوي على عنوان تعليمات البرنامج التالية في ذاكرة الوصول العشوائي ؛
• ESP- عنوان البيانات في ذاكرة الوصول العشوائي.
• ض- يحتوي على نتيجة عملية المقارنة الأخيرة ؛

بالطبع ، هذه ليست كل سجلات الذاكرة ، لكن هذه هي أهمها وهي الأكثر استخدامًا من قبل المعالج أثناء تنفيذ البرنامج. حسنًا ، الآن بعد أن عرفت ما يتكون المعالج ، يمكنك التفكير في كيفية عمله.

كيف يعمل معالج الكمبيوتر؟

لا يمكن للنواة الحاسوبية للمعالج سوى إجراء العمليات الحسابية وعمليات المقارنة وحركة البيانات بين الخلايا وذاكرة الوصول العشوائي ، ولكن هذا يكفي لممارسة الألعاب ومشاهدة الأفلام وتصفح الويب وغير ذلك الكثير.

في الواقع ، يتكون أي برنامج من الأوامر التالية: نقل ، إضافة ، ضرب ، قسمة ، فرق ، وانتقل إلى التعليمات إذا تم استيفاء شرط المقارنة. بالطبع ، هذه ليست كل الأوامر ، فهناك أوامر أخرى تجمع بين تلك المدرجة بالفعل أو تبسط استخدامها.

يتم تنفيذ جميع حركات البيانات باستخدام تعليمات النقل (mov) ، وتنقل هذه التعليمات البيانات بين مواقع التسجيل ، وبين السجلات وذاكرة الوصول العشوائي ، وبين الذاكرة والقرص الصلب. هناك تعليمات خاصة للعمليات الحسابية. وهناك حاجة إلى تعليمات القفز لاستيفاء الشروط ، على سبيل المثال ، تحقق من قيمة السجل A وإذا لم تكن تساوي الصفر ، فانتقل إلى التعليمات على العنوان المطلوب. يمكنك أيضًا إنشاء حلقات باستخدام تعليمات القفز.

كل هذا جيد جدًا ، لكن كيف تتفاعل كل هذه المكونات مع بعضها البعض؟ وكيف تفهم الترانزستورات التعليمات؟ يتم التحكم في المعالج بالكامل بواسطة وحدة فك ترميز التعليمات. يجعل كل مكون يقوم بما يفترض القيام به. دعنا نلقي نظرة على ما يحدث عندما يحتاج البرنامج إلى التنفيذ.

في المرحلة الأولى ، يقوم مفكك الشفرة بتحميل عنوان أول تعليمات البرنامج في الذاكرة في سجل تعليمات EIP التالية ، ولهذا ينشط قناة القراءة ويفتح ترانزستور المزلاج لوضع البيانات في سجل EIP.

في دورة الساعة الثانية ، يحول مفكك الشفرة الأمر إلى مجموعة من الإشارات لترانزستورات نواة الحوسبة ، والتي تقوم بتنفيذه وكتابة النتيجة في أحد السجلات ، على سبيل المثال ، C.

في الدورة الثالثة ، يقوم مفكك الشفرة بزيادة عنوان التعليمات التالية بواحد ، بحيث يشير إلى التعليمات التالية في الذاكرة. علاوة على ذلك ، تستمر وحدة فك التشفير في تحميل الأمر التالي وما إلى ذلك حتى نهاية البرنامج.

كل تعليمة مشفرة بالفعل بسلسلة من الترانزستورات ، وتحويلها إلى إشارات ، فإنها تسبب تغيرات مادية في المعالج ، على سبيل المثال ، تغيير في موضع المزلاج ، مما يسمح لكتابة البيانات إلى موقع الذاكرة ، وما إلى ذلك. . يتطلب تنفيذ الأوامر المختلفة عددًا مختلفًا من دورات الساعة ، على سبيل المثال ، قد يستغرق أمر واحد 5 دورات على مدار الساعة ، ولأمر آخر أكثر تعقيدًا يصل إلى 20. لكن كل هذا لا يزال يعتمد على عدد الترانزستورات في المعالج نفسه .

