حتى قبل خمس أو ست سنوات ، كان القليل من الناس يعرفون عن إدخال المعالجات متعددة النواة ، على الرغم من أن هذه الأجهزة كانت تستخدم بالفعل في أنظمة الخادم. مع استكمال هذه العناصر حواسيب شخصيةبدأت في 2005.
ماذا تقدم المعالجات متعددة النواة من حيث تحسين أداء الكمبيوتر؟
مبدأ زيادة قوة الجهاز بسبب تشغيل عدة نوى هو تقسيم حل المهام. في شكل معمم ، يمكننا القول أن أي عملية تعمل في النظام لها عدة خيوط. مع إمكانية التشغيل المتزامن لعدة تطبيقات (عمليات) ، فإننا نتحدث عن تعدد المهام ، الذي يدعمه نظام التشغيل Windows.
عدد طرازات المعالجات ذات التخزين المؤقت للتردد وخصائصها. . معالج اللعبةلا ينبغي أن يكون شيطان السرعة ، لكن الأمر يستحق الجهد المبذول. على الرغم من احتمال حدوث ظواهر في الزجاجات ، فإن أهم عنصر في مجموعة الألعاب هو بطاقة الفيديو.
تعتمد المعالجات على الأجهزة اللوحية والهواتف الذكية على بنية مختلفة. تعتبر المعالجات اللوحية أقل حداثة وتستخدم مجموعة مختلفة من التعليمات. ما هي معالجات الشركة الأفضل؟ ما هي النماذج الأكثر كفاءة وموثوقية؟ ما هي الخطوط الأكثر شهرة؟ قم بزيارة موقعنا لترى أشهر المعالجات على الموقع!
تسمح لك المعالجات متعددة النواة بزيادة سرعة البرامج ، على الرغم من تطبيق مبدأ تعدد المهام أيضًا على جهاز أحادي النواة. لذلك ، يقوم أحد النوى بمعالجة المعلومات النصية ، والآخر - الاستماع إلى الموسيقى ، بينما تعمل هذه التطبيقات في وقت واحد. 
الكلية التقنية للنقل براسوف. إنه المعالج الوحيد في العالم الذي يمكنه تشغيل تعليمات 64 بت وتعليمات 32 بت في وقت واحد. وصلت هذه المعالجات بعد إطلاق الأفضل في العالم. يمكن لمحرك التنفيذ السريع تنفيذ التعليمات في غضون نصف دورة ، مما يؤدي إلى مضاعفة التردد الأساسي بشكل فعال وتقليل زمن الوصول.
قم بتشغيل ذاكرة التخزين المؤقت للتتبع. يقوم نظام التخزين المؤقت الفعال بتخزين العمليات الصغيرة التي تم فك تشفيرها في ترتيب تنفيذ البرنامج ، مما يؤدي إلى استخدام ذاكرة التخزين المؤقت بشكل أكثر كفاءة مع تقليل زمن الوصول. يعمل تمرير ذاكرة التخزين المؤقت المحسن على تحسين نقل البيانات إلى قلب المعالج.
إذا ، على سبيل المثال ، أخذنا برنامج مضاد للفيروسات، ثم يقوم مؤشر ترابط واحد بإجراء مسح للذاكرة و محركات الأقراص الصلبةوالآخر هو التحديث قواعد بيانات مكافحة الفيروسات. المثال مبسط للغاية ، ولكنه يسمح لك بفهم المفهوم العام الذي تعمل به المعالجات متعددة النواة.
في جهاز كمبيوتر به جهاز تقليدي للتشغيل المتزامن للبرامج ، يتم إنشاء إمكانية افتراضية لتنفيذها. هنا يعمل نظام التشغيل بمكر ، ويقوم بتبديل عمل الخيوط بالتناوب ، كل شيء يحدث في جزء من الثانية ويكون غير مرئي للمستخدم. اتضح أن Windows قام بتحديث برنامج مكافحة الفيروسات قليلاً ، ثم بدأ في المسح ، وبعد ذلك بدأ التحديث مرة أخرى. لدى المستخدم انطباع بأن كل شيء يحدث في نفس الوقت.
