ما هي نوى المعالج؟ والخيوط المنطقية أو النوى؟

إن معرفة مكونات جهاز الكمبيوتر الخاص بك بشكل جيد هو المفتاح عند تجميع تكوين جيد. ولكن لا يعلم الجميع أنهم نوى المعالج ، وما هو الفرق بين النواة المادية والمنطقية وما هو HyperThreading Intel أو SMT من AMD.

هل تريد معرفة المزيد؟ لا تفوت مقالنا عن نوى المعالج!

فهرس المحتويات

تقوم وحدة المعالجة المركزية (المعالج) في الكمبيوتر بكل العمل ، وتقوم بتشغيل البرامج بشكل أساسي. لكن المعالجات الحديثة تقدم ميزات مثل متعدد النواة وسلاسل متعددة. حتى أن بعض أجهزة الكمبيوتر تستخدم معالجات متعددة.

قبل بضع سنوات ، كانت سرعة المعالج كافية عند مقارنة الأداء. ولكن الآن لم تعد الأمور بهذه البساطة.

الآن ، يمكن للمعالج الذي يقدم العديد من النوى أو الصفحات المتعددة أن يؤدي بشكل أفضل بكثير من المعالج أحادي النواة بنفس السرعة التي لا توفر سلاسل رسائل متعددة.

ويمكن أن تتمتع أجهزة الكمبيوتر التي تحتوي على معالجات متعددة بميزة أكبر. تم تصميم كل هذه الميزات للسماح لأجهزة الكمبيوتر بتشغيل عمليات متعددة بسهولة أكبر في نفس الوقت ، مما يؤدي إلى زيادة الأداء من خلال تعدد المهام أو تحت متطلبات التطبيقات القوية مثل برامج تشفير الفيديو والألعاب الحديثة. لذلك دعونا نلقي نظرة على كل من هذه الميزات وما قد تعنيه لك.

في هذه المقالة ، نراجع بعض المفاهيم مثل النوى مقابل خيوط المعالجة ، وما هو الغرض من كل منها وما يفيد جهاز الكمبيوتر.

ستهتم بالتأكيد بقراءة:

• أفضل المعالجات في السوق أفضل اللوحات الأم في السوق أفضل ذاكرة RAM في السوق أفضل بطاقات الجرافيكس في السوق

ما هو المعالج؟

كما يعرف 99٪ من مستخدمي الكمبيوتر بالفعل ، المعالج هو وحدة المعالجة المركزية. هذا هو المكون الأساسي لكل كمبيوتر.

بمعنى آخر ، يحتوي كل شيء يحسبه على معالج داخلي ، وهو المكان الذي يتم فيه إجراء جميع الحسابات بمساعدة تعليمات نظام التشغيل.

يمكن للمعالج معالجة مهمة واحدة في كل مرة. هذا ليس جيدًا جدًا للأداء. ولكن هناك بالفعل معالجات متقدمة تسمح لك بالعمل مع العديد من المهام المتزامنة وتحسين الأداء.

الأيام القديمة من المعالجات المتعددة

الصورة عبر كومنز ويكيميديا

عندما نتحدث عن معالج ، فإننا نشير إلى شريحة يتم إدخالها في مقبس على اللوحة الأم. لذا ، في الأيام الأولى ، تعاملت إحدى هذه الرقائق مع مهمة واحدة فقط في كل مرة.

في الماضي ، كان الناس بحاجة إلى المزيد من الأداء من أجهزة الكمبيوتر. في ذلك الوقت ، كان الحل هو تضمين معالجات متعددة في جهاز كمبيوتر واحد. أي أنه كانت هناك مقابس متعددة ورقائق متعددة.

ستكون جميعها متصلة ببعضها البعض واللوحة الأم. لذلك ، من الناحية الفنية ، يمكن توقع أداء أفضل من جهاز الكمبيوتر. كانت هذه طريقة ناجحة إلى حد ما حتى اكتشف الناس الجوانب السلبية.

• كان من الضروري توفير مصدر طاقة مخصص وموارد تثبيت لكل معالج. نظرًا لكونها شرائح مختلفة ، كان وقت الاستجابة مرتفعًا جدًا. لم يكن هذا شيئًا جيدًا في الأداء ، حيث يمكن لمجموعة واحدة من المعالجات أن تنتج الكثير من الحرارة على المدى الطويل. لذلك سوف يتطلب الكثير من الموارد للتعامل مع الحرارة الزائدة.