حسنًا ، كل شيء واضح مع هذا ، لكن كل هذا لن يعمل إلا إذا كان هناك برنامج واحد قيد التشغيل ، وإذا كان هناك العديد منهم وكلهم في نفس الوقت. يمكن افتراض أن المعالج يحتوي على عدة أنوية ، ومن ثم يتم تنفيذ برامج منفصلة على كل نواة. لكن لا ، في الواقع لا توجد مثل هذه القيود.

يمكن تشغيل برنامج واحد فقط في كل مرة. يتم تقسيم كل وقت المعالج على جميع البرامج قيد التشغيل ، ويتم تنفيذ كل برنامج لعدة دورات على مدار الساعة ، ثم يتم نقل المعالج إلى برنامج آخر ، ويتم تخزين محتويات السجلات بالكامل في ذاكرة الوصول العشوائي. عندما يعود عنصر التحكم إلى هذا البرنامج ، يتم تحميل القيم المحفوظة مسبقًا في السجلات.

الاستنتاجات

هذا كل شيء ، في هذه المقالة درسنا كيفية عمل معالج الكمبيوتر ، وما هو المعالج وما يتكون منه. قد يكون الأمر معقدًا بعض الشيء ، لكننا نظرنا إلى كل شيء بشكل أكثر بساطة. نأمل أن تكون الآن أكثر وضوحًا بشأن كيفية عمل هذا الجهاز المعقد للغاية.

لإكمال الفيديو حول تاريخ إنشاء المعالجات:

هيكل وحدة المعالجة المركزية

لتوضيح كيفية عمل المعالج المركزي للكمبيوتر لغير المتخصصين ، ضع في اعتبارك الكتل التي يتكون منها:

وحدة التحكم في المعالج

سجلات الأوامر والبيانات ؛

أجهزة المنطق الحسابي (إجراء العمليات الحسابية والمنطقية) ؛

كتلة من العمليات بأرقام حقيقية ، أي بأرقام الفاصلة العائمة أو ، بشكل أكثر بساطة ، مع الكسور (FPU) ؛

ذاكرة التخزين المؤقت (ذاكرة التخزين المؤقت) من المستوى الأول (بشكل منفصل للتعليمات والبيانات) ؛

ذاكرة عازلة (مخبأ) من المستوى الثاني لتخزين نتائج الحساب الوسيطة ؛

تحتوي معظم المعالجات الحديثة أيضًا على ذاكرة تخزين مؤقت L3 ؛

واجهة ناقل النظام.

كيف يعمل المعالج

يمكن تمثيل خوارزمية المعالج المركزي للكمبيوتر كسلسلة من الإجراءات التالية.

تأخذ وحدة التحكم في المعالج من ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) ، التي يتم تحميل البرنامج فيها ، بعض القيم (البيانات) والأوامر التي يجب تنفيذها (التعليمات). يتم تحميل هذه البيانات في ذاكرة التخزين المؤقت للمعالج.

من ذاكرة المخزن المؤقت للمعالج (ذاكرة التخزين المؤقت) ، تتم كتابة التعليمات والبيانات المستلمة في السجلات. يتم وضع التعليمات في سجلات التعليمات والقيم في سجلات البيانات.

تقرأ وحدة المنطق الحسابي التعليمات والبيانات من سجلات المعالج المطابق وتنفذ هذه التعليمات على الأرقام المستلمة.

تتم كتابة النتائج مرة أخرى في السجلات ، وإذا تم الانتهاء من الحسابات ، يتم كتابة النتائج في ذاكرة المخزن المؤقت للمعالج. يحتوي المعالج على عدد قليل جدًا من السجلات ، لذلك يضطر إلى تخزين النتائج الوسيطة في ذاكرة التخزين المؤقت بمستويات مختلفة.

يتم تحميل البيانات والأوامر الجديدة المطلوبة للحسابات في ذاكرة التخزين المؤقت ذات المستوى الأعلى (من الثالث إلى الثاني ، من الثاني إلى الأول) ، والبيانات غير المستخدمة ، على العكس من ذلك ، في ذاكرة التخزين المؤقت ذات المستوى الأدنى.

