شرح عمل معالجات Dual core و Core 2 Duo و المعالجات ذات النواة الواحدة

بسم الله الرحمن الرحيم

أصدقائي بعد البحث المضني على الانترنت وجدت ما يلي :

في السابق كان جيل المعالجات من أنتل هو بينتوم 1 .. بسرعات تصل إلى 100 ميغا هرتز فقط .. يعني بخنق على الرسام خخخخخ

تطورت التكنولوجيا و صار في بينتيوم 2 و 3 و 4 ...
في البينتوم 4 لوحظ أن المعالج لا يمكن أن يتم زيادة سرعته بدون وجود حرارة هائلة .. و أصبح الأمر مستحيلاً .. فبدأ التطوير من البناء الأساسي للمعالج و ظهرت أنواع كثيرة مثل سيليرون و ديول كور و كور ديو و كور تو ديو و كواد كور و غيرها
الفرق بينها هو في البنية الأساسية تماماً .
الهدف .. السرعة و السعر .. معالجات بأداء جيد بسعر منخفض .. معالجات بأداء خارق بسعر مرتفع ..

المهم ..
على الساحة يوجد شركتان .. AMD و Intel .. يوجد غيرها لكن هؤلاء المسيطرين على السوق التجاري .
لكل معالج يوجد ذاكرة كاش ..
مستوى أول بسرعة تصل إلى 100 غيغا بايت بالثانية
مستوى ثاني بسرعة تصل إلى 40 غيغا بايت بالثانية
مستوى ثالث بسرعة تصل إلى 10 غيغا بايت بالثانية
و ذلك في أفضل الأحوال ..
عندما تصل الأوامر إلى المعالج لمعالجتها فإن المعالجات ذات النواة الواحدة تقوم بتخزين الأمر في ذاكرة الكاش ثم تنفيذ جزء جزء بالتتالي
علماً أن العملية 4 + 3 تأخذ 3 مراحل الـ 4 و الـ + و الـ 3 ( المعالج لا يرى الأوامر مثلنا .. بل تصل إليه على شكل 1 و 0 .. الأمر معقد للشرح )
المعالجات ثنائية النواة يمكنها القيام بعمليتين في آن واحد
المعالجات رباعية النواة يمكنها القيام بأربع عمليات في آن واحد
النظام هو الأساس حيث قد لا يستطيع النظام توزيع الأوامر بين المعالجات !
أسرع معالج موجود على الأرض تصل سرعته إلى 300 ميغا هرتز ! مفاجأة ما ؟ و متوفر بسعر خيالي .. النوع التجاري يتوفر بسرعات حتى 266 ميغا هرتز بزيادة طفيفة بفواصل عشرية ..
المعالج الأحادي النواة يحوي على مثلا 14 وحدة معالجة بسرعة 200 ميغا هرتز ليعطي سرعة 2800 ميغا هرتز , تقوم كلها بعملية واحدة
المعالج Dual Core هو معالجان اثنان من السابق موضوعين مع بعض
هناك أجهزة كمبيوتر تحوي معالجان حقيقيان منفصلان .. و هذه الكمبيوترات أسرع من الكمبيوترات ذات المعالج Dual Core .. سنشرح السبب لاحقاً .
الـ Core Duo هو ثنائي النواة أيضاً .. فقط تسمية للجيل التالي من الـ Dual Core .. و كذلك الـ Core 2Duo هو الجيل الثالث منه .. فقط تسمية لا أكثر
المعالجات رباعية النواة تدعى Quad Core .. ثم الجيل التالي الذي سمي Core 2 Quad ..
الرام RAM يتم فيها تخزين الأوامر و البيانات التي سيتم معالجتها لاحقاً أو التي تم معالجتها .. سرعة الرام تصل في أفضل الأحوال إلى 5 غيغا بايت بالثانية .. و بالتالي :
الاعتماد كلياً على الرام و إلغاء عمل مستويات الكاش يعني انخفاض الأداء على الأقل بـ 20 مرة !
كلما ارتفع حجم ذاكرة الكاش للمعالج كلما تم تخزين مجموعة أكبر من الأوامر لتنفيذها و بالتالي سرعة أكبر ..
مثال في معالجات ثنائية النواة لشرح عملها :
لدينا معالج كور تو ديو 2900 ميغا هرتز , مستوى كاش أول 32 كيلو ×2 و مستوى كاش ثاني 3 ميغا
كل نواة بسرعة 2900 ميغا هرتز
كل نواة لها مستوى أول من الكاش هو 32 كيلو بايت
النواتان تشتركان بالمستوى الثاني من الكاش و يتم توزيعه حسب حاجة كل معالج ! ... يعني في حال الضغط الكبير .. كل معالج سيحصل على 1.5 ميغا من الكاش .. أو واحد منها سيحصل على 3 ميغا كاملة و الثاني سيعتمد على الرام مباشرة ! . تذكر الفرق بين السرعتين
لدينا كمبيوتر آخر بلوحة أم تحوي معالجين منفصلين كل منهما أحادي النواة بسرعة 2900 ميغا هرتز و كاش مستوى أول 32 كيلو و كاش مستوى ثاني 3 ميغا ..
هذه المرة لكل معالج كاشه الخاص به و لا يوجد اشتراك .. يعني الأداء ثابت لكلا المعالجين و يعتبر خارق .. لأن المجموع النهائي هو 6 ميغا من الكاش . طبعاً يجب أن يدعم النظام هذا النوع من توزيع الأوامر و إلا فلن تستفيد إلا من واحد منها فقط .
ماذا لو أحضرنا كمبيوتر أخر بلوحة ام تحوي معالجين منفصلين بسرعة 2900 ميغا هرتز لكل منهما و مستوى أول من الكاش 32 كيلو بايت و مستوى ثاني 1.5 ميغا بايت !؟
الفرق بين هذا التركيب و المعالج ثنائي النواة الأول هو أن أداء الجهاز سيكون أقل بالنسبة لبرنامج يستخدم معالج واحد .. أكثر توازناً في حال ازدحام البرامج .. بينما المعالج الأول أعلى سرعة بالنسبة لبرنامج يستخدم نواة واحدة (لأن تم حجز الكاش كلو له) و في حال الازدحام قد يتم تفضيل برنامج على آخر ...
أرجو أن تكون وصلت الفكرة ..

