بيت كل الأسئلة

لماذا تعتبر ثمانية نوى لمعالج الهواتف الذكية أفضل من أربعة؟ الحقيقة الكاملة عن المعالجات متعددة النواة المعالجات ذات 6 و 8 مراكز.

في الواقع، لا يحدث شيء من هذا القبيل. لفهم سبب عدم مضاعفة المعالج ثماني النواة أداء الهاتف الذكي، يلزم تقديم بعض التوضيحات. مستقبل معالجات الهواتف الذكية هو الآن. أصبحت المعالجات ثمانية النواة، التي لم يكن من الممكن أن تحلم بها إلا في الآونة الأخيرة، منتشرة بشكل متزايد. ولكن اتضح أن مهمتهم ليست زيادة أداء الجهاز.

نُشرت هذه التوضيحات في مقال “ثماني النواة مقابل رباعي النواة: هل يحدث فرقًا؟” على صفحات الموارد مراجعات موثوقة.

يعكس المصطلحان "ثماني النواة" و"رباعي النواة" عدد نوى وحدة المعالجة المركزية.

لكن الاختلاف الرئيسي بين هذين النوعين من المعالجات هو طريقة تثبيت نوى المعالج.

بفضل المعالج رباعي النواة، يمكن لجميع النوى العمل في وقت واحد لتمكين تعدد المهام بسرعة ومرونة، وألعاب ثلاثية الأبعاد أكثر سلاسة، وأداء أسرع للكاميرا، والمزيد.

تتكون الرقائق الحديثة ذات الثماني النواة بدورها من معالجين رباعي النواة يوزعان مهام مختلفة فيما بينهما حسب نوعها. في أغلب الأحيان، تحتوي الشريحة ذات الثمانية النواة على مجموعة من أربعة مراكز مع سرعة ساعة أقل من المجموعة الثانية. عندما يلزم إكمال مهمة معقدة، يتولى المعالج الأسرع هذه المهمة بشكل طبيعي.

المصطلح الأكثر دقة من "ثماني النواة" هو "ثنائي رباعي النواة". لكن الأمر لا يبدو لطيفًا وغير مناسب لأغراض التسويق. ولهذا السبب تسمى هذه المعالجات بثمانية النواة.

لماذا نحتاج إلى مجموعتين من نوى المعالج؟

ما هو سبب الجمع بين مجموعتين من نوى المعالج، وتمرير المهام لبعضها البعض، في جهاز واحد؟ لضمان كفاءة الطاقة! يعد هذا الحل ضروريًا للهاتف الذكي الذي يعمل بالبطارية، ولكن ليس للوحدة الرئيسية التي يتم تشغيلها باستمرار من خلال مصدر الطاقة الموجود في السيارة.

تستهلك وحدة المعالجة المركزية الأكثر قوة المزيد من الطاقة وتحتاج البطارية إلى الشحن بشكل متكرر. والبطاريات هي حلقة أضعف بكثير في الهاتف الذكي من المعالجات. ونتيجة لذلك، كلما كان معالج الهاتف الذكي أقوى، كلما زادت سعة البطارية التي يحتاجها.

ومع ذلك، بالنسبة لمعظم مهام الهواتف الذكية، لن تحتاج إلى أداء حوسبة عالي مثل المعالج الحديث. يعد التنقل بين الشاشات الرئيسية والتحقق من الرسائل وحتى التنقل عبر الويب من المهام الأقل استهلاكًا للمعالج.

لكن مقاطع الفيديو عالية الدقة والألعاب والعمل مع الصور تعد من هذه المهام. لذلك، فإن المعالجات ثمانية النواة عملية للغاية، على الرغم من أنه من غير الممكن أن يسمى هذا الحل أنيقا. يتعامل المعالج الأضعف مع المهام الأقل استهلاكًا للموارد. أكثر قوة - أكثر كثافة في استخدام الموارد. ونتيجة لذلك، يتم تقليل استهلاك الطاقة الإجمالي مقارنة بالحالة التي يكون فيها المعالج ذو تردد الساعة العالي فقط هو الذي يمكنه التعامل مع جميع المهام. وبالتالي، فإن المعالج المزدوج يحل في المقام الأول مشكلة زيادة كفاءة الطاقة، وليس الأداء.