إذا انتهت دورة الحساب ، تتم كتابة النتيجة في ذاكرة الوصول العشوائي للكمبيوتر لتحرير مساحة في ذاكرة المخزن المؤقت للمعالج لإجراء عمليات حسابية جديدة. يحدث الشيء نفسه عندما تفيض ذاكرة التخزين المؤقت بالبيانات: يتم نقل البيانات غير المستخدمة إلى ذاكرة التخزين المؤقت ذات المستوى الأدنى أو إلى ذاكرة الوصول العشوائي.

يشكل تسلسل هذه العمليات الخيط التشغيلي للمعالج. يصبح المعالج ساخنًا جدًا أثناء التشغيل. لمنع حدوث ذلك ، تحتاج إلى تنظيف الكمبيوتر المحمول في المنزل في الوقت المناسب.

لتسريع وحدة المعالجة المركزية وزيادة أداء الحوسبة ، يتم تطوير حلول معمارية جديدة باستمرار لزيادة كفاءة المعالج. من بينها تنفيذ العمليات عبر خطوط الأنابيب ، والتتبع ، أي محاولة توقع المزيد من الإجراءات للبرنامج ، والمعالجة المتوازية للأوامر (التعليمات) ، وتعدد مؤشرات الترابط وأيضًا متعدد النواة.

يحتوي المعالج متعدد النواة على العديد من النوى الحسابية ، أي عدة وحدات حسابية منطقية ووحدات وسجلات حساب النقطة العائمة ، بالإضافة إلى ذاكرة تخزين مؤقت من المستوى الأول ، يتم دمج كل منها في جوهرها الخاص. النوى لديها ذاكرة عازلة مشتركة من المستويين الثاني والثالث. كان سبب ظهور ذاكرة التخزين المؤقت L3 بالتحديد هو تعدد النواة ، وبالتالي ، الحاجة إلى قدر أكبر من ذاكرة التخزين المؤقت السريعة لتخزين نتائج الحساب الوسيطة.

المؤشرات الرئيسية التي تؤثر على سرعة معالجة المعالج هي عدد مراكز المعالجة وطول خط الأنابيب وتردد الساعة وذاكرة التخزين المؤقت. لزيادة أداء الكمبيوتر ، غالبًا ما يكون من الضروري تغيير المعالج ، وهذا يستلزم استبدال اللوحة الأم وذاكرة الوصول العشوائي. سيساعدك المتخصصون في مركز الخدمة لدينا على ترقية جهاز الكمبيوتر الخاص بك وتكوينه وإصلاحه في المنزل في موسكو إذا شعرت بالخوف من عملية التجميع الذاتي لجهاز الكمبيوتر الخاص بك وتحديثه.

المعالج الدقيق للكمبيوتر الشخصي ، وكذلك للأجهزة الأخرى ، سواء كانت هواتف أو أجهزة لوحية أو أجهزة كمبيوتر محمولة أو غيرها من الأدوات المثيرة للاهتمام ، هو الجهاز المركزي الرئيسي الذي يقوم بجميع العمليات الحسابية تقريبًا وهو مسؤول عن معالجة البيانات. يمكنك حتى قول هذا - وحدة المعالجة المركزيةهذا هو "مخ"أي جهاز كمبيوتر حديث أو جهاز عالي التقنية. كما أنها من أغلى العناصر في أجهزة الكمبيوتر الحديثة.

1. تاريخ ظهور المعالج

ظهرت أولى المعالجات الحاسوبية القائمة على مرحل ميكانيكي في الخمسينيات من القرن الماضي. بعد مرور بعض الوقت ، ظهرت النماذج ذات الأنابيب الإلكترونية ، والتي تم استبدالها في النهاية بالترانزستورات. كانت أجهزة الكمبيوتر نفسها أجهزة ضخمة ومكلفة إلى حد ما.

كان التطوير اللاحق للمعالجات يتلخص في حقيقة أنه تقرر تقديم المكونات المضمنة فيها في دائرة كهربائية واحدة. جعل ظهور دوائر أشباه الموصلات المتكاملة من الممكن تنفيذ هذه الفكرة.

