ما هي أنواع وحدات 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 لا غنى عنه في جميع أنواع الأجهزة مثل أجهزة الكمبيوتر المكتبية والأجهزة اللوحية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة وحتى الهواتف الذكية. وبهذه الطريقة نساعدك على معرفة الوحدات والفروق بين الأجهزة الإلكترونية المختلفة. .
جدول المحتويات
أنواع وحدة المعالجة المركزية
وتنوعت وحدات المعالجة المركزية على النحو التالي:
1- وحدات معالجة مركزية أحادية النواة
وحدات المعالجة المركزية أحادية النواة أو الأساسية هي أقدم الأنواع وكانت حتى وقت قريب هي الوحدات الوحيدة المتوفرة في أجهزة الكمبيوتر، وترتكز فكرة عملها على أنه يمكن بدء عملية واحدة فقط في المرة الواحدة ولا يمكن لأي عمليات أخرى أن تبدأ يتم تفعيلها. في حين أنه كان مناسبًا قبل اكتمال العملية الحالية وحاليا لأجهزة الكمبيوتر، إلا أنه غير مناسب حاليًا للأجهزة متعددة المهام.
2- وحدات معالجة مركزية ثنائية النواة
تم إنشاء هذا النوع من الوحدات بما يتماشى مع احتياجات المستخدمين لأجهزة الكمبيوتر التي يمكنها أداء مهام متعددة في نفس الوقت، ويقوم هذا النوع بأداء مهام متعددة بكفاءة عالية، بشرط توفر تقنية خاصة متزامنة متعددة الخيوط. وهو أسرع من الوحدات الأساسية، ولكن ليس بنفس سرعة النوع الثالث.
3- وحدات معالجة مركزية رباعية النواة
وهو أحدث نوع مبتكر من وحدات المعالجة المركزية، مع إضافة بعض التحسينات البسيطة عليه ليناسب فئة المستخدمين الذين يحتاجون إلى أداء العديد من المهام في وقت قصير، مثل ألعاب المحاكاة والبرامج المتنوعة. وهو يتألف من أربع وحدات أساسية، ولكن هذا لا يعني أنه يمكن أن يفعل ذلك. فهو يؤدي المهمة بشكل أسرع أربع مرات من المهمة الأساسية، بل وسيقوم بمهام متعددة في وقت واحد.
أجزاء وحدة المعالجة المركزية
تتكون وحدات المعالجة المركزية من ثلاثة أجزاء:
1- التخزين
وهي أهم أجزاء وحدات المعالجة المركزية نظراً لقدرتها على حفظ واسترجاع البيانات والتعليمات المهمة في الحاسوب، وكذلك نتائج العمليات الوسيطة والنتائج النهائية قبل تحويلها إلى وحدات الإخراج. التخزين الداخلي، أو التخزين العشوائي، أو التخزين الرئيسي، وهي مهمة لتأثيرها على سرعة وإمكانيات الكمبيوتر.
2- التحكم
هي وحدة التحكم في العمليات المختلفة التي يقوم بها الكمبيوتر، ولكنها في الواقع لا تقوم بأي عمليات مع البيانات المدخلة إلى الجهاز، ويتحكم هذا الجزء من وحدة المعالجة المركزية في نقل البيانات والتعليمات بين أجزاء الكمبيوتر. كما يقوم بتنسيق أقسام الحاسوب ويتواصل هذا القسم مباشرة مع المراكز ويتعامل مع إدخال وإخراج البيانات في الحاسوب وكذلك نتائج الذاكرة.
3- المنطق الحسابي
هذا الجزء ينقسم إلى جزئين:
- قسم الحساب: إجراء العمليات الحسابية مثل الجمع والطرح والضرب وجميع العمليات الحسابية المعقدة.
- قسم المنطق: وهي مسؤولة عن تنفيذ العمليات المنطقية مثل مقارنة البيانات واختيارها ومطابقتها ودمجها.
أهمية وحدات المعالجة المركزية
تعتبر من أهم الأجزاء التي لا يمكن الاستغناء عنها في جهاز الكمبيوتر، وتتلخص أهميتها فيما يلي:
- وهو الجزء الرئيسي وعقل الكمبيوتر الذي ينظم المهام المطلوبة منه.
- فهو ينظم الإدخال والإخراج والتخزين والنقل وجميع العمليات التي يمكن للكمبيوتر القيام بها.
- تلعب دورًا مهمًا في تشغيل وإيقاف تشغيل الكمبيوتر لأنها تعتمد على تنفيذ الأوامر.
- تشغيل التطبيقات والبرامج بشكل أسرع.
كيف تعمل وحدات المعالجة المركزية؟
تعتمد فكرة تشغيل وحدات المعالجة المركزية على سلسلة من المراحل وتبدأ بتلقي التعليمات من برنامج أو تطبيق لإجراء عملية حسابية وتنقسم إلى ثلاث مراحل:
- يتم استرداد التعليمات من ذاكرة الوصول
- فك تشفير الأمر المطلوب أو مجموعة التعليمات.
- تنفيذ التعليمات من خلال الأجزاء المتعلقة بالتعليمات من وحدة المعالجة المركزية.
