الفرق بين البروسيسور ( المعالج ) أحادي النواة وثنائى و متعددة النواة

core 2 due, CPU, Dual core, multi core, quad-core

يعتبر المعالج هو النواة الرئيسية لأي جهاز إلكتروني رقمي في العالم، و يكاد لا يخلو أي جهاز رقمي مهما صغر أو كبر من المعالج، فحتى الآلات الحاسبة تستخدم المعالجات لتنفيذ وظائفها الرئيسية فيمكننا تلخيص المعالج بأنه العقل المدبر لجميع أجزاء الجهاز الإلكتروني

يتكون المعالج من عدة وحدات أساسية تتواجد في جميع المعالجات في جميع الأجهزة و تقوم بالعمليات الأساسية و هي وحدة الحساب و المنطق و المسؤولة عن العمليات الحسابية و المنطقية و المسجلات المسؤولة عن تخزين قيم و بيانات معينة و وحدة التحكم المسؤولة عن جلب التعليمات و فك تشفيرها و تنفيذهاً، و مع تطور المعالجات بدأت تظهر وحدات لا يمكن وصفها بالرئيسية لأنها تختلف بإختلاف الجهاز و الشركة المصنعة، و يملك المعالج عدة أطراف تقسم لقسمين رئيسية هما أطراق العناوين و أطراف البيانات بالإضافة لأطراف أخرى لتحديد وظائف معينة، أما أطراف العناوين فهي المسؤولة عن تحديد عنوان القطعة المراد إرسال أو إستقبال البيانات منها و بالتالي فإن هذه الأطراف فقط ترسل المعلومات من المعالج للجهاز لتشغيله، أما أطراف البيانات فهي المسؤولة عن إرسال البيانات من المعالج إلى القطعة التي تم تحديدها بأطراف العناوين أو إستقبال البيانات منها .

بعد المقدمة البسيطة يمكننا البدأ الآن بالتكلم عن المعالجات أحادية النواة و متعددة الأنوية و ما الفروق الرئيسية بينها و كبف نحدد ما هو الأنسب لجهاز معين، و لكن في البداية لنتعرف على النواة و ما الفائدة منها و وظيفتها الرئيسية.

النواة هي المعالج نفسه بجميع مكوناته و وحداته و وظائفه و بالتالي عندما نذكر النواة نحن نقصد وحدة الحساب و المنطق و وحدة التحكم و وحدة المسجلات، حيث أن هذه الوحدات الثلاثة مكملة لبعضها و تؤدي وظيفتين رئيسيتين أو طورين رئيسيين، الطور الأول هو جلب البيانات و الطور الثاني هو تنفيذ التعليمات، في الطور الأول يقوم المعالج بجلب التعليمة المراد تنفيذها و في الطور الثاني يقوم المعالج بتنفيذ التعليمة و تخزين ناتج العملية في أحد المسجلات المتخصصة و عند الإنتهاء من الطور الثاني يعود للطور الأول، وهذه الفترة منذ بدياة الطور الأول و حتى نهاية الطور الثاني تسمى دورة المعالج و تختلف التعليمات عن بعضها في عدد الدورات التي تحتاجها لتنفذ بشكل كامل فتعليمة الجمع مثلاً تحتاج لثلاثة دورات الدورة الأولى نحدد التعليمة و هي الجمع و الدورة الثانية نحدد القيمة الأولى المراد جمعها و الدورة الالثة نحدد القيمة الثانية المراد جمعها و حين إذن نكون أتممنا عملية الجمع، و تقاس سرعة المعالجات بعدد الدورات التي يتم تنفيذها في الثانية الواحدة، فمثلاً لو أن معالج يملك سرعة 1 جيجا هيرتز هذا يعني أنه قادر على تنفيذ 1000 دورة في الثانية الواحدة أي بمعدل 0.001 ثانية لكل دورة .