في عام 1969 ، طلبت Busicom اثنتي عشرة دائرة كهربائية دقيقة من Intel ، والتي خططوا لاستخدامها في تصميمهم الخاص - في آلة حاسبة على سطح المكتب. بالفعل في ذلك الوقت ، كان لدى مطوري Intel فكرة لاستبدال العديد من الدوائر الدقيقة بواحدة. تمت الموافقة على الفكرة من قبل إدارة الشركة ، لأن هذه التكنولوجيا جعلت من الممكن تقليل تكاليف تصنيع الدوائر المصغرة بشكل كبير ، بينما أتيحت الفرصة للمتخصصين لجعل المعالج عالميًا لاستخدامه في أجهزة الحوسبة الأخرى.

تسمح لك بعض الأنظمة بزيادة تردد التشغيل الموجود بالفعل للمعالج ، ويسمى هذا الإجراء "رفع تردد التشغيل"... يتيح لك ضبط تردد أعلى للمعالج زيادة مؤشرات أدائه.

7. مقارنة بين الشركات المصنعة Intel و AMD

اسم الشركة الأمريكية شركة انتلتأسست في عام 1968 ، في حين أن منافسها الرئيسي هو الشركة AMD- ظهر بعد عام.

كان لحقيقة ظهور AMD بعد عام من ظهور Intel تأثير كبير على تنافسهم. كانت المعالجات الأولى من AMD عبارة عن نسخ من المعالجات التي أصدرتها Intel ، لكن هذه الحقيقة لم تمنع AMD من التطور أول معالج 16 نواة... في الوقت نفسه ، في عام 2005 ، تم تقديم مستخدم عادي أول معالج ثنائي النواةتحمل الاسم أيه إم دي أثلون 64 X2.

ظهرت معالجات Intel Core 2 Duo ثنائية النواة في السوق بعد عام ، ولا تزال معالجات AMD أرخص بكثير اليوم من معالجات Intel.

أي معالج تفضل؟إذا احتاج المستخدم إلى استخدام جهاز كمبيوتر للعمل مع برامج احترافية معقدة ، فمن الأفضل في هذه الحالة شراء جهاز كمبيوتر بمعالج Intel.

تعد معالجات AMD خيارًا رائعًا لأجهزة الكمبيوتر المخصصة للألعاب وفي المواقف التي لا تتطلب أجهزة عالية الأداء.

8. ذاكرة التخزين المؤقت للمعالج

مخبأ- لا شيء أكثر من ذاكرة المعالج ، والتي تشبه مهامها المهام الموكلة إلى ذاكرة الوصول العشوائي. يستخدم المعالج ذاكرة التخزين المؤقت لتخزين البيانات فيه. في هذا النوع من الذاكرة ، يتم تخزين المعلومات الأكثر استخدامًا مؤقتًا ، مما يؤدي إلى تقليل الوقت المستغرق في الوصول اللاحق إليها بشكل كبير.

تتراوح ذاكرة تشغيل أجهزة الكمبيوتر المباعة اليوم من 1 جيجا بايت بينما ذاكرة التخزين المؤقت للمعالج لا تتجاوز 8 ميجا بايت. كما ترى من البيانات أعلاه ، فإن الاختلاف في هذه الأنواع من الذاكرة كبير جدًا. على الرغم من ذلك ، حتى الحجم المحدد كافٍ لضمان الأداء الطبيعي للنظام بأكمله. تحظى المعالجات ذات الذاكرة المؤقتة ذات المستويين: L1 و L2 باهتمام كبير للمستخدمين اليوم. ذاكرة المستوى الأول أصغر من ذاكرة المستوى الثاني وهي ضرورية لتخزين التعليمات. في هذه الحالة ، يتم استخدام المستوى الثاني ، نظرًا لحقيقة أنه أكبر ، لتخزين البيانات المباشر. تحتوي العديد من المعالجات حاليًا على ذاكرة تخزين مؤقت L2 مشتركة.