تعمل النقطة العائمة المتقدمة ووحدة الوسائط المتعددة على تسريع العمليات مثل ترميز الصوت والفيديو ومعالجة الصور وتدفق الفيديو. كلما كان خط الأنابيب أقصر ، ارتفع الأداء. التنبؤ بالفرع الديناميكي المتقدم. تبدأ رقائق اليوم العمليات بترتيب خاطئ. يساعد المتنبئ المتفرّع المعالج على رؤية المستقبل بشكل أفضل ، وبالتالي تجنب العمليات ذات الاحتمالية العالية للإلغاء والحذف ، مما يحسن الكفاءة.
يحتوي بارتون على ذاكرة تخزين مؤقت سعة 512 كجم من المستوى 2. وحدة تنفيذ النقطة العائمة. نظرًا لأداء المعالج ، تم تكوين انطباع خاطئ بأن المعالج الأكثر ميغا هرتز هو الأقوى. هذا خطأ لأنه يتعين علينا مراعاة عدة عوامل عندما يتعلق الأمر بالأداء.
في حالة تشغيل معالج متعدد النواة ، لن يتم إجراء هذا التبديل. يرسل نظام التشغيل بشكل صريح مؤشرات ترابط إلى مراكز محددة. نتيجة لذلك ، يصبح من الممكن التخلص من تدهور الأداء ، كما في حالة التبديل بين المهام. 
يتم تنفيذ البرامج في وقت واحد ، ونتيجة لذلك ، سيتم تحديث قواعد البيانات والمسح بشكل أسرع. ومع ذلك ، لا يدعم كل تطبيق هذه التكنولوجياويمكن تحسينها بهذه الطريقة. ينشئ المطورون المزيد والمزيد من البرامج التي يمكنها التعامل مع المعالجات متعددة النواة.
ذاكرة التخزين المؤقت ، وهي عبارة عن مخزن مؤقت سريع جدًا متصل بالمعالج. هناك ثلاثة أنواع من ذاكرة التخزين المؤقت: المستوى 1 والمستوى 2 والمستوى 3. دعونا لا ننسى طراز المعالج والجوهر عندما يتعلق الأمر بالأداء. يشير النموذج والنواة إلى بنية المعالج.
من أجل الحصول على أقصى طاقة معالجة من المعالج ، يجب أن يكون لدينا تكوين متوازن. تعتمد المعالجات على السيليكون ، وسرعان ما سيقترب حجم الترانزستورات من المسافة بين ذرات السيليكون وسيتعين عليها الانتقال إلى مادة أخرى شبه موصلة يجب "اختراعها" لأن السيليكون هو أفضل لحظة متاحة.
اليوم ، ينقسم سوق هذه الأجهزة بين AMD و Intel ، وهما من الشركات المصنعة الرائدة. أجهزة الكمبيوتر الثابتة الحديثة وأنظمة الخادم وكذلك أجهزة الكمبيوتر المحمولة والهواتف الذكية تستخدم نواة متعددة معالجات إنتلأو AMD.
حتى الأجهزة منخفضة السعر تحتوي على مركزين على الأقل ، على الرغم من أنه يتم أيضًا إنتاج معالجات بها 4 أو 6 أو 8 أو أكثر من العناصر. ومع ذلك ، لا يمكن الحصول على الأداء الكامل للأجهزة إلا إذا كان النظام بأكمله متوازنًا ، ويجب أن تتوافق معلماته مع كل من ذاكرة الوصول العشوائي و HDDوبطاقة الفيديو والمكونات الأخرى للكمبيوتر.
اعتمادًا على المعالج المحدد للتوافق مع اللوحة الأم، نحن بحاجة لشراء لوحة أم بمقبس وحدة المعالجة المركزية. يمثل المقبس الجزء الموجود على اللوحة الأم حيث يتم توصيل المعالج. يستخدم نوع معين من المعالج عددًا معينًا من المسامير التي تربط المعالج باللوحة الأم ، مما يشير إلى اسم المقبس.
يشير هذا إلى حقيقة أن المسامير لم تعد موجودة على وحدة المعالجة المركزية ، ولكن على اللوحة الأم ، بينما أيضًا غير واضحة ، تحتوي وحدات المعالجة المركزية على دبابيس فقط. بالإشارة إلى درجة حرارة المعالج ، يمكننا القول أن لكل معالج درجة حرارة قصوى يمكنه التعامل معها ، ومن الجيد أن يكون المعالج قويًا قدر الإمكان ، لأنه كلما كان الجو أكثر برودة ، كان عمره أطول.