اللوحة الأم المزدوجة لخادم المقبس

هذا يتطلب اللوحة الأم مع مآخذ متعددة المعالج. تحتاج اللوحة الأم أيضًا إلى أجهزة إضافية لتوصيل مآخذ المعالج هذه بذاكرة الوصول العشوائي (RAM) والموارد الأخرى. وبهذه الطريقة دخلت مفاهيم multithreading و multicore المشهد.

في الوقت الحالي ، تحتوي معظم أجهزة الكمبيوتر على معالج واحد فقط. يمكن أن يحتوي هذا المعالج الفردي على عدة نوى أو تقنية HyperThreading ، ولكنه لا يزال مجرد معالج فعلي يتم إدخاله في مقبس واحد على اللوحة الأم.

أنظمة المعالجات المتعددة ليست شائعة جدًا بين أجهزة الكمبيوتر الشخصية للمستخدمين المنزليين اليوم. حتى سطح مكتب الألعاب عالي الطاقة مع بطاقات رسومات متعددة سيكون له معالج واحد فقط. ولكن من الممكن العثور على أنظمة ذات معالجات متعددة في أجهزة الكمبيوتر الفائقة والخوادم والأنظمة المتطورة التي تحتاج إلى أقصى طاقة للمهام المعقدة. في هذه الأوقات ، سيكون وجود فريق مع العديد من المعالجات أقل كفاءة بكثير مما يبدو ، نظرًا لوجود معالجات سريعة جدًا والعديد من النوى للمستخدمين المنزليين مثل i9-7980XE.

نوى متعددة في معالج واحد

لم تكن فكرة ربط المعالجات المختلفة جيدة للأداء. ثم جاءت الفكرة إلى وجود معالجين داخل شريحة واحدة.

لذلك ، كطريقة لاتخاذ خطوة فعالة نحو الأداء ، ضمنت الشركات المصنعة معالجات متعددة في معالج واحد. كانت تسمى هذه الوحدات الجديدة النوى.

من الآن فصاعدا ، تسمى هذه المعالجات "معالجات متعددة النواة". بهذه الطريقة ، عندما قام نظام التشغيل بتحليل الكمبيوتر ، واجه معالجين.

بدلاً من تخصيص التخزين وإمدادات الطاقة لفصل الرقائق ، قامت المعالجات متعددة النواة بعمل أداء إضافي.

بالطبع ، كانت هناك مزايا أخرى أيضًا. لأن كلا المعالجين كانا على نفس الشريحة ، كان الكمون أقل. هذا ساعد على تحسين الاتصال والسرعة. حاليًا ، يمكنك رؤية مجموعة متنوعة من المعالجات متعددة النواة في السوق.

على سبيل المثال ، في المعالجات ثنائية النواة ، هناك وحدتان للمعالجة. وإذا وضعناها موضع التنفيذ ، في حالة المعالجات رباعية النواة ، نجد 4 وحدات معالجة.

على عكس multithreading ، لا توجد حيل هنا: يحتوي المعالج ثنائي النواة حرفيا على معالجين على الشريحة. يحتوي المعالج رباعي النواة على أربع وحدات معالجة مركزية ، ومعالج ثماني النواة يحتوي على ثماني وحدات معالجة مركزية ، وما إلى ذلك.

هذا يساعد على تحسين الأداء بشكل كبير مع الحفاظ على المعالج الفعلي صغيرًا لتناسب مقبس واحد.

يجب أن يكون هناك مقبس معالج واحد مع إدخال معالج واحد ، وليس أربعة مآخذ مع أربعة معالجات ، كل منها يحتاج إلى الطاقة والتبريد والأجهزة الأخرى الخاصة به. هناك كمون أقل لأن النوى يمكنها الاتصال بسرعة أكبر لأنها كلها على نفس الشريحة.

انتل هايبرثريد

كانت الحوسبة المتوازية في الصناعة منذ فترة. ومع ذلك ، كانت Intel هي التي جلبت فوائدها إلى الحوسبة الشخصية. وهناك كانت تسمى تقنية Intel Hyper-Threading.

تجعل تقنية Intel Hyper-Threading نظام التشغيل لديك يعتقد أن هناك معالجات متعددة ؛ في الواقع ، هناك واحد فقط. إنه نوع من التظاهر لتحسين الأداء والسرعة.

كان HyperThreading أول محاولة لشركة Intel لتوفير الحوسبة المتوازية لأجهزة الكمبيوتر الشخصية الاستهلاكية. ظهرت لأول مرة على معالجات سطح المكتب مع Pentium 4 HT في عام 2002.

