CR@N$H
19-08-2011, 08:35
السلام عليكم و رحمة الله و بركاته
الحديث سيكون عن بعض المصطلحات البسيطة و الأولية في مجال الهاردوير "بالعربية الفصحى نقول عنه عتاد ولكن نادرا ما نسخدم هذه الكلمة"
و الموضوع مفيد للمبتدئين في هذا المجال و من لم يتابع اخر الأخبار و الأحداث و التغييرات التي طرات في السنوات الأخيرة
1- الشريحة أو ما يسمى الدارة المتكاملة "Chip or IC integrated circuit "
كثيرا ما نسمع كلمة IC عند مختصي صيانة الإلكترونية أو نسمع ان هناك Chip قد احترق ويجب تبديله.
في الحقيقة الIC ما هي إلا دارة الكترونية تم تجميعها و توصيلها بشكل كامل على رقاقة من مادة السيليكون "تسمى Wafer" وتكون لها مهمة محددة تعتمد على تصميمها الداخلي الذي يدعم هذه المهمة
https://www.worldsthruink.com/images/Silicon-Wafer.jpg
2- وحدة المعالجة المركزية "CPU Central Processor Unit"
هو عبارة عن شريحة الكترونية تعتبر أساس أي نظام رقمي له العديد من المهام من العمليات الحسابية كالجمع و الطرح و المنطقية كالAND و الOR و المقارنة بالإضافة إلى أنه المسؤول عن التخاطب و التعامل مع الذواكر و أجهزة الإدخال و الإخراج .
المعالج "اختصار لوحدة المعالجة المركزية" له عدد من الخصائص التي تحدد قوته "و بالتالي تحدد قوة الحاسب" و سأذكرهم حسب الأولوية
1- معمارية المعالج : وهي البنية الداخلية للمعالج و تحدد كيفية تعامله و تنفيذه للعمليات المطلوبة منه وهي دائما تعمل على تحسين ما يسمى IPC Instruction Per Clock أي عدد التعليمات التي يستطيع المعالج تنفيذها خلال نبضة واحدة "سنشرحها في القسم التالي" لذلك حاليا نرى معالجات Intel دائما ما تكون أسرع من AMD عند نفس التردد و نفس المواصفات الأخرى
شركة Intel تقوم بطرح معمارية جديدة تقريبا كل سنة أو أقل و تعتمد على مبدأ سمته Tic-Toc وهو ان تقوم الشركة بتطوير معماريتين على التوازي الأولى مخصصة للأجهزة العادية البسيطة المكتبية إلى الأجهزة المخصصة بالألعاب و عمليات الRender أما المعمارية الثانية فهي مخصصة للأشخاص الذين يهتمون بالأداء بغض النظر عن المبالغ التي سيدفعونها فتصل معالجات هذه الفئة إلى 1000$ ولا تنزل تحت 350$ إلا فيما ندر
2- تردد المعالج : وهي مانسميها في العامية سرعة المعالج و تقاس بعدد النبضات في الثانية أو ال Hz وحاليا لا توجد معالجات تردداتها أقل من ال1Ghz و بعض المعالجات القادمة ستعمل على ال3.9Ghz كتردد أساسي وكلما كان هذا الرقم أعلى كلما كان أفضل "بعض الأشياء تعتمد عليه أكثر من غيرها فالألعاب تعتمد عليه على حساب عدد الأنوية على عكس الRendering"
طبعا لفهم ماهية هذه الأرقام يجب أن يكون هناك معرفة بسيطة في الالكترونيات لذلك يكفي ما تم ذكره
3- أنوية المعالج : أول من طرح فكرة تعدد أنوية المعالج هي شركة AMD و تعتبر فكرة تعدد أنوية الحل الرخيص مقارنة بالأجهزة متعددة المعالجات "حيث أن اللوحة الأم تتسع إلى أكثر من معالج" و حيث أن الشركة لاحظت أن زيادة التردد فقط لم تعد تعطي الأداء المرجو من الحاسب.