ما هو نواة المعالج
في وسط المعالج الدقيق المركزي الحديث (CPU - مختصر من وحدة المعالجة المركزية الإنجليزية - جهاز الحوسبة المركزية) هو اللب (النواة) - بلورة السيليكون بمساحة حوالي سنتيمتر مربع واحد ، والتي ، عن طريق العناصر المنطقية المجهرية ، مخطط الرسم البيانيالمعالج ، ما يسمى العمارة (معمارية الرقاقة).
المبادئ الأساسية لشراء المعالج. موصى به للشراء معالج قوي. قائمة تحديد. المعالجات الحديثةالحصول على درجة حرارة شديدة أثناء العمل ويجب أن تظل درجة حرارتها أقل من حد معين لضمان ذلك الأداء الأمثل. للقيام بذلك ، يتم تثبيت مبرد على المعالج ، يتكون من مروحة مثبتة عليها المروحة. يتكون المبدد الحراري من قاعدة يتم مقارنتها بهيكل لوحة وعادة ما تكون مصنوعة من الألومنيوم ولكن يمكن أن تحتوي أيضًا على أجزاء نحاسية تكون موصلًا أفضل للحرارة.
يتم توصيل النواة ببقية الرقاقة (تسمى "الحزمة" ، حزمة وحدة المعالجة المركزية) باستخدام تقنية الرقاقة القلابة (رقاقة الوجه ، الرابطة ذات الرقاقة - قلب مقلوب ، حامل بلوري مقلوب). سميت هذه التقنية بهذا الاسم لأن الجزء الخارجي - المرئي - من القلب هو في الواقع "الجزء السفلي" من اللب ، لضمان الاتصال المباشر مع المبدد الحراري لتبديد الحرارة بشكل أفضل. على الجانب الخلفي (غير المرئي) توجد "الواجهة" نفسها - اتصال البلورة والعبوة. يتم توصيل قلب المعالج بالحزمة باستخدام Solder Bumps.
تتلامس الرسالة مع سطح المعالج ، حيث تلتقط منه الحرارة المتولدة منه وتبددها ببنية رقائقية في البيئة. هذا النوع من التبريد يسمى التبريد السلبي. تضمن المروحة نقل الهواء الساخن بالقرب من سطح الرادياتير ، مما يوفر تبادلًا حراريًا أكثر كفاءة بين المبرد والبيئة. يسمى هذا النوع من التبريد التبريد النشط. عادة ما يتم تغطية المروحة بشبكة معدنية صغيرة لمنع الاتصال بين ريش المروحة والكابلات التي تمر عبر الجزء الداخلي من علبة الكمبيوتر.
يقع اللب على قاعدة من القماش ، حيث تنتقل مسارات التلامس إلى "الأرجل" (وسادات التلامس) ، مملوءة بواجهة حرارية ومغلقة بغطاء معدني واقي.
ما هو المعالج متعدد النواة
المعالج متعدد النواة هو معالج دقيق مركزي يحتوي على نواتين أو أكثر للمعالجة على شريحة معالج واحدة أو في حزمة واحدة.
شراء مبرد. هناك العديد من أنواع المبردات ، لكن يوصى بشراء واحدة فعالة وفي نفس الوقت لا تحتوي على مروحة صاخبة جدًا. يوصى بشراء مبرد بيليه نحاسي بدلاً من مكان اتصال غرفة التبريد بوحدة المعالجة المركزية. كما ذكرنا أعلاه ، فإن شراء معالج يعتمد إلى حد كبير على ميزانيتك الشخصية.
معظم مشكلة كبيرةفي إنشاء نموذج المعالج هذا هو التوازن الأمثل بين الأداء واستهلاك الطاقة. يستخدم هذا التكوين مركزين ، أحدهما عند طاقة منخفضة والآخر عند القوة الكاملة. يستخدم هذان المركزان نفس مجموعة التعليمات ويمكنهما تنفيذ جميع الرموز نفسها ، لذا فإن الطاقة والاستهلاك هما الفارق الكبير بينهما.
