جهاز معالج الكمبيوتر الحديث
تحتوي المعالجات الحديثة على شكل مستطيل صغير ، يتم تقديمه على هيئة صفيحة من السيليكون. الصفيحة نفسها محمية بجسم خاص مصنوع من البلاستيك أو السيراميك. تحت الحماية هي جميع الخطط الرئيسية ، وذلك بفضل لهم والعمل الكامل من وحدة المعالجة المركزية. إذا كان كل شيء بسيط للغاية مع المظهر ، ماذا عن الدائرة نفسها وكيف يتم ترتيب المعالج؟ دعونا نلقي نظرة فاحصة على هذا.
محتوى
كيف هو معالج الكمبيوتر
يتضمن تكوين وحدة المعالجة المركزية عددًا صغيرًا من العناصر المختلفة. كل واحد منهم يقوم بعمله الخاص ، ويتم نقل البيانات وإدارتها. اعتاد المستخدمون العاديون على تمييز المعالجات على أساس تردد الساعة وعدد المخبئ والنوى. لكن هذا ليس كل ما يوفر عملاً موثوقًا وسريعًا. يجدر إيلاء اهتمام خاص لكل عنصر.
هندسة معمارية
غالبًا ما يختلف التصميم الداخلي لوحدة المعالجة المركزية عن بعضها البعض ، فكل عائلة لديها مجموعة خاصة بها من الخصائص والوظائف - وهذا ما يسمى بهيكلها. مثال على تصميم المعالج الذي يمكنك رؤيته في الصورة أدناه.
لكن العديد من تحت بنية المعالج تستخدم بمعنى مختلف قليلاً. إذا اعتبرنا ذلك من وجهة نظر البرمجة ، فإنه يتم تحديده من خلال قدرته على تنفيذ مجموعة معينة من الرموز. إذا قمت بشراء وحدة المعالجة المركزية الحديثة ، فمن المرجح أن يشير إلى بنية x86.
اقرأ أيضا: تحديد عدد المعالجات
الألباب
الجزء الرئيسي من وحدة المعالجة المركزية يسمى النواة ، ويحتوي على جميع الكتل اللازمة ، وكذلك تنفيذ المهام المنطقية والحسابية. إذا نظرت إلى الشكل أدناه ، فستتمكن من معرفة ما تبدو عليه كل وحدة kernel وظيفية:
- وحدة اختيار التعليمات. هنا ، يتم التعرف على التعليمات في العنوان المشار إليه في عداد التعليمات. يعتمد عدد مرات القراءة المتزامنة للأوامر بشكل مباشر على عدد وحدات فك التشفير المثبتة ، مما يساعد على تحميل كل خطوة من العمل بأكبر عدد من التعليمات.
- يكون متنبئ المستجيب هو المسؤول عن التشغيل الأمثل لكتلة جلب التعليمات. إنه يحدد تسلسل الأوامر القابلة للتنفيذ ، تحميل خط أنابيب النواة.
- وحدة فك التشفير. هذا الجزء من النواة مسؤول عن تحديد بعض العمليات لأداء المهام. إن مهمة فك التشفير غاية في الصعوبة بسبب الحجم المتغير للتعليمات. في أحدث المعالجات ، توجد مثل هذه الكتل في العديد من النوى.
- وحدات أخذ العينات البيانات. يأخذون المعلومات من الذاكرة التشغيلية أو ذاكرة التخزين المؤقت. انهم يقومون بتنفيذ أخذ العينات البيانات ، وهو أمر ضروري في هذا الوقت لتنفيذ التعليمات.
- وحدة التحكم. يشير الاسم نفسه إلى أهمية هذا المكون. في النواة ، هو العنصر الأكثر أهمية ، لأنه ينتج توزيع الطاقة بين جميع الكتل ، مما يساعد على أداء كل إجراء في الوقت المناسب.
- وحدة لحفظ النتائج. الغرض منه هو الكتابة بعد الانتهاء من التعليمات في ذاكرة الوصول العشوائي. يشار إلى عنوان حفظ في المهمة قيد التشغيل.
- عنصر العمل مع المقاطعات. وحدة المعالجة المركزية قادرة على تنفيذ العديد من المهام مرة واحدة بفضل وظيفة المقاطعة ، وهذا يسمح لها بإيقاف تقدم برنامج واحد عن طريق التبديل إلى تعليمات أخرى.