حاليا أصبحت كل شركة من الشركات المنتجة لمعالجات الحاسب الشخصي "وهم Intel , AMD , VIA" تحاول أن تضع أكبر عدد من الأنوية داخل الشريحة الواحدة فهناك معالجات تحتوي على 6 أنوية "هذا في الحاسب الشخصي أما المخدمات فهناك اكثر من هذا" حسب أخر الأخبار فهناك معالجات جديدة بثمان أنوية "تختلف في بنيتها قليلا عن بقية الأنوية" من AMD قبل نهاية هذا العام إن شاء الله.هناك
ويمكننا أن نعتبر أن كل نواة عبارة عن معالج مستقل , و لا تتم الأستفادة الكاملة من تعدد الأنوية إلا في حال كان البرنامج و النظام يدعم عدد الانوية فمثلا معظم الألعاب تحتاج نواتين فقط إلا نوادر تستفيد من اربع انوية اما عملية الRender فمن الممكن أن تدعم مئات الأنوية و كذلك عملية الطي
4- الذاكرة المخبئية Cache : وهي عبارة عن ذاكرة موجودة داخل المعالج ولها مستويات وكلما كان المستوى أقل كلما كان حجمها أقل و سرعتها أكبرحاليا هناك ثلاثة مستويات من هذه الذاكرة L1,L2,L3 غالبا الذاكرة من المستوى الأول لا تتخطى ال64KB وتعمل بسرعة عالية جدا "تساوي تردد المعالج" بينما الL2 ممكن أن تصل إلى 8MB مقسمة على أنوية المعالج أي أن كل نواة تحصل على جزء و بالعادة يكون هناك 2MB من الذاكرة مخصصة لكل نواة بينما الL3 بدأ استخدامها بكثرة بعد دخول مغهوم تعدد الأنوية "قبلها كان هناك L1,L2 فقط" وتكون مشتركة بين جميع الانوية " لذلك يعتمد عليها بكثرة في عمليات نقل البيانات في البرامج متعددة المسارات"
3- مقبس المعالج CPU Socket
وهي مكان تركيب المعالج على اللوحة اﻷم و يختلف من جيل من المعالجات لأخر أكثر ما يهمنا من المقبس هو "هل المعالج X سيركب على المقبس Y"
طبعا يتم ذكر مقبس المعالج المتوافق مع المعالج في الصفحة المخصصة له على الانترنت في الشركة المصنعة
بشكل عام معالجات Intel لا تملك أي توافق سوى مع المقبس المخصص لها
فمثلا معالجات ال Intel Core 2 Due/Quad تركب على مقبس LGA775
معالجات Intel Core I7 9XX حيث XX رقم المعالج "فمثلا 950, 920 , 980" على مقبس LGA 1366
معالجات Intel Core I3/I5/I7 8XX على المقبس LGA 1156
معالجات Intel Core I3/I5/I7 2Generation و التي تبدأ أرقامها بالرقم 2 كالCore I5 2500K على المقبس LGA 1155
وحاليا هناك عائلتين جديدتين من Intel الاولى ستكون على مقبس LGA 1155 "وهذه تعتبر سابقة ولكن هناك اسباب لن أضعها هنا" و الثانية على مقبس LGA 2011
بينما بالنسبة لAMD فالوضع أبسط قليلا
هناك ثلاثة مقابس حاليا وهي
مقبس AM3 وهو مخصص لمعالجات Phenom/Athlon يدعم جيليه الأول و الثاني و أيضا سيدعم الجيل الجديد المبني على المعمارية المسماة Bulldozer ولكن مع إلغاء بعض الخصائص
مقبس+ AM3 و هو أحدث ما لدى AMD ويدعم معالجات Phenom II / Athlon II بالإضافة إلى الجيل الجديد مع كامل خصائصه
و اخيرا المقبس الجديد FM1 المخصص للمعالجات المبنية على Llano "معمارية تندرج تحت مشروع Fusion الذي سيتم التحدث عنه في نهاية الموضوع" وهذه المعالجات أطلقت عليهم AMD اسم APU accelerated processing unit
4- المعالج في عصر النهضة "الحالي"
هذه الأيام أصبح المعالج اكثر من وحدة حساب منطقية حيث تمت إضافة العديد من الخصائص و الميزات الجديدة لأسباب عدة أهمها تقليل التأخيرات الناتجة عن نقل البيانات بين المعالج و الأحزاء المسؤولة عن المهام المضافة ومنها
1- متحكم الذواكر : وهي الدارة المسؤولة عن التواصل و التخاطب بين المعالج و الذواكر "RAM" فهي تحدد كمية الذواكر التي يستطيع المعالج التعامل معها و هل المعالج سيدعم الECC أم لا و عدد قطع الذاكرة التي نستطيع ان نركبها ...