ما هو متعدد النواة؟
الأول (بالطبع أحادي النواة!) انتل المعالج الدقيقتم تقديم 4004 في 15 نوفمبر 1971 بواسطة شركة Intel. احتوت على 2300 ترانزستور ، عملت عليها تردد الساعة 108 كيلو هرتز وتكلفة 300 دولار.
نمت باستمرار متطلبات قوة الحوسبة للمعالج الدقيق المركزي وتستمر في النمو. ولكن إذا كان على الشركات المصنعة للمعالجات السابقة أن تتكيف باستمرار مع الطلبات العاجلة (المتزايدة باستمرار!) لمستخدمي أجهزة الكمبيوتر ، فإن صانعي الرقائق الآن في المقدمة!
كل من الأجهزة والبرامج قيد التطوير المستمر ، المعدات برمجةوالعكس صحيح. مثل هذا الاختراق هو أيضًا ترحيل أنظمة الحوسبة 32 بت و 64 بت ، مع ما يترتب على ذلك من آثار على البرامج ذات أنظمة التشغيل والبرامج ذات 64 بت. ماذا يعني الكمبيوتر بمعالجة 64 بت أو معالج 64 بت أو 64 بت وما هي الاختلافات بينها وبين 32 بت.
لفهم ما هي 32 و 64 بت ، علينا أن نبدأ من الجوهر: ما هو القليل؟ البتة هي الوحدة الأساسية للمعلومات ، ويتم تمثيلها رياضيًا إما 0 أو 1 ؛ تتم معالجة جميع البيانات المخزنة على جهاز كمبيوتر ، ممثلة بـ 0 أو 1 ، بواسطة المعالج في نظام من القيم يحتوي فقط على 0 و 1 ، ويسمى أيضًا ثنائي. لكي يعمل الكمبيوتر بكمية كبيرة من البيانات وليس اثنتين فقط الأنظمة الثنائية، يستخدمون مجموعات 8 بت ، والتي تشكل بايت أو بايت باللغة الرومانية.
لفترة طويلة ، كانت الزيادة في أداء المعالجات التقليدية أحادية النواة ترجع أساسًا إلى الزيادة المتسلسلة في تردد الساعة (تم تحديد حوالي 80 ٪ من أداء المعالج بواسطة تردد الساعة) مع زيادة متزامنة في عدد الترانزستورات على شريحة واحدة. ومع ذلك ، هناك زيادة أخرى في تردد الساعة (عند تردد ساعة يزيد عن 3.8 جيجاهرتز ، تسخن الرقائق ببساطة!) تقاوم عددًا من الحواجز المادية الأساسية (لأن العملية التكنولوجيةاقترب حجم الذرة: اليوم يتم إنتاج المعالجات باستخدام تقنية 45 نانومتر ، ويبلغ حجم ذرة السيليكون حوالي 0.543 نانومتر):
يؤثر عدد البتات المستخدمة بواسطة بنية المعالج على عدد الخلايا الذاكرة الداخليةالتي يمكن معالجتها واستخدامها. معالجات 32 بت - استخدم 32 بت لتمثيل وتحديد عنوان الذاكرة. معالجات 64 بت - استخدم 64 بت لتمثيل عنوان الذاكرة. ينتج عن ذلك قدرته على معالجة 2 ^ 64 بايت من الذاكرة الداخلية ، أي أكثر من 17 مليار غيغابايت - سعة لا تُقاس أكثر من معالج 32 بت.
جميع المعالجات الجديدة 64 بت. هذا يعني أنها مصممة لتشغيل أنظمة وبرامج تشغيل 64 بت ، بالإضافة إلى القدرة على تشغيل برامج 32 بت عن طريق محاكاة بيئة أجهزة 32 بت. بدلاً من ذلك ، لن يتمكن المعالج 32 بت من تشغيل برنامج 64 بت لأن الأخير يتطلب بيئة تنفيذ أكثر تعقيدًا.
