ما هي أنواع المعالجات الموجودة؟ هل تختلف في أجهزة الكمبيوتر عن تلك الموجودة في الهواتف؟ وحدة المعالجة المركزية هي اختصار لوحدات المعالجة المركزية وهي جزء مهم من جميع أنواع الأجهزة، سواء كانت أجهزة كمبيوتر سطح المكتب أو الأجهزة اللوحية أو أجهزة الكمبيوتر المحمولة أو حتى الهواتف الذكية. ومن خلال ذلك نساعدكم على معرفة وحدات القياس والفرق بينها في الأجهزة الإلكترونية المختلفة. .
جدول المحتويات
أنواع المعالجات
وقد اختلفت المعالجات المركزية على النحو التالي:
1- وحدات المعالجة المركزية أحادية النواة
وحدات المعالجة المركزية أحادية النواة أو الأساسية هي أقدم الأنواع، وكانت حتى وقت قريب هي الوحيدة التي يمكن استخدامها في أجهزة الكمبيوتر، وتعتمد فكرة تشغيلها على تشغيل عملية واحدة فقط في كل مرة دون غيرها يمكن تفعيل العملية. حتى اكتملت العملية الحالية وكانت مناسبة في هذا الوقت. بالنسبة لأجهزة الكمبيوتر، فهو غير مناسب حاليًا للأجهزة متعددة المهام.
2- وحدات المعالجة المركزية ثنائية النواة
تم إنشاء هذا النوع من الأجهزة لتلبية احتياجات مستخدمي الكمبيوتر الذين يمكنهم أداء أكثر من مهمة في نفس الوقت، ويقوم هذا النوع بأداء مهام متعددة بكفاءة عالية، ولكن يخضع لتقنية خاصة متزامنة متعددة الخيوط. أسرع من الوحدات الأساسية، ولكن ليس بنفس سرعة النوع الثالث.
3- وحدات المعالجة المركزية رباعية النواة
هذا هو أحدث نوع مبتكر من وحدات المعالجة المركزية (CPU) تم إضافة بعض التحسينات البسيطة فيه لاستيعاب مجموعة المستخدمين الذين يحتاجون إلى أداء العديد من المهام في وقت قصير مثل ألعاب المحاكاة والبرامج المتنوعة. وحقيقة أنها تتكون من أربع كتل رئيسية، لكن هذا لا يعني أنها تستطيع إكمال مهمة أسرع بأربع مرات من المهمة الأساسية، بل وستؤدي أكثر من مهمة في وقت واحد.
أجزاء المعالج
تتكون وحدات المعالجة المركزية من ثلاثة أجزاء:
1- التخزين
أجزاء حيوية من وحدات المعالجة المركزية لقدرتها على تخزين واسترجاع البيانات والتعليمات المهمة في الحاسوب، وكذلك نتائج المعالجة الوسيطة والنتائج النهائية، قبل تمريرها إلى وحدات الإخراج، وتعرف بمسميات عديدة منها التخزين الداخلي، والعشوائي. التخزين، أو جهاز التخزين الرئيسي، وهي مهمة لتأثيرها على سرعة وإمكانيات الكمبيوتر.
2- التحكم
هي وحدة تحكم للعمليات المختلفة التي يقوم بها الكمبيوتر، ولكنها لا تقوم بأي عمليات فعلية على البيانات المدخلة إلى الجهاز. يتحكم هذا الجزء من وحدة المعالجة المركزية في نقل البيانات والتعليمات بين أجزاء الكمبيوتر. كما يقوم بتنسيق أجزاء الحاسوب، ويتصل هذا الجزء مباشرة مع مراكز إدخال وإخراج البيانات إلى الحاسوب، وكذلك النتائج المتعلقة بالذاكرة.
3- المنطق الحسابي
وينقسم هذا الجزء إلى قسمين:
- قسم الحساب: الذي يقوم بالعمليات الحسابية مثل الجمع والطرح والضرب وجميع العمليات الحسابية المعقدة.
- القسم المنطقي: وهي مسؤولة عن تنفيذ العمليات المنطقية مثل مقارنة البيانات واختيارها ومطابقتها ودمجها.
أهمية وحدات المعالجة المركزية (CPUs).
ويعتبر الجزء الأهم الذي لا يمكن الاستغناء عنه في جهاز الكمبيوتر وتتلخص أهميته فيما يلي:
- إنه الجزء الرئيسي وعقل الكمبيوتر الذي ينظم المهام التي تتطلب ذلك.
- فهو ينظم الإدخال والإخراج والتخزين والنقل وجميع العمليات التي يمكن للكمبيوتر القيام بها.
- تلعب دوراً هاماً في فتح وإغلاق جهاز الكمبيوتر لأنها تقوم على تنفيذ الأوامر.
- تشغيل التطبيقات والبرامج بشكل أسرع.
كيف تعمل وحدات المعالجة المركزية؟
تقوم الفكرة وراء وحدات المعالجة المركزية على مجموعة من المراحل، تبدأ بتلقي التعليمات من برنامج أو تطبيق لإجراء عملية حسابية، وتنقسم إلى ثلاث مراحل:
- يتم أخذ التعليمات من ذاكرة الوصول
- فك شفرة التعليمات المطلوبة أو مجموعة التعليمات.