حاليا معالجات AMD و Intel جميعها تملك متحكم ذواكر مدمج بداخلها "معالجات Intel ما بعد الCore 2 لتوقف تصنيعها"
2- الجسر الشمالي : يوجد على اللوحة الام القديمة ثلاثة نقاط علام وهم مقبس المعالج و الجسر الشمالي الواقع أسفل المقبس و الجسر الجنوبي الواقع أسفل سابقه
الجسر الشمالي هو المسؤول عن منافذ التوسعة "مثل الPCI-E و PCI و AGP" و الجنوبي مسؤول عن الطرفيات كمنافذ الIDE و الSATA و USB ....
حاليا تم دمج هذا الجسر في كل من معالجات Intel Core I 2 Generation و AMD APU بشكل كامل.
3- المعالج الرسومي المدمج : صاحبة هذه الفكرة هي AMD "رغم أن Intel طرحتها قبل AMD" ولكن الأهداف مختلفة بين الشركتين لذلك سأدع شرح هذه النقطة لاحقا
اتمنى أن يكون هذا الموضوع قد اعجبكم
سأكمل في الموضوع القادم للتحدث عن AMD APU و معمارية الBulldozer الجديدة من AMD وما المميز فيها بالإضافة إلى نظرة سريعة على أطقم التعليمات ISA Instruction Set Architecture
الحديث سيكون عن بعض المصطلحات البسيطة و الأولية في مجال الهاردوير "بالعربية الفصحى نقول عنه عتاد ولكن نادرا ما نسخدم هذه الكلمة"
و الموضوع مفيد للمبتدئين في هذا المجال و من لم يتابع اخر الأخبار و الأحداث و التغييرات التي طرات في السنوات الأخيرة
1- الشريحة أو ما يسمى الدارة المتكاملة "Chip or IC integrated circuit "
كثيرا ما نسمع كلمة IC عند مختصي صيانة الإلكترونية أو نسمع ان هناك Chip قد احترق ويجب تبديله.
في الحقيقة الIC ما هي إلا دارة الكترونية تم تجميعها و توصيلها بشكل كامل على رقاقة من مادة السيليكون "تسمى Wafer" وتكون لها مهمة محددة تعتمد على تصميمها الداخلي الذي يدعم هذه المهمة
https://www.worldsthruink.com/images/Silicon-Wafer.jpg
2- وحدة المعالجة المركزية "CPU Central Processor Unit"
هو عبارة عن شريحة الكترونية تعتبر أساس أي نظام رقمي له العديد من المهام من العمليات الحسابية كالجمع و الطرح و المنطقية كالAND و الOR و المقارنة بالإضافة إلى أنه المسؤول عن التخاطب و التعامل مع الذواكر و أجهزة الإدخال و الإخراج .
