ما هي أنواع وحدة المعالجة المركزية؟ هل تختلف تلك الموجودة على أجهزة الكمبيوتر عن تلك الموجودة على الهواتف؟ وحدة المعالجة المركزية (CPU) هي اختصار لوحدات المعالجة المركزية وهي جزء أساسي من أي جهاز مثل الكمبيوتر المكتبي أو الجهاز اللوحي أو الكمبيوتر المحمول وحتى الهواتف الذكية وتساعدك على التعرف على الوحدات المختلفة والفرق بينها. الأجهزة الإلكترونية.
جدول المحتويات
أنواع وحدة المعالجة المركزية
تغيرت وحدات المعالجة المركزية على النحو التالي:
1- معالجات أحادية النواة
تعد وحدات المعالجة المركزية أحادية النواة أو النواة أقدم الأنواع وهي الأنواع الوحيدة المتوفرة في أجهزة الكمبيوتر حتى وقت قريب ، وتستند فكرة التشغيل على بدء عملية واحدة فقط في كل مرة وهذا غير ممكن. قم بتنشيط عملية أخرى قبل اكتمال العملية الحالية وكانت مناسبة لأجهزة الكمبيوتر في ذلك الوقت ، وبالتالي لم تعد مناسبة للأجهزة متعددة المهام.
2- وحدات المعالجة المركزية ثنائية النواة
تم إنشاء هذا النوع من الوحدات لاحتياجات المستخدمين لامتلاك أجهزة كمبيوتر متعددة المهام ، وهذا النوع يؤدي مهام متعددة بكفاءة عالية ، بشرط توفر تقنية متزامنة متعددة الخيوط. ويأتي أسرع من الوحدات الأساسية ، ولكن ليس بنفس سرعة النوع الثالث.
3- معالجات رباعية النوى
هو أحدث نوع مبتكر من وحدة المعالجة المركزية وقد تم إضافة بعض التحسينات البسيطة ليناسب مجموعة المستخدمين الذين يحتاجون إلى القيام بالعديد من المهام في وقت قصير مثل ألعاب المحاكاة والبرامج المختلفة ، وتوصيفه هو أن النواة تتكون من أربع وحدات ، لكن هذا لا يعني أنه يمكن ذلك. يؤدي المهمة أربع مرات أسرع من المهمة الأساسية وحتى المهام المتعددة في وقت واحد.
أجزاء وحدة المعالجة المركزية
تتكون وحدات المعالجة المركزية من ثلاثة أجزاء:
1- التخزين
تتمثل أهم أجزاء وحدات المعالجة المركزية في قدرتها على حفظ واسترجاع البيانات والتعليمات المهمة في الكمبيوتر ، وكذلك استرجاع نتائج المعالجة الوسيطة والنتائج النهائية قبل نقلها إلى وحدات الإخراج ، ولها أسماء عديدة منها داخلي التخزين ، أو التخزين العشوائي ، أو التخزين الرئيسي ، وهذه أمور مهمة للكمبيوتر لما لها من تأثير على السرعة والقدرات.
2- السيطرة
هي الوحدة التي تتحكم في العمليات المختلفة التي يقوم بها الكمبيوتر ، ولكنها لا تقوم بأي عملية فعلية مع البيانات التي يتم إدخالها في الجهاز. يتحكم هذا الجزء من وحدة المعالجة المركزية في نقل البيانات والأوامر بين أجزاء الكمبيوتر. كما يقوم بتنسيق أجزاء الكمبيوتر ، ويتصل هذا الجزء مباشرة بمراكز إدخال وإخراج البيانات في الكمبيوتر ويهتم بنتائج الذاكرة.
3- منطق الحساب
ينقسم هذا الجزء إلى قسمين:
- قسم الحساب: يقوم بعمليات حسابية مثل الجمع والطرح والضرب وجميع العمليات الحسابية المعقدة.
- الجزء المنطقي: وهي مسؤولة عن تنفيذ العمليات المنطقية مثل مقارنة البيانات والاختيار والمطابقة والدمج.
أهمية وحدات المعالجة المركزية
يعتبر أهم جزء لا غنى عنه في الكمبيوتر وتكمن أهميته في النقاط التالية:
- إنه الجزء والدماغ الرئيسي للكمبيوتر الذي ينظم المهام التي تتطلب ذلك.
- ينظم الإدخال والإخراج والتخزين والنقل وجميع العمليات التي يمكن أن يقوم بها الكمبيوتر.
- نظرًا لأنه يعتمد على تنفيذ الأوامر ، فإنه يلعب دورًا رئيسيًا في تشغيل الكمبيوتر وإيقاف تشغيله.
- تشغيل التطبيقات والبرامج بشكل أسرع.
كيف تعمل وحدات المعالجة المركزية؟
تستند فكرة العمل لوحدات المعالجة المركزية إلى سلسلة من المراحل وتبدأ بتلقي التعليمات من برنامج أو تطبيق لإجراء عملية حسابية وتنقسم إلى ثلاث مراحل:
- يتم أخذ الأوامر من ذاكرة الوصول
- قم بفك تشفير الأمر المطلوب أو مجموعة التعليمات.
- تنفيذ التعليمات بواسطة الأجزاء المتعلقة بالتعليمات في وحدة المعالجة المركزية.
