ما هي وحدة المعالجة المركزية؟

ربما تكون وحدة المعالجة المركزية أكثر أجزاء أجهزة الكمبيوتر شهرة في العالم ، ولكن ليس دائمًا للأسباب الصحيحة. ليس من غير المألوف أن تسمع أشخاصًا يطلقون على الكمبيوتر بالكامل أو حتى شيء مثل جهاز التوجيه "وحدة المعالجة المركزية". في الواقع ، أ يمكن أن تتسع وحدة المعالجة المركزية الواحدة في راحة يدك ، ويمكن القول إنها المكون الوحيد الأكثر أهمية في أي جهاز حاسوب. إليك كل ما تحتاج لمعرفته حول وحدات المعالجة المركزية.

عقل الكمبيوتر

ببساطة ، وحدة المعالجة المركزية (أو CPU) هي عقل الكمبيوتر ، المكون الذي يقوم بالتفكير الفعلي. من أجل القيام بهذا التفكير ، تتكون وحدات المعالجة المركزية (CPU) من مركز واحد أو أكثر يمكن لكل منها إنجاز أعباء العمل. تتطلب وحدات المعالجة المركزية أيضًا الوصول إلى الذاكرة حيث يمكن تخزين البيانات ، وكلما زادت سرعة تلك الذاكرة ، يمكن إكمال المهام بشكل أسرع. من الناحية المثالية ، تحصل وحدة المعالجة المركزية على بياناتها من ذاكرة الوصول العشوائي (وهي سريعة بشكل لائق ويمكنها تخزين كمية كبيرة من البيانات) أو من ذاكرة التخزين المؤقت (التي تعد جزءًا من وحدة المعالجة المركزية وهي سريعة ، ولكنها تخزن القليل من البيانات فقط) بدلاً من محرك الأقراص الثابتة أو SSD.

مثل جميع أنواع المعالجات الأخرى تقريبًا ، يمكن أن تأتي وحدات المعالجة المركزية في أنواع مختلفة تُعرف باسم معماريات مجموعة التعليمات (أو ISAs) ، والتي تعد المكون الأساسي لوحدة المعالجة المركزية. غالبًا ما تكون الاختلافات بين اثنين من ISA المتميزين شديدة لدرجة أن البرامج التي تعمل على ISA ربما لا تعمل على أخرى. حتى وحدات المعالجة المركزية التي تستخدم نفس ISA قد تستخدم بنية دقيقة مختلفة ، وهي طريقة أخرى لتصميم وحدات المعالجة المركزية ، وإن لم تكن أساسية مثل ISA. تقدم البنى الدقيقة المختلفة مستويات مختلفة من الأداء والكفاءة والميزات.

إليك ما يجعل وحدة المعالجة المركزية فريدة: إنها جيدة جدًا في إنجاز المهام بترتيب تسلسلي أو تسلسلي ، بدلاً من القيام بالعديد من الأشياء بالتوازي أو في نفس الوقت. هذا هو السبب في أن وحدات المعالجة المركزية الأولى جاءت بنواة واحدة فقط ، وحتى بعد عقدين من ظهور أول ثنائي النواة وحدة المعالجة المركزية ، تقدم معظم شرائح المستهلك ثمانية مراكز أو أقل ، على الرغم من أن وحدات المعالجة المركزية الكبيرة للخادم تقدم عادة في أي مكان من 32 إلى 128 النوى. يركز مصممو وحدة المعالجة المركزية على تقديم تحسينات على الأداء لكل مركز من خلال زيادة سرعة أو تردد الساعة (مقدار العمل أو التعليمات المنجزة في الثانية) والتعليمات لكل ساعة ، والتي تعتمد على العمارة الدقيقة.

طبيعة وحدات المعالجة المركزية والشركات التي تصممها

بينما يوجد العديد من مصممي وحدات المعالجة المركزية في العالم ، سأركز فقط على أكبرها وأهمها ؛ تصنع العديد من شركات تصنيع وحدات المعالجة المركزية رقائق للإلكترونيات مثل الآلات الحاسبة والآلات الصناعية ، وهي ليست مثيرة للاهتمام تمامًا. عندما يتعلق الأمر بأجهزة الكمبيوتر والهواتف ومراكز البيانات ، فمن المدهش أن هناك عدد قليل من اللاعبين.

الشركات الرئيسية اليوم هي Intel و AMD و Arm و RISC-V International. تعلمون جميعًا شركة Intel: إنها واحدة من أقدم شركات الكمبيوتر على هذا الكوكب. ابتكرت Intel معيار x86 ISA ، الذي تشاركه مع AMD ، وكانت الشركتان في منافسة منذ التسعينيات. ثم هناك Arm ، التي تحتفظ بـ ARM ISA وترخصها لشركات أخرى مثل Apple ، Samsung و Qualcomm ، اللتان تنشئان وحدات المعالجة المركزية ARM المخصصة ذات الأداء الأفضل مقارنةً بـ Arm العادي النوى ARM. على النقيض من ذلك ، يسمح RISC-V International لأي شخص باستخدام وتعديل RISC-V ISA ، وهو معيار مفتوح.