كان لدى Pentium 4s قلب واحد ، لذلك يمكنهم أداء مهمة واحدة فقط في كل مرة. ولكن يبدو أن HyperThreading يعوض ذلك. باستخدام تقنية Intel هذه ، يظهر نواة مادية واحدة متعددة العمليات كمعالجين منطقيين في نظام تشغيل واحد. المعالج لا يزال واحدًا ، لذا فهو نوع من دمية. بينما يرى نظام التشغيل معالجين لكل نواة ، فإن أجهزة المعالج الفعلية لديها مجموعة واحدة فقط من موارد التنفيذ لكل نواة.

وبالتالي ، يتظاهر المعالج بأن لديه نوى أكثر مما لديه ، ويستخدم منطقه الخاص لتسريع تنفيذ البرنامج. بمعنى آخر ، يتم خداع نظام التشغيل لرؤية معالجين لكل قلب.

في ذلك الوقت أنشأنا بنتيوم 4 ، والذي أطلق عليه الولد من المتجر اسم "جهاز كمبيوتر ناسا". ما الأوقات تلك!

يسمح HyperThreading للنوى المنطقيين للمعالج بمشاركة موارد التنفيذ الفعلي. يمكن أن يؤدي ذلك إلى تسريع الأمور قليلاً: إذا كان أحد المعالجات الافتراضية عالقًا وانتظارًا ، يمكن للمعالج الظاهري الآخر استعارة موارد التنفيذ. يمكن أن يساعد HyperThreading على تسريع النظام ، ولكنه ليس جيدًا مثل وجود نوى إضافية حقيقية.

لحسن الحظ ، أصبحت خاصية "التراسل" الآن "مكافأة". في حين أن معالجات المستهلك الأصلية مع HyperThreading لم يكن لديها سوى نواة واحدة تمويه نفسها على أنها نوى متعددة ، فإن معالجات Intel الحديثة لديها الآن نوى متعددة وتكنولوجيا HyperThreading.

يظهر معالج ثنائي النواة متعدد مؤشرات المعالجة على أنه رباعي النواة في نظام التشغيل ، بينما يظهر معالج رباعي النواة مع HyperThreading على أنه يحتوي على ثمانية نوى.

لا تعد المعالجة المتعددة بديلاً عن النوى الإضافية ، ولكن يجب أن يعمل المعالج ثنائي النواة مع HyperThreading بشكل أفضل من المعالج ثنائي النواة بدون HyperThreading.

سيتم تقسيم موارد تنفيذ الأجهزة وترتيبها لتوفير أفضل سرعة لعمليات متعددة. كما ترى ، فإن العمل بأكمله افتراضي. يمكن أن يوفر هذا HyperThreading في الغالب تعزيزًا للأداء بنسبة 10-30 ٪ في المهمة التي يتم تشغيلها. تمتلك AMD أيضًا هذه التكنولوجيا ولكن بدلاً من HyperThreading تسميها SMT. هل تعمل؟ إنه نفس الشيء.

هل النوى والخيوط المتعددة تستحق ذلك؟

إذا كان جهاز الكمبيوتر الخاص بك يحتوي على معالج متعدد النوى ، فهذا يعني أن هناك العديد من وحدات المعالجة المركزية. هذا يعني أيضًا أنه يمكن أن يكون له أداء أفضل من المعالج أحادي النواة.

وإذا تحدثنا عن HyperThreading ، سيعمل معالج أحادي النواة بهذه التقنية بشكل أفضل من أحد هذه المعالجات التي تفتقر إلى تقنية تعدد المهام هذه.

من ناحية أخرى ، أن المعالج متعدد مؤشرات هو شيء افتراضي. في هذه الحالة ، تستخدم التكنولوجيا منطقًا إضافيًا لإدارة مهام متعددة. ونتيجة لذلك ، لن يكون الأداء الإجمالي مرئيًا حقًا. لذا ، إذا كنت تريد حقًا مقارنة معالج أحادي النواة أو معالج متعدد النواة ، فيمكننا أن نؤكد أن هذا الأخير هو الأفضل دائمًا. توفر ألعاب مثل Battlefield أو متعددة اللاعبين أداءً أفضل دائمًا باستخدام معالج به نوى منطقية متعددة في مناطق بها العديد من الانفجارات.

ما رأيك بمقالتنا حول ما هي نوى المعالج ؟ هل وجدتها مثيرة للاهتمام؟ هل تفتقد شيئا؟