ومن الجدير بالذكر أنه بما أن الكمبيوتر يقوم بتحويل كل شيء إلى أرقام ومعادلات، فإن معظم التعليمات المطلوبة من وحدات المعالجة المركزية تأتي في أشكال رياضية.
ننصحك بالقراءة
في الآونة الأخيرة، لم تعد الوحدات تقوم بكل ما يتطلبه الكمبيوتر ولكنها تساعد في تحويل تلك التعليمات إلى أرقام لزيادة سرعة التنفيذ.
موقع وحدات المعالجة المركزية
وحدة المعالجة المركزية توجد بجوار المقبس الرئيسي في الكمبيوتر ويتم تركيبها في الجزء السفلي من اللوحة الأم، وعند تشغيلها ترتفع درجة حرارتها إلى درجة يمكن أن تسبب حروقًا، ولكن توجد وحدة تبريد مباشرة. بجانبه لخفض درجة الحرارة.
وفي الآونة الأخيرة تم اختراع طرق جديدة للتبريد، وبدأ استخدام وحدة تبريد بالماء ذات تقنية خاصة بدلاً من المروحة المعروفة بين مستخدمي الكمبيوتر.
بيئة إنتاج وحدة المعالجة المركزية
يتم إنتاج وحدات المعالجة المركزية في غرف خاصة ويجب أن تكون نظافة هذه الغرفة عالية، ونقول مجازاً أن الغرف التي يتم إنتاج الوحدات فيها يجب أن تكون أنظف ألف مرة من غرف المستشفيات.
وبما أن أحد أجزائه عبارة عن ترانزستور، فهو جزء لا ينبغي أن يتعرض ولو لذرة غبار واحدة، لأن ذرة الغبار هذه يمكن أن تلحق الضرر بآلاف الترانزستورات، ويرتدي الأشخاص الذين ينتجونها زيًا خاصًا لمنع هذه الحالة. أي شيء يقع من العمال.
آلية بناء وحدة المعالجة المركزية
يتم إنشاء وحدات المعالجة المركزية من خلال جمع مليارات الترانزستورات التي لا يمكن رؤيتها بالعين المجردة، لذلك يجب استخدام أدوات خاصة لنقلها بشكل آمن ويتم وضع هذه المليارات على شريحة كمبيوتر واحدة حتى يتم إنشاء دائرة متكاملة. مخلوق.
الترانزستورات
وهي مادة شبه موصلة تحتوي على نسبة عالية من السيليكون، وتحتوي على بلورة رقيقة تقوم بالعمليات الحسابية اللازمة لإيقاف وبدء البرامج، ويتم برمجة أوامر الإيقاف والبدء ليتم الإشارة إليها برقمين واحد وواحد. صفر، إذا تم إرسال قيمة صفر، فهذا يعني أنه سيتم إيقاف البرنامج أو التطبيق، وإذا تم إرسال قيمة، فسيتم تشغيل البرنامج هنا.
تنسيق وحدة المعالجة المركزية
في الماضي، كانت الوحدات المركزية عبارة عن مربع متوسط الحجم به دبابيس معدنية في الجانب السفلي من الجزء المربع.
تتشكل وحدات المعالجة المركزية ذات الطراز الأحدث على شكل مربع صغير به أقطاب معدنية قصيرة مستديرة على الجانب السفلي من القطعة المربعة.
الشركات المصنعة لوحدة المعالجة المركزية
هناك نوعان من وحدات المعالجة المركزية، أحدهما لأجهزة الكمبيوتر والآخر للهواتف الذكية، والشركات المصنعة لها هي:
1- الشركات المنتجة للوحدات المستخدمة في أجهزة الكمبيوتر
شركتان في العالم تنتجان وحدات المعالجة المركزية:
- شركة انتل هي شركة أمريكية مقرها الرئيسي في سانتا كلارا، كاليفورنيا. وهي واحدة من أكبر الشركات المصنعة لوحدات المعالجة المركزية وتتخصص فقط في تلك المستخدمة في أجهزة الكمبيوتر.
- أيه إم دي وهي شركة متعددة الجنسيات يقع مقرها الرئيسي في كاليفورنيا، وقد قامت في البداية بتصنيع الآلات الخاصة بها، ولكن في عام 2009 تم التعاقد مع شركة أخرى لإنتاج الجزء دون إنتاج أشباه الموصلات التي يحتاجها المنتج.
2- الشركات المنتجة للوحدات المستخدمة في الهواتف الذكية
ونعرض لكم أشهر الشركات العالمية التي تنتج المعالجات المركزية للهواتف الذكية:
- تفاحة وتقوم بإنتاج وحدات المعالجة المستخدمة في أجهزة iPhone والأجهزة اللوحية وتطلق عليها اسم Bionics.
- كوالكوم تنتج Xiaomi وRealmi وحدات معالجة تسمى Snapdragon يتم وضعها في الهواتف.
- سامسونج وتنتج وحدات معالجة مدمجة في جميع هواتف سامسونج وتطلق عليها اسم Exynos.
تختلف وحدات المعالجة المركزية للكمبيوتر عن تلك المستخدمة في الهواتف الذكية من حيث أن الهواتف لا تحتاج إلى معالجات مزدوجة قوية بما فيه الكفاية وتكون الاختلافات بين الأجهزة واضحة، لكن معالجات الهاتف لا تقوم بعمليات معقدة أو كبيرة.