وحدة المعالجة المركزية أو وحدة المعالجة المركزية هي المعالج الرئيسي للكمبيوتر. تم تصميم وحدات المعالجة المركزية تقليديًا لتكون معالجًا واحدًا يمكنه تنفيذ عملية واحدة في كل مرة. تعمل وحدة المعالجة المركزية متعددة النواة على تغيير بنية التصميم هذه لتشمل العديد من نوى المعالجات على وحدة معالجة مركزية واحدة. يسمح وجود نوى معالجة متعددة لوحدة المعالجة المركزية بتشغيل عدة مهام مستقلة في نفس الوقت.
من الناحية النظرية ، يجب أن يؤدي وجود نواة معالج ثانية في وحدة المعالجة المركزية إلى مضاعفة أداء نواة واحدة. ومع ذلك ، من الناحية العملية ، فإن مكاسب الأداء ليست واضحة تمامًا. يمكن لوحدة المعالجة المركزية ذات المركزين تشغيل برنامجين مختلفين في نفس الوقت. ومع ذلك ، لكي يشهد جزء فردي من البرنامج زيادة في السرعة ، يجب تصميمه للاستفادة من نوى المعالج المتعددة. لسوء الحظ ، فإن تصميم المنطق لعمليات متعددة متزامنة أمر صعب ، وفي بعض الحالات يكون مستحيلاً.
لا تزال العديد من البرامج الحديثة لا تستفيد من المعالجات المتعددة وتستخدم فقط معالجًا أساسيًا واحدًا. ومع ذلك ، هناك الكثير من الأمثلة على البرامج التي يمكنها استخدام نوى معالجات متعددة. بعض البرامج ، مثل برامج تشفير الفيديو ، قادرة على الاستفادة من أكبر عدد ممكن من النوى يمكن أن تقدمه وحدة المعالجة المركزية. يعتمد تعزيز الأداء الذي ستراه في وحدة المعالجة المركزية متعددة النواة حقًا على نوع العمل الذي تقوم به والبرنامج الذي تستخدمه للقيام بذلك.
خيوط متعددة في وقت واحد
تقنية أخرى تسمى خيوط متعددة متزامنة أو SMT تسمح بفصل جوهر مادي واحد إلى معالجين منطقيين. تضاعف المعالجات المنطقية الإضافية التي يوفرها SMT عدد مؤشرات الترابط التي يمكن لوحدة المعالجة المركزية تشغيلها لكل دورة وحدة معالجة مركزية.
نصيحة: الخيط هو سلسلة من التعليمات التي يديرها المجدول. على وحدة المعالجة المركزية مع SMT يمكن جدولة خيطين للتشغيل في دورة واحدة.
لا تعتبر وحدة المعالجة المركزية التي تدعم SMT ولكنها تحتوي على معالج مادي واحد فقط معالجًا متعدد النواة حقيقيًا. غالبًا ما يكون هذا التمييز محل نقاش ، نظرًا لعدم وجود وحدة معالجة مركزية حديثة تحتوي على نواة وحدة معالجة مركزية فعلية واحدة فقط.
نصيحة: في وحدات المعالجة المركزية Intel ، يُطلق على SMT العلامة التجارية "Hyper-threading".
تاريخ
تم إصدار أول وحدة معالجة مركزية متعددة النواة ، وهي Power 4 ، بواسطة IBM في عام 2001 ولكن لم يتم إصدار Intel و AMD حتى عام 2005 جلبت أول وحدات المعالجة المركزية متعددة النواة إلى سوق أجهزة الكمبيوتر الاستهلاكية في شكل Pentium D و Athlon 64 X2 على التوالى.
على مدار العقد التالي أو نحو ذلك ، أصبحت المعالجات ثنائية وأربعة وستة مراكز أساسية. لم تتم زيادة الأعداد الأساسية لوحدة المعالجة المركزية على مستوى المستهلك بشكل عام مرة أخرى حتى إصدار وحدات المعالجة المركزية "Threadripper" من AMD والتي قدمت في البداية ما يصل إلى 16 مركزًا و 32 مؤشر ترابط في عام 2017. واصلت العلامة التجارية Threadripper دفع أعداد أساسية أعلى من خلال إصدار نموذج 32 نواة و 64 مؤشر ترابط في عام 2018 ثم نموذج 64 نواة و 128 مؤشر ترابط في عام 2019.
كانت Intel بطيئة نسبيًا في تقديم نماذج سطح مكتب قابلة للمقارنة للتنافس مع منصة Threadripper من AMD. قدمت وحدة المعالجة المركزية الأعلى عددًا من Intel في عام 2019 18 مركزًا و 36 مؤشر ترابط فقط.