وتجدر الإشارة إلى أن معظم الأوامر المطلوبة من وحدات المعالجة المركزية تأتي على شكل صور حسابية حيث يقوم الكمبيوتر بتحويل كل شيء إلى أرقام ومعادلات.
في الآونة الأخيرة ، لا تفعل الوحدات كل ما يفترض أن يفعله الكمبيوتر ، ولكنها تساعد في تحويل هذه التعليمات إلى أرقام لسرعة التنفيذ.
موقع وحدة المعالجة المركزية
توجد وحدة المعالجة المركزية بجوار المقبس الرئيسي في الكمبيوتر وهي متصلة بالجانب السفلي من اللوحة الأم ، وعند تشغيلها ، ترتفع درجة حرارتها بدرجة كافية للتسبب في حدوث حروق ، ولكن توجد وحدة تبريد مباشرة. بجانبه لتقليل درجة الحرارة.
ومؤخراً ، تم إيجاد طرق تبريد جديدة بدلاً من المروحة المعروفة لمستخدمي الكمبيوتر ، وتم استبدالها بوحدة تبريد مائي بتقنية خاصة.
بيئة إنتاج وحدة المعالجة المركزية
يتم تصنيع وحدات المعالجة المركزية في غرف خاصة ويجب أن تكون هذه الغرفة ذات نظافة عالية ، لذلك نقول مجازيًا أن الغرف التي يتم إنتاج الوحدات فيها يجب أن تكون أنظف ألف مرة من غرف المستشفى.
نظرًا لأن أحد أجزائه عبارة عن ترانزستور ، فهو الجزء الذي لا يجب تعريضه حتى لجسيم غبار واحد لأن جسيم الغبار هذا يمكن أن يتلف آلاف الترانزستورات ويرتدي الأشخاص المسؤولون عن إنتاجهم زيًا خاصًا. هذا يمنع أي شيء من السقوط من العمال.
آلية تقديم وحدة المعالجة المركزية
يتم إنشاء وحدات المعالجة المركزية عن طريق تجميع مليارات الترانزستورات غير المرئية ، لذلك من الضروري استخدام عدد من الأدوات الخاصة لنقلها بأمان ، ويتم وضع هذه المليارات على شريحة كمبيوتر واحدة حتى يتم عمل دائرة متكاملة. .
الترانزستورات
وهي مادة شبه موصلة تحتوي على نسبة عالية من السيليكون ، وتحتوي على بلورة رقيقة ، وتقوم بالحسابات اللازمة لإيقاف البرامج وتشغيلها ، وأوامر الإغلاق والبدء مبرمجة للإشارة إلى رقمين. ، واحد وصفر. إذا تم إرسال القيمة صفر ، فهذا يعني أنه تم إيقاف البرنامج أو التطبيق. إذا تم إرسال قيمة ، فستكون هنا لتشغيل البرنامج.
تنسيق المعالج
في الماضي ، كان شكل القطع المركزية عبارة عن مربع متوسط الحجم به دبابيس معدنية على الجانب السفلي من المقطع المربع.
وحدات المعالجة المركزية الحديثة لها شكل مربع صغير به أقطاب معدنية قصيرة ومستديرة وموجودة في الجانب السفلي من الجزء المربع.
الشركات المصنعة لوحدة المعالجة المركزية
يوجد نوعان من وحدات المعالجة المركزية لأجهزة الكمبيوتر والهواتف الذكية ، والشركات المصنعة لها هي كما يلي:
1- الشركات التي تنتج الوحدات المستخدمة في أجهزة الكمبيوتر
شركتان في العالم تنتجان وحدات المعالجة المركزية وهما:
- معلومة هي شركة أمريكية مقرها في سانتا كلارا ، كاليفورنيا ، وواحدة من أكبر الشركات المصنعة لوحدات المعالجة المركزية ، وهي متخصصة فقط في تلك المستخدمة في أجهزة الكمبيوتر.
- AMD إنها شركة متعددة الجنسيات مقرها في كاليفورنيا ، وتنتج في الأصل معالجها الخاص ، ولكن في عام 2009 تم التعاقد مع شركة أخرى لتصنيع القطعة دون إنتاج أشباه الموصلات التي يحتاجها المنتج.
2- الشركات المصنعة للوحدات المستخدمة في الهواتف الذكية
نعرض لكم أشهر الشركات في العالم التي تنتج المعالجات المركزية للهواتف الذكية:
- تفاحة تصنع Bionic وحدات المعالجة المستخدمة في أجهزة iPhone والأجهزة اللوحية وتسميها Bionic.
- كوالكوم تنتج Xiaomi و Realme وحدات المعالجة المدمجة في الهواتف وتسمى Snapdragon.
- سامسونج تقوم بتصنيع وحدات المعالجة الموجودة في جميع هواتف Samsung وتطلق عليها اسم Exynos.
تختلف وحدات المعالجة المركزية للكمبيوتر عن تلك المستخدمة في الهواتف الذكية لأن الهواتف لا تحتاج إلى معالجات قوية بما يكفي للثنائي ، والاختلافات بين الأجهزة واضحة ، لكن معالجات الهاتف لا تؤدي عمليات معقدة أو ضخمة.