في المعالجات رباعية النواة هناك ما يدعى بالنهايتين .. أو بالموتين بالترجمة الحرفية ..
يعني ذلك أن الكاش مقسوم مناصفة بين كل نواتين .. لا يمكن حجز الكاش كاملاً لنواة واحدة .. بل فقط نصف الكاش كحد أقصى !..
يعني معالج 2.4 غيغا هرتز مع 8 ميغا بايت كاش يعني :
4 معالجات كل منها 2.4 غيغا هرتز
كل معالج يستطيع استهلاك حتى 4 ميغا بايت من الكاش فقط حد أقصى .. على حساب معالج واحد آخر .. بينما تبقى الـ 4 ميغا الثانية محجوزة للمعالجين الأخريين ..
يعني في حال الضغط من قبل برنامجين فقط يتم حجز 4 ميغا للمعالج الأول و تسليمه عمليات البرنامج الأول و 0 ميغا للثاني و لا يتم تسليم شيء له .. و 4 ميغا للثالث و تسليم أوامر البرنامج الثاني و 0 ميغا للرابع و لا يتم تسليم شيء له ..
عمليا يتم حجز جزء من الكاش من أجل استمرار عمل النظام و ذلك فقط على أحد المعالجات ..
في إدارة المهام يمكن تعيين الأفضلية لأي برنامج إلى أقصى حد ممكن و لكن هذا يعني أنه في معالجات ثنائية النواة سوف يتم حجز الكاش بالكامل إلى المعالج الأول و تسليمه البرنامج و يعمل الثاني مع النظام بدون كاش من خلال الرام مباشرة .. ستلاحظ أن قائمة إبدأ لن تظهر بسهولة أبداً ..

أرجو أن تصل كل الفكرة
مع التحية
المستررررررر