المعالج "اختصار لوحدة المعالجة المركزية" له عدد من الخصائص التي تحدد قوته "و بالتالي تحدد قوة الحاسب" و سأذكرهم حسب الأولوية
1- معمارية المعالج : وهي البنية الداخلية للمعالج و تحدد كيفية تعامله و تنفيذه للعمليات المطلوبة منه وهي دائما تعمل على تحسين ما يسمى IPC Instruction Per Clock أي عدد التعليمات التي يستطيع المعالج تنفيذها خلال نبضة واحدة "سنشرحها في القسم التالي" لذلك حاليا نرى معالجات Intel دائما ما تكون أسرع من AMD عند نفس التردد و نفس المواصفات الأخرى
شركة Intel تقوم بطرح معمارية جديدة تقريبا كل سنة أو أقل و تعتمد على مبدأ سمته Tic-Toc وهو ان تقوم الشركة بتطوير معماريتين على التوازي الأولى مخصصة للأجهزة العادية البسيطة المكتبية إلى الأجهزة المخصصة بالألعاب و عمليات الRender أما المعمارية الثانية فهي مخصصة للأشخاص الذين يهتمون بالأداء بغض النظر عن المبالغ التي سيدفعونها فتصل معالجات هذه الفئة إلى 1000$ ولا تنزل تحت 350$ إلا فيما ندر
2- تردد المعالج : وهي مانسميها في العامية سرعة المعالج و تقاس بعدد النبضات في الثانية أو ال Hz وحاليا لا توجد معالجات تردداتها أقل من ال1Ghz و بعض المعالجات القادمة ستعمل على ال3.9Ghz كتردد أساسي وكلما كان هذا الرقم أعلى كلما كان أفضل "بعض الأشياء تعتمد عليه أكثر من غيرها فالألعاب تعتمد عليه على حساب عدد الأنوية على عكس الRendering"
طبعا لفهم ماهية هذه الأرقام يجب أن يكون هناك معرفة بسيطة في الالكترونيات لذلك يكفي ما تم ذكره
3- أنوية المعالج : أول من طرح فكرة تعدد أنوية المعالج هي شركة AMD و تعتبر فكرة تعدد أنوية الحل الرخيص مقارنة بالأجهزة متعددة المعالجات "حيث أن اللوحة الأم تتسع إلى أكثر من معالج" و حيث أن الشركة لاحظت أن زيادة التردد فقط لم تعد تعطي الأداء المرجو من الحاسب.
حاليا أصبحت كل شركة من الشركات المنتجة لمعالجات الحاسب الشخصي "وهم Intel , AMD , VIA" تحاول أن تضع أكبر عدد من الأنوية داخل الشريحة الواحدة فهناك معالجات تحتوي على 6 أنوية "هذا في الحاسب الشخصي أما المخدمات فهناك اكثر من هذا" حسب أخر الأخبار فهناك معالجات جديدة بثمان أنوية "تختلف في بنيتها قليلا عن بقية الأنوية" من AMD قبل نهاية هذا العام إن شاء الله.هناك
ويمكننا أن نعتبر أن كل نواة عبارة عن معالج مستقل , و لا تتم الأستفادة الكاملة من تعدد الأنوية إلا في حال كان البرنامج و النظام يدعم عدد الانوية فمثلا معظم الألعاب تحتاج نواتين فقط إلا نوادر تستفيد من اربع انوية اما عملية الRender فمن الممكن أن تدعم مئات الأنوية و كذلك عملية الطي
4- الذاكرة المخبئية Cache : وهي عبارة عن ذاكرة موجودة داخل المعالج ولها مستويات وكلما كان المستوى أقل كلما كان حجمها أقل و سرعتها أكبرحاليا هناك ثلاثة مستويات من هذه الذاكرة L1,L2,L3 غالبا الذاكرة من المستوى الأول لا تتخطى ال64KB وتعمل بسرعة عالية جدا "تساوي تردد المعالج" بينما الL2 ممكن أن تصل إلى 8MB مقسمة على أنوية المعالج أي أن كل نواة تحصل على جزء و بالعادة يكون هناك 2MB من الذاكرة مخصصة لكل نواة بينما الL3 بدأ استخدامها بكثرة بعد دخول مغهوم تعدد الأنوية "قبلها كان هناك L1,L2 فقط" وتكون مشتركة بين جميع الانوية " لذلك يعتمد عليها بكثرة في عمليات نقل البيانات في البرامج متعددة المسارات"