- تنفيذ التعليمات بواسطة أجزاء وحدة المعالجة المركزية المرتبطة بالتعليمات.
وتجدر الإشارة إلى أن معظم التعليمات التي تطلبها وحدات المعالجة المركزية تأتي في شكل رياضي، حيث يقوم الكمبيوتر بتحويل كل شيء إلى أرقام ومعادلات.
نحن ندعوك للقراءة
في الآونة الأخيرة، لم تعد الوحدات تقوم بكل ما هو مطلوب من الكمبيوتر، ولكنها تساعد في تحويل تلك التعليمات إلى أرقام لسرعة التنفيذ.
موقع وحدات المعالجة المركزية
توجد وحدة المعالجة المركزية (CPU) بالقرب من المقبس الرئيسي للكمبيوتر ويتم تركيبها في الجزء السفلي من اللوحة الأم، وعند تشغيلها ترتفع درجة حرارتها إلى حد حدوث حريق، ولكن يتم وضع وحدة تبريد بجانبها مباشرة لتقليل درجة الحرارة .
ومؤخراً تم اختراع طرق جديدة لتبريده: فبدلاً من المروحة المعروفة بين مستخدمي الكمبيوتر، تم استبدالها بجهاز تبريد مائي باستخدام تقنية خاصة.
بيئة إنتاج المعالج
يتم تصنيع وحدات المعالجة المركزية في غرف خاصة، ويجب أن تكون هذه الغرفة على درجة عالية من النظافة، ونقول مجازاً أن الغرف التي يتم تصنيع الوحدات فيها يجب أن تكون أنظف ألف مرة من غرف المستشفيات.
وبما أن أحد أجزائه هو الترانزستورات، فإن هذا الجزء بالذات لا ينبغي أن يتأثر بذرة غبار واحدة، حيث أن ذرة الغبار تلك يمكن أن تسبب ضررا لآلاف الترانزستورات، ويرتدي المسؤولون عن إنتاجها زيا خاصا لمنع أي شيء من ذلك. سقوط العمال.
آلية بناء المعالج المركزي
يتم بناء وحدات المعالجة المركزية من خلال تجميع مليارات الترانزستورات التي لا ترى بالعين المجردة. ولذلك لا بد من استخدام مجموعة من الأدوات الخاصة لنقلها بشكل آمن، وتوضع هذه المليارات على شريحة كمبيوتر واحدة حتى يتم إنشاء دائرة متكاملة. مخلوق.
الترانزستورات
وهي مادة شبه موصلة تحتوي على نسبة عالية من السيليكون. يحتوي على بلورة رقيقة تقوم بالعمليات الحسابية اللازمة لإيقاف وبدء تشغيل البرامج. تتم برمجته بحيث يتم تمثيل أمري الإيقاف والبدء برقمين: واحد وصفر، فإذا تم إرسال قيمة صفر، فهذا يعني توقف البرنامج أو التطبيق، وإذا تم إرسال قيمة واحد، فإن البرنامج سيبدأ هنا.
تنسيق وحدة المعالجة المركزية
في السابق، كانت الكتل المركزية عبارة عن مربع متوسط الحجم به دبابيس معدنية على الجانب السفلي من الجزء المربع.
النوع الجديد من وحدات المعالجة المركزية على شكل مربع صغير به أقطاب معدنية قصيرة مستديرة تقع على الجانب السفلي من المربع.
الشركات المصنعة للمعالج
هناك نوعان من وحدات المعالجة المركزية: أحدهما لأجهزة الكمبيوتر، والآخر للهواتف الذكية، والشركات المصنعة لها:
1- الشركات التي تنتج الكتل المستخدمة في أجهزة الكمبيوتر.
شركتان في العالم تنتجان معالجات مركزية:
- شركة انتل هي شركة أمريكية مقرها الرئيسي في سانتا كلارا، كاليفورنيا، وهي من أكبر الشركات المصنعة لوحدات المعالجة المركزية وتتخصص في تلك المستخدمة فقط في أجهزة الكمبيوتر.
- أيه إم دي هي شركة متعددة الجنسيات مقرها الرئيسي في ولاية كاليفورنيا. لقد قامت في البداية بالمعالجة الخاصة بها، ولكن في عام 2009، تم التعاقد مع شركة أخرى لم تصنع أشباه الموصلات اللازمة للمنتج لتصنيع الجزء.
2- الشركات المنتجة للأجهزة المستخدمة في الهواتف الذكية.
وسنعرض لكم أشهر الشركات العالمية المنتجة لوحدات المعالجة المركزية للهواتف الذكية وهي:
- تفاحة وهي تصنع المعالجات المستخدمة في أجهزة iPhone والأجهزة اللوحية وتطلق عليها اسم Bionic.
- كوالكوم وتنتج المعالجات المثبتة في هواتف Xiaomi وReilly Mi، والتي تسمى Snapdragon.
- سامسونج فهو يصنع المعالجات التي تعمل على تشغيل جميع هواتف سامسونج ويطلق عليها اسم Exynos.
تختلف وحدات المعالجة المركزية للكمبيوتر عن تلك المستخدمة في الهواتف الذكية لأن الهواتف لا تحتاج إلى معالجات مزدوجة قوية بما فيه الكفاية، كما أن الاختلافات بين الأجهزة واضحة، لكن معالجات الهاتف لا تتعامل مع العمليات المعقدة أو الضخمة.