الميزات التكنولوجية

تعتمد جميع المعالجات الحديثة ذات الثماني النواة على بنية ARM، أو ما يسمى بـ big.LITTLE.

تم الإعلان عن هذه البنية الكبيرة ذات الثمانية النواة في أكتوبر 2011 وسمحت لأربعة أنوية Cortex-A7 منخفضة الأداء بالعمل جنبًا إلى جنب مع أربعة أنوية Cortex-A15 عالية الأداء. وقد كررت ARM هذا النهج كل عام منذ ذلك الحين، حيث تقدم شرائح أكثر قدرة لكلا المجموعتين من نوى المعالج على الشريحة ثمانية النواة.

يركز بعض كبار صانعي شرائح الأجهزة المحمولة جهودهم على هذا المثال الكبير "ثماني النواة". واحدة من أولى وأبرزها كانت شريحة سامسونج الخاصة، Exynos الشهيرة. وقد تم استخدام نموذجه ثماني النواة منذ هاتف Samsung Galaxy S4، على الأقل في بعض إصدارات أجهزة الشركة.

في الآونة الأخيرة، بدأت شركة كوالكوم أيضًا في استخدام LITTLE في شرائح وحدة المعالجة المركزية Snapdragon 810 ذات الثماني النواة. على هذا المعالج تعتمد المنتجات الجديدة المعروفة في سوق الهواتف الذكية مثل HTC One M9 وG Flex 2، والتي أصبحت إنجازًا عظيمًا لشركة LG.

في بداية عام 2015، طرحت NVIDIA معالج Tegra X1، وهو معالج متنقل جديد فائق القوة تنوي الشركة تصنيعه لأجهزة الكمبيوتر الخاصة بالسيارات. الميزة الرئيسية لجهاز X1 هي وحدة معالجة الرسومات التي تتحدى وحدة التحكم، والتي تعتمد أيضًا على بنية big.LITTLE. أي أنه سيصبح أيضًا ثماني النواة.

هل هناك فرق كبير بالنسبة للمستخدم العادي؟

هل هناك فرق كبير بين معالج الهاتف الذكي رباعي النواة ومعالج ثماني النواة للمستخدم العادي؟ لا، في الواقع إنه صغير جدًا، كما تقول المراجعات الموثوقة.

مصطلح "ثماني النواة" محير إلى حد ما، لكنه يعني في الواقع ازدواجية المعالجات رباعية النواة. والنتيجة هي مجموعتان رباعية النواة تعملان بشكل مستقل، مدمجتان في شريحة واحدة لتحسين كفاءة استخدام الطاقة.

هل يحتاج كل جهاز حديث إلى معالج ثماني النواة؟ ولا توجد مثل هذه الحاجة؛ على سبيل المثال، تضمن شركة أبل كفاءة لا بأس بها في استخدام الطاقة في أجهزة آيفون من خلال معالج ثنائي النواة فقط.

وبالتالي، فإن بنية ARM الكبيرة ذات الثماني النواة هي أحد الحلول الممكنة لواحدة من أهم المشكلات المتعلقة بالهواتف الذكية - عمر البطارية. بمجرد العثور على حل آخر لهذه المشكلة، سيتوقف اتجاه تثبيت مجموعتين رباعية النواة في شريحة واحدة، وسوف تخرج هذه الحلول عن الموضة.

معالجات الجيل الثامن الجديدة (Coffee Lake). من بين أمور أخرى، قالت الشركة إن معالج Core i7-8700K الجديد ذو 6/12 نواة هو أفضل معالج ألعاب من Intel (يتم قياسه بمعدل إطار في الثانية على عينة من ألعاب AAA). بالإضافة إلى ذلك، قامت الشركة لأول مرة بإكمال عائلة Core i5 بشرائح سداسية النواة.