تعد Intel و AMD ، على الرغم من كونها الأقدم من بين هذه الشركات ، من بين أكثر الشركات المحدودة التي تصنع فقط وحدات المعالجة المركزية لأجهزة الكمبيوتر ومراكز البيانات. كانت Intel في مرحلة ما منخرطة في سوق الهواتف ، لكنها تخلت في النهاية عن خططها للاستحواذ على الهواتف الذكية. على النقيض من ذلك ، فإن Arm وشركائها أيديهم في كل شيء تقريبًا. كانت الهواتف والهواتف الذكية هي المعقل التقليدي لوحدات المعالجة المركزية ARM ، لكن شركات مثل Amazon و Google يقدمون ARM إلى مركز البيانات ، وحتى Apple و Qualcomm ينقلون المعركة إلى Intel و AMD في أجهزة الكمبيوتر.

ومع ذلك ، فإن RISC-V بالكاد لها أي وجود في هذه الأسواق المهمة ، وبدلاً من ذلك فقد اكتسب مكانة في التطبيقات الصناعية بشكل أساسي. ومع ذلك ، فإن RISC-V International وشركائها لديهم خطط لنقل ISA إلى أجهزة الكمبيوتر والهواتف الذكية ومراكز البيانات للتنافس مع Intel و AMD و Arm. في السنوات القادمة ، سنرى ما إذا كان RISC-V سيعطل الوضع الراهن بشكل خطير ، والذي لم يتم إزعاجه لسنوات عديدة.

ماذا تعني وحدات المعالجة المركزية لأداء جهازك

تعد وحدة المعالجة المركزية واحدة من أهم المكونات في الأجهزة مثل أجهزة الكمبيوتر والهواتف الذكية ، سواء كان الأمر يتعلق بالألعاب أو الإنتاجية أو القيام بأشياء غير رسمية مثل تصفح الإنترنت أو مشاهدة مقاطع الفيديو. هناك العديد والعديد من وحدات المعالجة المركزية المختلفة الموجودة مع مجموعات مختلفة من البنى الدقيقة ، الأساسية مهم ، وميزات أخرى ، لذلك من المستحيل تقديم نظرة عامة كاملة عما يجب البحث عنه في المواصفات ملزمة. إذا كنت المستخدم العادي وتتطلع إلى شراء ملف وحدة معالجة مركزية رائعة، لدي بعض النصائح لك.

أحد أهم الأشياء التي يجب فهمها هو أن وجود عدد أكبر من النوى لا يعني دائمًا المزيد من الأداء. لن تستفيد جميع التطبيقات من كل نواة ، وتميل التطبيقات التي تستخدم الكثير من النوى إلى إنشاء المحتوى ، مثل عرض مقاطع الفيديو أو إنشاء نماذج ثلاثية الأبعاد. إنها ليست فكرة سيئة أن تحصل على وحدة معالجة مركزية حديثة بها الكثير من النوى ، ولكن يمكنك غالبًا العثور على صفقة أفضل باختيار شيء به عدد نوى أقل قليلاً إلا إذا كنت تعلم أنك بحاجة إلى كل نواة ممكنة.

تعتبر الألعاب بشكل خاص عبء عمل صعب بالنسبة لوحدات المعالجة المركزية ، لأن سرعات الساعات العالية والكثير من ذاكرة التخزين المؤقت هي أهم الميزات في وحدة معالجة مركزية رائعة للألعاب. ومع ذلك ، حتى وحدة المعالجة المركزية المنخفضة الأداء قد تعمل بشكل مماثل لوحدة المعالجة المركزية المتطورة إذا اخترت إعدادات الرسومات التي تحدد معدل الإطارات أقل. على سبيل المثال ، قد تكون وحدة المعالجة المركزية الواحدة قادرة فقط على 90 إطارًا في الثانية في لعبة مثل Star Wars Jedi: Survivor بينما يمكن للآخر القيام بـ 120 إطارًا في الثانية ، ولكن إذا كنت تلعب بمعدل 60 إطارًا في الثانية ، فستكون كلتا المعالجتين قادرتين على قدم المساواة. إذا كنت على ما يرام مع 60 إطارًا في الثانية الكلاسيكي ، حتى وحدات المعالجة المركزية الرخيصة ستؤدي المهمة.

أخيرًا ، إذا كنت ترغب في الحصول على أفضل فكرة عن كيفية أداء وحدة المعالجة المركزية ، فسيتعين عليك قراءة بعض المراجعات ، وهذا ينطبق على أجهزة الكمبيوتر المكتبية والمحمولة والهواتف الذكية. سيتعين عليك التدقيق في الكثير من الرسوم البيانية والجداول المليئة بالأرقام ، ولكن هذه هي الطريقة التي تكتشف بها وحدة المعالجة المركزية الأفضل لكل شيء. لن تخبرك ورقة المواصفات مطلقًا بالقصة الكاملة ، ولا يجب عليك أبدًا قبول التسويق بالقيمة الاسمية. ولا تقلق كثيرًا بشأن محاولة الحصول على وحدة المعالجة المركزية المثالية. الاحتمالات هي أن معظم الرقائق ستعمل بشكل جيد لأي شيء تحاول القيام به.