الفرق بين ثنائي النواة ورباعي النواة

بواسطة:
نهاد محمد إدريس الشريف - آخر تحديث:
٠٩:٥٣ ، ١٤ أبريل ٢٠١٩

محتويات

١ المعالج (Processor)
٢ مكونات المعالج وآلية عمله
٣ وحدة قياس سرعة المعالج
٤ مفهوم النواة في المعالجات
٥ الفروقات بين المعالجات في عدد أنويتها
٦ المراجع

المعالج (Processor)

هو أحد أهم الأجزاء الداخلية في الحاسوب المرتبط بشكل مباشر باللوحة الأم (Mother Board)، فكل شخص يود شراء حاسوب يبحث عن نوع المعالج وسرعته وخصائصه، الذي هو أشبه بعقل الإنسان في استقبال الأوامر، ثم معالجتها أو تحليلها، وبالتالي إعطاء النتائج التي تكون في شكل معلومات مفهومة يُستفاد منها، وفي الحاسوب هو قطعة مربعة الشكل خفيفة الوزن لا تتجاوز مساحتها حاليًا أكثر من نصف علبة الكبريت، ويخرج من أسفلها عدد من الإبر التي تُسمى Pins، لتتصل بالموقع المخصص للمعالج على اللوحة الأم، حيث وظيفة هذه الابر إيصال البيانات بين المعالج واللوحة الأم، والمعالج هو شريحة من السليكون مثبتة على القطعة المربعة الشكل أو بداخلها، وفيها الملايين من الترانزستورات، حتى أنّ الشركات المصنعة لبطاقات الشاشة (Video Card) تضع معالجات تساعد في تخفيف العبء عن هذه البطاقات وزيادة سرعتها. ^[١]

مكونات المعالج وآلية عمله

يُكوّن المعالج في جهاز الحاسوب من الوحدات الآتية: ^[١]

وحدة التحكم (cu=control unit)؛ وظيفة هذه الوحدة من المعالج إجراء عملية تنسيق سير البيانات بين أجزاء المعالج الأخرى؛ كوحدة الحساب والمنطق، ووحدة الاتصال بالناقل، اللتان يورَد توضيح وظائفهما لاحقًا.
وحدة الاتصال بالناقل (bus interface unit)؛ وظيفتها نقل البيانات بين المعالج وبقية أجزاء الحاسوب الداخلية، لا سيما الذاكرة الرئيسة (Main Memory)، والقرص الصلب (Hard Disk)، وغيرهما.
وحدة الحساب والمنطق (alu=arithmetic and logic unit)؛ تقسّم وحدتين، وهما كالآتي:
وحدة الأعداد الصحيحة؛ وهي التي تعالج البيانات التي ترد إلى المعالج، وتحديدًا معالجة الأعداد الصحيحة التي لا تشمل الفاصلة العشرية، إذ تعالج التطبيقات الثنائية؛ كبرامج الوورد، والبوربوينت، وما شاكلهما، وهي تخدم أكثر التطبيقات الأكثر شيوعًا عند غالبية المستخدمين.
وحدة الفاصلة العائمة (fpu=floating point unit)، إذ تُعالج هذه الوحدة البيانات التي تشمل الفاصلة العشرية، وأهم التطبيقات التي تعالجها هي برامج الرسم الهندسي؛ كبرنامج autocad، وبرامج الألعاب الثلاثية الأبعاد، وقد تعاظم استخدامها مؤخرًا لكثرة التطبيقات التي تعتمد عليها.

أما آلية عمل المعالج فهي كالآتي: ^[١]

يجلب المعالج الأوامر المخزنة في الذاكرة الرئيسة، التي تسمى fetch.
يحدد المعالج فيما بعد نوعية البيانات اللازمة لتنفيذ هذه الأوامر (decode )، وبناءً على ذلك يجلب البيانات المطلوبة.
ينفذ المعالج الأوامر ( execute )، ليرسل بعدها النتائج إلى الذاكرة الرئيسة.