يعد Core i7-8700K هو الرائد الواضح بين جميع المنتجات الجديدة المقدمة. في اللعبة معدات الحربيُظهر معدل إطارات في الثانية أكبر بنسبة 25% مقارنة بالجيل السابع من معالج Core i7-7700K (4 نوى، 8 خيوط). من الواضح أن التطبيقات متعددة الخيوط يجب أن تحصل على أكبر مكاسب في الأداء (إذا كان هناك الآن 12 موضوعًا). هذا صحيح: إذا كنت تلعب في نفس الوقت لاعب غير معروف: ساحات القتالوقال ممثلو إنتل إنه أثناء تسجيل وبث الفيديو على الإنترنت، فإن زيادة الأداء تصل إلى 45٪.

وبطبيعة الحال، لن يستفيد اللاعبون فقط من مكاسب الأداء، ولكن أيضًا مستخدمي التطبيقات الأخرى متعددة الخيوط. على سبيل المثال، ينبغي ملاحظة اختلاف كبير في برامج مثل Adobe Premiere Pro لتحرير الفيديو، على الرغم من أن Intel لا توفر معايير، إلا أن هذا مجرد تخمين.

يتم تصنيع جميع المعالجات الجديدة باستخدام عملية تسميها Intel 14nm++، أي أن هذا هو الجيل الثالث من عملية 14nm (تتوافق ميزتان مع تحسينين من الإصدار الأصلي).

الميزات الرئيسية لمعالجات الجيل الثامن

وحدة المعالجة المركزية	عدد النوى	التردد (القاعدة)	التردد (التعزيز)	ذاكرة التخزين المؤقت L3	TDP
معالج i7-8700K (359 دولارًا)	6/12	3.8 جيجا هرتز	4.7 جيجا هرتز	12 ميجا بايت	95 واط
معالج i7-8700 (303 دولار)	6/12	3.2 جيجا هرتز	4.6 جيجا هرتز	12 ميجا بايت	65 واط
معالج i5-8600K (257 دولارًا)	6/6	3.6 جيجا هرتز	4.3 جيجا هرتز	9 ميجا بايت	95 واط
معالج i5-8400 (182 دولارًا)	6/6	2.8 جيجا هرتز	4.0 جيجا هرتز	9 ميجا بايت	65 واط
معالج i3-8350K (168 دولارًا)	4/4	4.0 جيجا هرتز	لا	6 ميجا بايت	91 دبليو
معالج i3-8100 (117 دولارًا)	4/4	3.6 جيجا هرتز	لا	6 ميجا بايت	65 واط

تعمل معالجات Core i5 وi7 بذاكرة DDR4-2666، وتعمل معالجات Core i3 بذاكرة DDR4-2400.

من خلال زيادة عدد النوى عبر خط المعالجات بأكمله، يبدو أن Intel تلعب في مجال AMD، أي أنها تحاول بناء استراتيجية دفاعية ضد منافس. تعد زيادة عدد النوى على المعالجات بنفس السعر إحدى الاستراتيجيات الرئيسية التي تدفع عروض Ryzen من AMD. من ناحية أخرى، نادرا ما تزيد Intel نفسها عدد النوى في وحدات المعالجة المركزية الخاصة بها. ومن خلال القيام بذلك الآن، فهي لا تقدم للمستخدمين منتجًا أفضل فحسب، بل توجه أيضًا ضربة لمنافسها.

تعمل شركة Intel على زيادة عدد النوى في معالجاتها غير HEDT لأول مرة منذ عام 2006، عندما تم إصدار Core 2 Extreme QX6700. حتى الآن، إذا كنت تريد أكثر من أربعة مراكز، فيجب عليك الترقية إلى معالجات HEDT (سطح المكتب المتطور). الآن أصبحت أكثر من معالجات رباعية النواة قياسية أخيرًا. هذه هي التضحيات التي يتعين على إنتل تقديمها للتنافس مع رايزن!

كان على المعالجات الجديدة تقليل تردد الساعة قليلاً. يتمتع Core i7-8700K بسرعة ساعة أساسية تبلغ 500 ميجاهرتز أقل من Kaby Lake i7-7700K. ومع ذلك، في وضع Turbo، يكون التردد أعلى بالفعل بمقدار 200 ميجا هرتز، وهو أمر غريب للغاية. وفقًا لبعض الخبراء، يرجع الانخفاض في سرعة الساعة الأساسية إلى القيود المفروضة على الحد الأقصى لاستهلاك الطاقة. يتم التلميح إلى ذلك من خلال حقيقة أن TDP في i7-8700K زاد قليلاً مقارنة بـ i7-7700K: من 91 إلى 95 واط.