أولاً ، مع انخفاض حجم البلورة وزيادة تردد الساعة ، يزداد تيار التسرب للترانزستورات. هذا يؤدي إلى زيادة في استهلاك الطاقة وزيادة في انبعاث الحرارة ؛
ثانيًا ، يتم تعويض فوائد سرعات الساعة الأعلى جزئيًا عن طريق فترات الوصول إلى الذاكرة ، حيث أن أوقات الوصول إلى الذاكرة لا تواكب سرعات الساعة المتزايدة ؛
القضايا الأخرى المتعلقة بهذا السؤال هي أيضًا. أنظمة 64 بت ليست ضعف سرعة أنظمة 32 بت. ما هو نظام التشغيل الذي تستخدمه - 32 بت أم 64؟ - ما هي نقاط القوة والتحديات التي تواجهها باستخدام نظام تشغيل على هذه البنية؟
يتم بيع جهازين بسعر أرخص في كوريا الجنوبية
وبحسب الصحيفة ، فإن ثلاثة عوامل كانت وراء هذه البداية الجيدة في كوريا الجنوبية. والأسوأ بكثير إذا مرت أيام أو أسابيع ، وليس شهورًا. يتم بيعها على التوالي مقابل 800 دولار أمريكي و 799 يورو في أوروبا. سيصل اختباره أيضًا في الأيام القادمة. ومع ذلك ، بالنسبة لهذه الطبعة ، قام المؤسس بتغيير صيغته إلى حد ما ، حيث كان قد بدأ بالفعل وباع بعضها. لديهم حاليًا أكثر من 30 معالجًا جديدًا و 8 شرائح جديدة ومجموعة من التقنيات المعروفة بالفعل جزئيًا للبعض وتقترب من البعض الآخر.
ثالثًا ، بالنسبة لبعض التطبيقات ، تصبح البنى التسلسلية التقليدية غير فعالة مع زيادة سرعات الساعة بسبب ما يسمى "عنق زجاجة فون نيومان" ، وهو عنق زجاجة ناتج عن التدفق المتسلسل للحساب. في الوقت نفسه ، يزداد تأخير إرسال إشارة RC ، وهو عنق زجاجة إضافي مرتبط بزيادة تردد الساعة.
قائمة التقنيات المضمنة في القلوب لا تختلف حقًا عما كان لدينا بالفعل في الجيل السادس. 
هذه تقنية مملوكة وبالتالي قد يكون لها موصل خاص بها اللوحات الأمأوه. 
حتى لا تفقد المستهلك كثيرًا ، تحتفظ الموجة الجديدة من المعالجات بنفس تسميات الجيل السادس ، أي.
ببساطة لأن دورة التجديد تتراوح من ثلاث إلى خمس سنوات في المتوسط ، وفقًا للممثلين. سيكون أكثر كفاءة في عمليات تشفير الفيديو من خلال دعم البرامج وتعليمات التشفير المنزلي. 
لم يتم ذكر جودة الأجزاء المستخدمة ، ولكن من الجيد أن تظل في أدنى مستوياتها للحفاظ على سلاسة اللعبة. لكن لا يوجد شيء جديد هنا.
كما أن استخدام الأنظمة متعددة المعالجات ليس منتشرًا على نطاق واسع ، لأنه يتطلب لوحات رئيسية متعددة المعالجات معقدة ومكلفة. لذلك ، تقرر تحقيق زيادة أخرى في أداء المعالجات الدقيقة بوسائل أخرى. تم التعرف على مفهوم تعدد مؤشرات الترابط ، الذي نشأ في عالم أجهزة الكمبيوتر العملاقة ، باعتباره الاتجاه الأكثر فاعلية - وهذا هو المعالجة المتوازية المتزامنة للعديد من تدفقات التعليمات.
حتى في الأمعاء بواسطة Intelوُلدت تقنية Hyper-Threading Technology (HTT) - وهي تقنية لمعالجة البيانات فائقة الترابط التي تسمح للمعالج بتنفيذ ما يصل إلى أربعة سلاسل برامج في وقت واحد في معالج أحادي النواة. يعمل Hyper-threading على تحسين أداء التطبيقات كثيفة الاستخدام للموارد (على سبيل المثال ، تلك المتعلقة بتحرير الصوت والفيديو ، والنمذجة ثلاثية الأبعاد) ، بالإضافة إلى تشغيل نظام التشغيل في وضع تعدد المهام.
يحتوي معالج Pentium 4 المزود بتقنية Hyper-threading الممكنة على نواة مادية واحدة مقسمة إلى نواتين منطقيتين ، لذلك يعرفه نظام التشغيل على أنه اثنين معالجات مختلفة(بدلاً من واحد).