وحدة قياس سرعة المعالج

كانت سرعة المعالج تُقاس قديمًا بالميجا هيرتز، أما اليوم فهي تُقاس بالجيجا هيرتز، أي إنّ الفرق أصبح بألف ضعف في قياس السرعة ما بين الأجيال القديمة للحاسوب والأجيال الحديثة، فعندما يقال إنّ سرعة المعالج هي 1 جيجا هيرتز؛ فهذا يعني أن هذا المعالج يستطيع تنفيذ 1000 دورة في الثانية أو نبضة، لكن يجب الانتباه إلى أنّ سرعة المعالج ليست المقياس الوحيد في تحديد سرعة الحاسوب كله، فهناك العديد من المكونات التي يجب أن تتناسب مع سرعة المعالج في الحاسوب. ^[٢]

مفهوم النواة في المعالجات

المقصود بالنواة في علم الحاسوب والأجهزة المشابهة للحاسوب؛ كالأجهزة المكتبية، وأجهزة الهواتف الذكية، وغيرها الكثير هو المعالج نفسه، فالنواة الواحدة هي معالج بكل مكوناته، إذ كان الحاسوب قديمًا يمتلك نواة واحدة أي معالجًا واحدًا، ومع مرور الوقت وحاجة المستخدمين إلى زيادة كفاءة عمل الحاسوب، ووجود كميات هائلة من البيانات التي تنتظر المعالجة في جهاز حاسوب أحادي النواة زادت الشركات المصنعة للمعالجات عدد الأنوية، وبالتالي قدرة الحاسوب على معالجة أكثر دورة معالجة في الوقت نفسه، فالحاسوب ثنائي النواة هذا يعني أنه قادر على معالجة دورتين في آن واحد، بالتالي زيادة قدرته على المعالجة، وكلما زادت عدد الانوية زادت عدد الدورات التي يستطيع الحاسوب معالجتها، فأصبح بإمكان المستخدم تشغيل أكثر من برنامج في آن واحد، فيتصفح مواقع الإنترنت وفي الوقت نفسه ينقل ملفات من مكان إلى آخر، لكن يُعاب على المعالجات متعددة الأنوية أنها تسهلك المزيد من الطاقة، وارتفاع درجة حرارتها، وبالتالي التنافس الحاصل بين الشركات المصنعة للمعالجات يكمن في معالجات قادرة على معالجة عالية السرعة وفي الوقت ذاته تحتوي أقل عدد من الأنوية، وأخيرًا يجب التنويه بأنه من الأخطاء المتعلقة بعدد الأنوية في المعالجات هو اقترانها بمسمى المعالج، لا سيما عند شركة إنتل، فالمعالجات الحديثة تُسمى بـ Core i3، أو Core i5، أو Core i7 وهكذا، وبعضهم يعتقد أن هذه الأعداد تدل على عدد الأنوية، لكنها في الحقيقة تدل على الجيل الخاص بالمعالج، فمعالجات Core i3 تحتوي نواتين فقط، في حين معالجات Core i5، وCore i7 تحتوي أربعة أنوية؛ أي الجيل الخامس من المعالجات. ^[٣]

الفروقات بين المعالجات في عدد أنويتها

تكمن هذه الفروقات بين المعالجات في عدد أنويتها من خلال الآتي: ^[٤]

السرعة، إذ أصبح واضحًا بأنه كلما زاد عدد الأنوية في المعالج زادت سرعته في المعالجة، بالتالي زيادة سرعة الجهاز الموجود فيه هذا المعالج، لكن ليس هذا هو فقط ما يحدد سرعة الجهاز، بل سرعة الأداء المقاسة بالجيجا هيرتز كذلك؛ فمثًلا أداء جهاز فيه معالج ثنائي النواة بسرعة أداء 1.7 جيجا هيرتز يكون أفضل من معالج ثماني النواة بسرعة 1.2 جيجا هيرتز.
استهلاك الطاقة، يُعدّ المعالج قليل الأنوية أقل استهلاكًا للطاقة، إذ إنّ المعالج يوفّر الطاقة لجميع الأنوية أثناء تشغيل الجهاز.
الحرارة، المعالج عمومًا من المكونات التي ترتفع حرارتها أثناء تشغيل الحاسوب بشكل كبير، وبالتالي الحاسوب الأكثر من حيث عدد الأنوية ترتفع درجة حرارته أكثر.
السعر، من الطبيعي أنّ زيادة عدد الأنوية تتبعها زيادة تعقيد في تصنيعها، وبالتالي زيادة سعرها على المستخدم.