تعني العلامة "K" الموجودة في اسم الشريحة أيضًا أن هذه الشرائح غير مقفلة لرفع تردد التشغيل. من حيث عدد النوى وحجم ذاكرة التخزين المؤقتة L3، فهي لا تختلف عن نظيراتها بدون “K”، ولكنها تعمل في البداية بتردد أعلى وتولد المزيد من الحرارة، أي أنها تستهلك المزيد من الطاقة.

تعمل جميع المعالجات بمقبس LGA 1151 مع مجموعة شرائح Intel Z370 الجديدة، وهي أكثر تقدمًا من مجموعة شرائح Z270 لمعالجات Kaby Lake. هنا زادت سرعة ساعة الذاكرة قليلاً، وزاد عدد ممرات PCI 3.0 إلى 40، ويوجد دعم مدمج لـ Thunderbolt 3.0. وقال أناند سريفاتسا، المدير العام لمنصات سطح المكتب في إنتل، إن الانتقال إلى اللوحات الأم الجديدة كان ضروريًا على أي حال لأن المعالجات سداسية النواة تتطلب طرقًا جديدة للحصول على الطاقة من اللوحة الأم.

تدعم جميع المعالجات أيضًا تقنية تسريع الذاكرة Intel Optane. الآن يعمل جهاز Intel Optane كنوع من التناظرية SSD للبيانات الموجودة في ذاكرة التخزين المؤقت، حتى لو تم تثبيت HDD على الكمبيوتر.

يبدأ قبول طلبات الدوائر الدقيقة الجديدة في 5 أكتوبر. سيبدأ التسليم في 20 أكتوبر 2017.

ما هي الاختلافات بين معالجات الهواتف الذكية رباعية النواة وثمانية النواة؟ التفسير بسيط للغاية. تحتوي الرقائق ذات الثماني النواة على ضعف عدد نوى المعالج مقارنة بالرقائق رباعية النواة. للوهلة الأولى، يبدو المعالج ثماني النواة أقوى بمرتين، أليس كذلك؟ في الواقع، لا يحدث شيء من هذا القبيل. لفهم سبب عدم مضاعفة المعالج ثماني النواة أداء الهاتف الذكي، يلزم تقديم بعض التوضيحات. مستقبل معالجات الهواتف الذكية هو الآن. أصبحت المعالجات ثمانية النواة، التي لم يكن من الممكن أن تحلم بها إلا في الآونة الأخيرة، منتشرة بشكل متزايد. ولكن اتضح أن مهمتهم ليست زيادة أداء الجهاز.

معالجات رباعية وثمانية النواة. أداء

يعكس المصطلحان "ثماني النواة" و"رباعي النواة" عدد نوى وحدة المعالجة المركزية.

لكن الاختلاف الرئيسي بين هذين النوعين من المعالجات - على الأقل اعتبارًا من عام 2015 - هو طريقة تثبيت نوى المعالج.

لماذا نحتاج إلى مجموعتين من نوى المعالج؟

ما هو سبب الجمع بين مجموعتين من نوى المعالج، وتمرير المهام لبعضها البعض، في جهاز واحد؟ لضمان كفاءة الطاقة.

الميزات التكنولوجية

تعتمد جميع المعالجات الحديثة ذات الثماني النواة على بنية ARM، أو ما يسمى بـ big.LITTLE.

هل هناك فرق كبير بالنسبة للمستخدم العادي؟

هل هناك فرق كبير بين معالج الهاتف الذكي رباعي النواة ومعالج ثماني النواة للمستخدم العادي؟ لا، في الواقع إنه صغير جدًا، كما يقول جون ماندي.

هل هناك حاجة إلى معالج ثماني النواة في كل هاتف ذكي حديث؟ لا توجد حاجة لمثل هذه الحاجة، كما يعتقد جون موندي ويستشهد بمثال شركة Apple، التي تضمن كفاءة جيدة في استخدام الطاقة لأجهزة iPhone الخاصة بها باستخدام معالج ثنائي النواة فقط.