- السجلات. يقوم بتخزين نتائج مؤقتة من التعليمات ، ويمكن استدعاء هذا المكون ذاكرة الوصول العشوائي سريع صغير. في كثير من الأحيان حجمه لا يتجاوز عدة مئات من بايت.
- عداد الأوامر. يخزن عنوان الأمر ، الذي سيتم استخدامه في دورة الساعة القادمة للمعالج.
نظام الحافلات
تتصل الأجهزة التي تدخل الكمبيوتر الشخصي بحامل نظام وحدة المعالجة المركزية. فقط متصل مباشرة به ، يتم توصيل عناصر أخرى من خلال وحدات تحكم مختلفة. في الحافلة نفسها ، هناك العديد من خطوط الإشارة التي يتم من خلالها نقل المعلومات. يحتوي كل خط على البروتوكول الخاص به ، والذي يوفر الاتصال على وحدات التحكم مع المكونات المتصلة الأخرى للكمبيوتر. الحافلة لها ترددها الخاص ، على التوالي ، كلما كان أعلى ، كلما كان تبادل المعلومات أسرع بين عناصر التوصيل في النظام.
ذاكرة التخزين المؤقت
تعتمد سرعة وحدة المعالجة المركزية على قدرتها على تحديد الأوامر والبيانات بسرعة من الذاكرة. تعمل ذاكرة التخزين المؤقت على تقليل وقت التنفيذ نظرًا لقيامه بتشغيل دور مخزن مؤقت مؤقت يوفر نقلًا فوريًا لبيانات وحدة المعالجة المركزية إلى ذاكرة الوصول العشوائي أو العكس.
السمة الرئيسية للذاكرة هي اختلافها في المستويات. إذا كانت عالية ، فإن الذاكرة تكون أبطأ وأكثر ضخامة. تعتبر أسرع وأصغر ذاكرة المستوى الأول. مبدأ تشغيل هذا العنصر بسيط للغاية: وحدة المعالجة المركزية تقرأ البيانات من ذاكرة الوصول العشوائي وتضعها في ذاكرة تخزين مؤقت لأي مستوى ، مع حذف المعلومات التي تم الوصول إليها لفترة طويلة. إذا كان المعالج يحتاج إلى هذه المعلومات مرة أخرى ، فسوف يحصل عليها بشكل أسرع بفضل مخزن مؤقت.
المقبس (الموصل)
نظرًا لحقيقة أن المعالج لديه موصل خاص به (متداخل أو مشقوق) ، يمكنك استبداله بسهولة بتفاصيل أو ترقية الكمبيوتر. بدون مأخذ ، وحدة المعالجة المركزية ببساطة يمكن ملحوم في اللوحة الأم ، مما يعقد عملية الإصلاح أو الاستبدال اللاحقة. يجدر الانتباه - تم تصميم كل موصل حصريًا لتركيب معالجات معينة.
غالبًا ما يشتري المستخدمون عن غير قصد معالجًا غير متوافق واللوحة الأم ، مما يسبب مشاكل إضافية.
اقرأ أيضا:
اختر معالجًا للكمبيوتر الخاص بك
اختيار اللوحة الأم لجهاز كمبيوتر
جوهر الفيديو
بفضل إدخال جوهر الفيديو في المعالج ، فإنه بمثابة بطاقة الفيديو. بطبيعة الحال ، من حيث القوة ، لا يمكن مقارنتها ، ولكن إذا قمت بشراء وحدة المعالجة المركزية للمهام البسيطة ، يمكنك القيام بذلك دون بطاقة رسومات. وأفضل ما في الأمر هو أن نواة الفيديو المدمجة تظهر نفسها في أجهزة كمبيوتر محمولة رخيصة الثمن وأجهزة كمبيوتر رخيصة الثمن.
في هذا المقال قمنا بالتفصيل تفكيك ما يتكون المعالج ، وأخبرنا عن دور كل عنصر ، وأهميته والاعتماد على عناصر أخرى. نأمل أن تكون هذه المعلومات مفيدة ، وتعلمت جديدة ومثيرة للاهتمام بالنسبة لك من عالم وحدة المعالجة المركزية.