9. وظائف وتقنيات المعالج: MMX، SSE، 3DNow!، Hyper Threading

تم تجهيز المعالجات الحديثة بوظائف وتقنيات إضافية مميزة تعمل على توسيع قدراتها:

3DNow!، ММХ، SSE، SSE2، SSE3- التقنيات التي تعمل على تحسين العمل مع البيانات الكبيرة وملفات الوسائط المتعددة ؛

تشمل معالجات AMD التكنولوجيا NX بت(لا يوجد تنفيذ) ، بينما معالجات إنتل لها نفس التقنية وجه ضاحك(تنفيذ تعطيل بت) ؛

رائع وهادئ(في AMD) ، TM1 / TM2 ، C1E ، EIST(في إنتل) يتم تقليل استهلاك الطاقة الكهربائية ؛

في مجال التكنولوجيا AMD64أو EMT64(لمعالجات Intel) يحتاج إلى تعليمات 64 بت ؛

يعني التنفيذ المتزامن لسلاسل تعليمات متعددة في بعض معالجات Intel وجود تقنية NT(فرط خيوط التكنولوجيا).

10. معالجات متعددة النواة

مركز المعالجات الدقيقة المركزية الحديثة مجهز بنوى. اللب عبارة عن بلورة من السيليكون تبلغ مساحتها حوالي سنتيمتر مربع واحد. على الرغم من صغر حجمها ، فإن العناصر المنطقية المجهرية جعلت من الممكن تنفيذ مخطط دائرة المعالج على سطحه ، ما يسمى بعمارة الرقاقة.

معالج متعدد النواةيتكون من وجود اثنين أو أكثر من مراكز الحوسبة في المعالج الدقيق المركزي على سطح شريحة معالج واحدة ، والتي يمكن أيضًا تضمينها في حزمة واحدة.

قائمة مزايا المعالج متعدد النواة:

يصبح من الممكن توزيع عمل التطبيقات عبر عدة مراكز ؛

العمليات الحسابية المكثفة تعمل بشكل أسرع ؛

زيادة سرعة استجابة التطبيق ؛

التقليل من استهلاك الطاقة الكهربائية.

استخدام أكثر إنتاجية لبرامج الوسائط المتعددة كثيفة الاستخدام للموارد ؛

عمل أكثر راحة لمستخدمي الكمبيوتر الشخصي.

11. تصنيع المعالج

يتضمن تصنيع المعالجات الدقيقة مرحلتين مهمتين على الأقل. في المرحلة الأولى ، يتم إنتاج ركائز ، والتي تُعطى فيما بعد خصائص موصلة. في المرحلة الثانية ، يتم اختبار الركائز المنتجة ، وبعد ذلك يتم تجميع المعالج وتعبئته.

اليوم ، تحاول شركات تصنيع المعالجات الرائدة مثل AMD و Intel إنشاء إنتاج ، باستخدام أكبر قطاعات السوق الممكنة ، لتقليل النطاق المحتمل من البلورات. تأكيد ممتاز على ذلك هو معالجات Intel Core 2 Duo. يشتمل خط الإنتاج على ثلاثة معالجات بأسماء رموز مختلفة: Merom للأجهزة المحمولة ، و Conroe لإصدارات سطح المكتب ، و Woodcrest لإصدارات الخادم. تشترك جميع المعالجات الثلاثة في نفس الأساس التكنولوجي ، مما يسمح للشركة المصنعة باتخاذ قرار ، كونها في المرحلة الأخيرة من الإنتاج. لذلك ، على سبيل المثال ، إذا تطلب السوق المزيد من المعالجات المتنقلة ، فستركز الشركة على إطلاق طراز Socket 479. إذا زاد الطلب على طرز سطح المكتب ، فستقوم Intel بتعبئة البلورات المطلوبة لـ Socket 775. إذا زاد الطلب على معالجات الخادم ، سيتم تطبيق جميع الإجراءات المذكورة أعلاه على Socket 771.

12. وسم ورمز أسماء المعالجات

يتم تحديد المنتجات المختلفة المصنعة في مصانع المؤسسات الكبيرة بأسماء رمزية ، وهو حل مناسب إلى حد ما بدلاً من استخدام التعيينات الرسمية الطويلة عند إجراء المحادثات والمراسلات الرسمية. في بعض الأحيان ، يتعرف عدد كبير من المستخدمين على أسماء الرموز داخل الشركة ، ولكن نادرًا ما يتم استخدامها في الحياة اليومية.