وبالتالي، فإن بنية ARM الكبيرة ذات الثماني النواة هي أحد الحلول الممكنة لواحدة من أهم المشكلات المتعلقة بالهواتف الذكية - عمر البطارية. وفقا لجون موندي، بمجرد العثور على حل آخر لهذه المشكلة، سيتوقف اتجاه تثبيت مجموعتين رباعية النواة في شريحة واحدة، وستصبح هذه الحلول قديمة الطراز.

يحتوي معالج الهاتف الذكي الحالي أحيانًا على عدد أكبر من النوى مقارنة بجهاز سطح المكتب المماثل. هل هذا يعني أن إنتاجية مثل هذا الهاتف الذكي أكبر من إنتاجية الكمبيوتر الشخصي؟ هل يحتاج الهاتف الذكي الذي يعمل بنظام Android إلى 8 مراكز أو 10 مراكز بشكل مذهل؟ هناك رأي بأن ذلك عدد كبير من النوىالمعالج غير مطلوب. من الميزات المهمة لمعالجات الأجهزة المحمولة أنه ليس لكل نواة نفس سرعة الساعة. على سبيل المثال، جميع الأسطوانات الموجودة في محرك السيارة لها نفس القدرة. وهذه مسألة مختلفة تمامًا. معالجات ثماني النواةعلى سبيل المثال، يحتوي Samsung Exynos 7420 على مجموعتين مختلفتين من النوى.

4 نوى عالية الإنتاجية، ونفس العدد أقل استهلاكًا للطاقة. عندما تحتاج إلى تنفيذ مهام عادية مثل إدارة رسائل البريد الإلكتروني الجديدة، ليست هناك حاجة إلى إنتاجية كبيرة للمعالج. يشرح غاري سيمز، في منشوره الخاص حول هذا الموضوع، سبب منطقية هذا النهج، ويقدم أيضًا للقراء الأسباب الهندسية والتسويقية التي يتم على أساسها الانتقال إلى إنتاج معالجات متعددة النواة، على الرغم من حقيقة أنها لا تفعل ذلك. زيادة إنتاجية الهاتف الذكي.

عندما يكون هناك مجموعتان من النوى، يستخدم Android تلك التي ستتعامل مع مهمة معينة بشكل أكثر فعالية. في حين أن اتصالات الشبكة تتميز بوقت توقف كبير وزمن وصول كبير، فإن تشغيل المهام أمر مختلف تمامًا. إذا كنت تقوم بتشغيل لعبة، فهذا هو المكان الذي ستنشأ فيه الحاجة إلى نوى عالية الأداء.

فائدة فنية

نحن نعرف هذا النهج لفصل العمليات باسم "الحوسبة غير المتجانسة". في هذه الحالة، ليست كل النوى متساوية. لكي تعمل هذه التقنية، يجب أن يعرف برنامج جدولة النظام أن النوى لها خصائص مختلفة، ووفقًا لذلك، يقوم بتعيين المهام إلى النوى.

يُطلق على نموذج الحوسبة غير المتجانس الخاص بـ ARM اسم big.LITTLE. 8 نوى كبيرة.LITTLE تشكل مجموعتين. يحتوي أحدهم على 4 أنوية Cortex-A57 أو Cortex-A72. تتمتع هذه النوى بقدرة حاسوبية أكبر. تتكون المجموعة الأخرى من نوى Cortex-A53 ذات 64 بت، والتي تتميز بالكفاءة في استهلاك الطاقة نظرًا لأن سرعة الساعة لديها أقل. لا يمكن لمصممي الرقائق إنشاء نموذج 4+4 فحسب، بل يمكنهم أيضًا إنشاء نماذج أخرى، على سبيل المثال، 2+4 (مجموعة Cortex-A57 ثنائية النواة وA53 رباعي النواة)، تمامًا كما هو الحال في Snapdragon 808.

إذا قمت بزيادة عدد النوى على جهاز الكمبيوتر، فسوف يصبح أكثر قوة، لكن هذه القاعدة لا تعمل مع الهواتف الذكية. على سبيل المثال، يحتوي معالج الكمبيوتر على 8 مراكز، وهو يعمل بكفاءة أكبر من معالج رباعي النواة. وإذا قمت بزيادة عدد النوى في الهاتف الذكي، فسوف يصبح ببساطة أكثر كفاءة في استخدام الطاقة.