3- مقبس المعالج CPU Socket
وهي مكان تركيب المعالج على اللوحة اﻷم و يختلف من جيل من المعالجات لأخر أكثر ما يهمنا من المقبس هو "هل المعالج X سيركب على المقبس Y"
طبعا يتم ذكر مقبس المعالج المتوافق مع المعالج في الصفحة المخصصة له على الانترنت في الشركة المصنعة
بشكل عام معالجات Intel لا تملك أي توافق سوى مع المقبس المخصص لها
فمثلا معالجات ال Intel Core 2 Due/Quad تركب على مقبس LGA775
معالجات Intel Core I7 9XX حيث XX رقم المعالج "فمثلا 950, 920 , 980" على مقبس LGA 1366
معالجات Intel Core I3/I5/I7 8XX على المقبس LGA 1156
معالجات Intel Core I3/I5/I7 2Generation و التي تبدأ أرقامها بالرقم 2 كالCore I5 2500K على المقبس LGA 1155
وحاليا هناك عائلتين جديدتين من Intel الاولى ستكون على مقبس LGA 1155 "وهذه تعتبر سابقة ولكن هناك اسباب لن أضعها هنا" و الثانية على مقبس LGA 2011
بينما بالنسبة لAMD فالوضع أبسط قليلا
هناك ثلاثة مقابس حاليا وهي
مقبس AM3 وهو مخصص لمعالجات Phenom/Athlon يدعم جيليه الأول و الثاني و أيضا سيدعم الجيل الجديد المبني على المعمارية المسماة Bulldozer ولكن مع إلغاء بعض الخصائص
مقبس+ AM3 و هو أحدث ما لدى AMD ويدعم معالجات Phenom II / Athlon II بالإضافة إلى الجيل الجديد مع كامل خصائصه
و اخيرا المقبس الجديد FM1 المخصص للمعالجات المبنية على Llano "معمارية تندرج تحت مشروع Fusion الذي سيتم التحدث عنه في نهاية الموضوع" وهذه المعالجات أطلقت عليهم AMD اسم APU accelerated processing unit
4- المعالج في عصر النهضة "الحالي"
هذه الأيام أصبح المعالج اكثر من وحدة حساب منطقية حيث تمت إضافة العديد من الخصائص و الميزات الجديدة لأسباب عدة أهمها تقليل التأخيرات الناتجة عن نقل البيانات بين المعالج و الأحزاء المسؤولة عن المهام المضافة ومنها
1- متحكم الذواكر : وهي الدارة المسؤولة عن التواصل و التخاطب بين المعالج و الذواكر "RAM" فهي تحدد كمية الذواكر التي يستطيع المعالج التعامل معها و هل المعالج سيدعم الECC أم لا و عدد قطع الذاكرة التي نستطيع ان نركبها ...
حاليا معالجات AMD و Intel جميعها تملك متحكم ذواكر مدمج بداخلها "معالجات Intel ما بعد الCore 2 لتوقف تصنيعها"
2- الجسر الشمالي : يوجد على اللوحة الام القديمة ثلاثة نقاط علام وهم مقبس المعالج و الجسر الشمالي الواقع أسفل المقبس و الجسر الجنوبي الواقع أسفل سابقه
الجسر الشمالي هو المسؤول عن منافذ التوسعة "مثل الPCI-E و PCI و AGP" و الجنوبي مسؤول عن الطرفيات كمنافذ الIDE و الSATA و USB ....
حاليا تم دمج هذا الجسر في كل من معالجات Intel Core I 2 Generation و AMD APU بشكل كامل.
3- المعالج الرسومي المدمج : صاحبة هذه الفكرة هي AMD "رغم أن Intel طرحتها قبل AMD" ولكن الأهداف مختلفة بين الشركتين لذلك سأدع شرح هذه النقطة لاحقا
اتمنى أن يكون هذا الموضوع قد اعجبكم
سأكمل في الموضوع القادم للتحدث عن AMD APU و معمارية الBulldozer الجديدة من AMD وما المميز فيها بالإضافة إلى نظرة سريعة على أطقم التعليمات ISA Instruction Set Architecture