أصبح الترابط المفرط في الواقع نقطة انطلاق لإنشاء المعالجات ذات النوى المادية على شريحة واحدة. في شريحة ثنائية النواة ، يعمل نواتان (معالجان!) بالتوازي ، مما يوفر أداءً أفضل عند تردد ساعة منخفض ، حيث يتم تنفيذ دفقين من التعليمات المستقلة بالتوازي (في وقت واحد!)
هندسة النظم متعددة النواة
يمكن تصنيف المعالجات متعددة النواة من خلال وجود دعم لذاكرة التخزين المؤقت المتماسكة (المشتركة) بين النوى. هناك معالجات بمثل هذا الدعم وبدونه.
طريقة الاتصال بين النوى: شبكة الحافلات المشتركة (Mesh) على شبكة القنوات من نقطة إلى نقطة مع ذاكرة تخزين مؤقت مشتركة للتبديل
تسمى قدرة المعالج على تنفيذ العديد من مؤشرات ترابط البرنامج في وقت واحد التوازي على مستوى الخيط (TLP). تعتمد الحاجة إلى TLP على الموقف المحدد (في بعض الحالات يكون الأمر ببساطة عديم الفائدة!).
المشاكل الرئيسية لإنشاء معالجات متعددة النواة
يجب أن يكون كل نواة معالج مستقلًا ، مع استهلاك طاقة مستقل وطاقة متحكم بها ؛
يجب تزويد سوق البرمجيات ببرامج يمكنها تقسيم خوارزمية تفريع التعليمات بشكل فعال إلى عدد زوجي (للمعالجات ذات عدد زوجي من النوى) أو عدد فردي (للمعالجات ذات عدد فردي من النوى) ؛
فوائد المعالجات متعددة النواة
القدرة على توزيع عمل البرامج على سبيل المثال المهام الرئيسية للتطبيقات ومهام الخلفية نظام التشغيل، على عدة نوى.
زيادة سرعة البرامج ؛
العمليات التي تتطلب حسابات مكثفة أسرع بكثير ؛
استخدام أكثر كفاءة لتطبيقات الوسائط المتعددة التي تتطلب متطلبات حسابية (على سبيل المثال ، محرري الفيديو) ؛
انخفاض استهلاك الطاقة
يصبح عمل مستخدم الكمبيوتر أكثر راحة ؛
عيوب المعالجات متعددة النواة
تدفع تكلفة الإنتاج المتزايدة للمعالجات متعددة النواة (مقارنة بالمعالجات أحادية النواة) صانعي الرقائق إلى زيادة تكلفتهم ، وهذا يقيد الطلب جزئيًا ؛
منذ كبشاثنان أو أكثر من النوى تعمل في نفس الوقت ، فمن الضروري "تعليمهم" للعمل دون تعارضات ؛
تتطلب زيادة استهلاك الطاقة استخدام دوائر طاقة قوية ؛
أحتاج المزيد نظام قويتبريد؛
كمية البرامج المحسّنة لتعدد النواة لا تكاد تذكر (تم تصميم معظم البرامج للتشغيل في الوضع أحادي النواة الكلاسيكي ، لذلك لا يمكنهم ببساطة استخدام قوة معالجة النوى الإضافية) ؛
تستخدم أنظمة التشغيل التي تدعم المعالجات متعددة المراكز (على سبيل المثال ، Windows XP SP2 والإصدارات الأحدث) موارد الحوسبة الخاصة بالمراكز الإضافية لتلبية احتياجات النظام الخاصة بهم ؛
يجب أن ندرك أنه في الوقت الحاضر يتم استخدام المعالجات متعددة النواة بشكل غير فعال للغاية. بالإضافة إلى ذلك ، في الممارسة العملية معالجات n-coreلا تقم بإجراء عمليات حسابية n مرات أسرع من العمليات أحادية النواة: على الرغم من أن الزيادة في الأداء تبدو كبيرة ، إلا أنها تعتمد إلى حد كبير على نوع التطبيق. بالنسبة للبرامج غير المصممة للعمل مع المعالجات متعددة النواة ، يزيد الأداء بنسبة 5٪ فقط. لكن البرامج المحسّنة للمعالجات متعددة النواة تعمل بشكل أسرع بنسبة 50٪.