الوضع مع الأسماء الشفرية للمعالجات هو عكس ذلك ، حيث بدأ مؤخرًا استخدامها في المحادثات وتم تضمينها في الوثائق الرسمية كمعالجات تعليم.

في الوقت نفسه ، ما عليك سوى تذكر بعض أسماء الرموز ، على سبيل المثال ، من أجل التحديث الناجح لجهاز الكمبيوتر ، لأنه في أغلب الأحيان ، بالإضافة إلى الطموحات الصوتية والإعلانية الجميلة ، لا تحمل هذه الأسماء أي معلومات مفيدة للمستهلك.

13. مآخذ (مقبس) للمعالجات

مقبس المعالجمترجمة من الإنجليزية تعني "موصل"أو "عش"... إذا طبقنا هذا المصطلح على جهاز كمبيوتر ، فإن المقبس هو المكان الذي يتم فيه تثبيت المعالج المركزي. تم تجهيز كل طراز من طراز المعالج بنسخته الخاصة من الموصل ، ويرجع ذلك إلى حقيقة أن تقنيات تصنيع المعالجات قد تم تحسينها ، وبالتالي تم تحديث بنيتها وعدد الترانزستورات والمآخذ وما إلى ذلك.

تم تصميم مقبس وحدة المعالجة المركزية ليكون فتحة أو فتحة لتبسيط عملية تثبيت وحدة المعالجة المركزية. يعمل استخدام الموصلات على تبسيط استبدال المعالج بشكل كبير للإصلاح أو الترقية اللاحقة لجهاز الكمبيوتر.

14. تبريد وحدة المعالجة المركزية

مروحة أو ، كما يطلق عليها أيضا برودة، هو جهاز مهمته توفير التبريد للمعالج. هناك طرز مختلفة من المبردات ، ولكن غالبًا ما يتم تثبيتها أعلى المعالج نفسه.

المبردات نشطة وسلبية. تشتمل فئة المبردات السلبية على مشعات عادية ، وهي رخيصة جدًا ، وتستهلك الحد الأدنى من الكهرباء ، وفي نفس الوقت تكون صامتة عمليًا. المبرد النشط هو مشعاع به مروحة متصلة به.

الأكثر شعبية اليوم هي مبردات الهواء النشطة التي تتكون من مشعاع معدني مثبت عليه مروحة.

نظرًا لكونه جهازًا ميكانيكيًا ، فإن أجزاء الاحتكاك في المبرد تحتاج إلى تزييت في الوقت المناسب بزيت الماكينة ، بينما يُمنع تمامًا استخدام الزيوت النباتية لهذه الأغراض.

يمكن التعرف على الحاجة إلى تشحيم الجهاز من خلال الخاصية وزيادة الضوضاء تدريجياً من المبرد.

15. أعطال وأخطاء في المعالجات

في حالة حدوث عطل في المعالج ، قد يبدأ الكمبيوتر في إيقاف التشغيل وإعادة التشغيل من تلقاء نفسه ، وسيتجمد نظام التشغيل ، ولن يتم عرض محرك الأقراص الثابتة ببساطة. في هذه الحالة ، يكون كل ما سبق مصحوبًا بتسخين قوي للمعالج. غالبًا ما يتسبب المعالج المعيب في حدوث أخطاء دائمة في تشغيل نظام التشغيل والبرامج ذات الصلة.

لا ينبغي تحت أي ظرف من الظروف فحص المعالج الخاطئ على اللوحة الأم العاملة ، لأن مثل هذه الإجراءات قد تؤدي إلى فشل اللوحة الأم.

في أغلب الأحيان ، تتلف المعالجات بسبب ارتفاع درجة الحرارة والتجميع غير الصحيح للكمبيوتر ، مما قد يؤدي إلى الانحناء العرضي لجهات الاتصال بالمعالج ، ونتيجة لدائرة كهربائية قصيرة. في هذه الحالة ، فإن الحل الوحيد للمشكلة هو استبدال المعالج.