الآن و بعد أن فهمنا ما هي النواة يمكننا الإنتقال و بسهولة للتحدث عن المعالجات متعددة الأنوية و ببساطة فإن المعالجات متعددة الأنوية هي تلك التي تملك أكثر من معالج داخلها، على إعتبار أن المعالج يتكون من وحدة الحساب و المنطق و وحدة التحكم و وحدة مسجلات و بالتالي فإن المعالجات ثنائية النواة مثلاً تملك وحدتان للحساب و المنطق و وحدتان تحكم و وحدتان مسجلات، و كذلك الحال للمعالجات التي تملك أكثر من نواتين، و لكن السؤال ما الفائدة من وجود معالجات متعددة الأنوية ؟

الجواب ببساطة يتعلق فقط في سرعة المعالجات، فالمعالج الذي يملك نواتين قادر على تنفيذ دورتين في نفس الوقت أي أنه أسرع بالضعف من معالج أحادي النواة بنفس التردد، فمثلاً لو أخذنا معالج بتردد 1000 جيجا هيرتز أحادي النواة فإن الزمن لتنفيذ دورة واحدة هو 0.001 ثانية و لكن خلال هذا الزمن سيتم تنفيذ دورة واحدة أما في المعالجات ثنائية النواة فإن الزمن لتنفيذ دورة واحدة لن يختلف و سيبقى 0.001 ثانية و لكن سيتم تنفيذ دورتين خلال هذا الزمن و هذا لا يعني أن كل دورة تحتاج لنصف الزمن للتنفيذ، لا بل أن كل دورة ستأخذ 0.001 ثانية و لكن لأنه يوجدنواتين فإن كل نواة تقوم بتنفيذ دورة خلال الزمن و بالتالي في نفس الزمن أحصل على دورتين، و طبعاً هذا الكلام ينطبق على المعالجات التي تحتوي على أكثر من نواتين بنفس الطريقة فالمعالج الذي يحتوي على 4 أنوية ينفذ خلال نفس الفترة 4 دورات .

إن القائدة الحقيقية من المعالجات متعددة الأنوية تكمن في أنه يمكن تشغيل برنامجين أو أكثر و العمل عليهم بنفس الوقت دون تأثر أحدهما بالآخر لأن كل نواة ستنفذ برنامج، و لكن بالحقيقة إن للمعالجات متعددة الأنوية إستخدامات أكثر فاعلية مثل تنفيذ البرامج بطريقة أسرع و لكن كيف يتم ذلك ؟

 هل سمعت يوماً ببرنامج لا يعمل إلا على معالج ثنائي النواة أو أكثر ؟ إذا كان نعم فأنت بالتأكيد تسأل لماذا لا تعمل على معالجات أحادية النواة، و الجواب هنا ببساطة لأنها تم تصميمها لتنفذ تعليمتان في نفس الوقت، فالمعالج أحادي النواة ينفذ تعليمة تلو الأخرى و لكن البرامج التي يتم تصميمها لتعمل على أكثر من نواة فإنها تصمم على أساسا تنفيذ تعليمتان في نفس الوقت، و لكن هذه البرامج و التطبيقات قليلة جداً و لا نجدها إلاً في البرامج الكبيرة جداً و التي تملك عدد كبير جداً من التعليمات .

إذن عزيزي القارئ فى موقع ويكيموبايل أعتقد أنك تعلم الآن جيداً ما هي المعالجات متعددة الأنوية، و السؤال الذي يطرح نفسه و أتوقع أنه يتبادر في ذهنك ماتأثير استهلاك الطاقة فى الهواتف متعددة النواة على البطارية ؟ انه موفر للطاقة فان استهلاك معالج واحد رباعى للطاقة اقل من استهلاك اربع معالجات احادية والهاتف يحتاج بطارية قوية ليس لاستهلاك المعالج ولكن استعدادا للعمل الشاق على الهاتف بهذا المعالج الجبار

 

وتم الاعلان مؤخرا عن معالج Tegra3 وهو معالج رباعي النواة و بالتالي من ناحية السرعة فهو اعلى كفاءة و مع استعمال الانترنت والتحميل والالعاب والعمل الشاق تجد الهاتف يعمل بشكل ممتاز على عكس الهواتف احادية النواة
, وانطلقت سامسونج بمعالج رباعي النواه بسرعة 1.4 جيجاهرتز لهاتف جلاكسى اس 3

• في النهاية اوضح ان هناك علاقة معقدة بين عدد الانوية والتطبيقات وكفاءة الهاتف ولكن كلما زادت قدرة المعالج زادت قدرته على التحمل والتعامل مع التطبيقات الكبيرة و أتمنى أن أكون قد وفقت في طرح الموضوع بطريقة سهلة و اتمنى أن تكون الفائدة قد وصلت للجميع

في حال أعجبك الموضوع كل ما اوده منك هو نشر هذا الموضوع عبر أدوات المواقع الاجتماعية التالية: ايقونة فيس بوك وتويتر و +1 فى الشريط التالى