إذا تحدثنا عن MediaTek X20، فهذا معالج 10 النواةمصممة لتقليل استهلاك الطاقة بمقدار الثلث مقارنة بالتصميم المكون من مجموعتين. يحتوي المعالج على نواتين بأداء عالي، وأربعة ذات أداء متوسط، وأربعة أخرى بأقل استهلاك للطاقة. يتيح لك هذا المعالج تقليل استهلاك الطاقة بشكل كبير للمهام الأساسية، مثل تصفح مواقع الويب أو مواد الفيديو أو استخدام شبكة التواصل الاجتماعي Facebook.

في الواقع، لا يتمتع الهاتف الذكي بالقدرة على استخدام أكثر من 3 نوى في سيناريو واحد، وفقًا لمحلل فوربس باتريك مورهيد. السؤال الوحيد هو ما هي النوى التي تعمل حاليًا في نظام التشغيل.

هل يحتوي هاتفك الذكي على بنية LITTLE كبيرة مكونة من مجموعتين أو ثلاث مجموعات؟ ثم سيشمل العمل تلك النوى الأكثر ملاءمة للمهمة التي يتم تنفيذها. كلما كانت المهمة أكثر كثافة في استخدام الموارد، سيتم استخدام مجموعة أقوى من النوى لتنفيذها. في حالات أخرى، سيقع الاختيار على مجموعات أكثر كفاءة في استخدام الطاقة من نوى المعالج مع سرعات ساعة منخفضة. يقوم صانعو الرقائق بتجربة إيجاد أفضل توازن لتحقيقه بين الإنتاجية وكفاءة الطاقة.

فوائد في التسويق

بالحديث عن Intel، يمكننا أن نقول بأمان أن الشركة ليس لديها معالجات ذات حوسبة غير متجانسة ويمكنها فقط منح الهواتف الذكية خيار 4x86، وفي هذا الخيار تكون كفاءة استخدام الطاقة للمعالجات مقبولة. تحاول شركة Intel أن تصبح مطورًا متميزًا لمعالجات الأجهزة المحمولة، كما أنها على استعداد لتزويد موردي الأجهزة بمعالجاتهم الخاصة مقابل لا شيء تقريبًا، كما يشير غاري سيمز. وهذا يعني أن المنافسين بحاجة إلى العثور على حيلتهم التسويقية للصمود أمام إنتل. هذه الميزة معالجات 8 و 10 نواة. ولهذا السبب يتمتع خيار big.LITTLE أيضًا بميزة من حيث التسويق. في عام 2015، الهواتف الذكية مع معالجات 8 النواةتغزو السوق بشكل متزايد، ومن بينها يمكنك العثور على نماذج مثيرة للاهتمام للغاية.

هل توافق على أن النموذج الكبير.LITTLE يعد خيارًا هندسيًا جيدًا أم أنه سينتهي قريبًا جدًا؟ ربما معناها هو أكثر من التسويق؟ هل هناك مستقبل للمعالجات ذات 10 نواة وهل ستفرض شركة MediaTek عقوبات على زيادة استخدام شرائحها الخاصة من قبل موردي الأجهزة؟

ظهرت معالجات الكمبيوتر الأولى ذات النوى المتعددة في السوق الاستهلاكية في منتصف العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، لكن العديد من المستخدمين ما زالوا لا يفهمون تمامًا ماهية المعالجات متعددة النواة وكيفية فهم خصائصها.

تنسيق الفيديو للمقال "الحقيقة الكاملة حول المعالجات متعددة النواة"

شرح مبسط لسؤال ما هو المعالج

المعالج الدقيق هو أحد الأجهزة الرئيسية في الكمبيوتر. غالبًا ما يتم اختصار هذا الاسم الرسمي الجاف إلى "المعالج"). المعالج عبارة عن دائرة كهربائية دقيقة بمساحة مماثلة لعلبة الثقاب. إذا أردت، المعالج مثل المحرك في السيارة. الجزء الأكثر أهمية، ولكن ليس الوحيد. تحتوي السيارة أيضًا على عجلات وجسم ومشغل بمصابيح أمامية. لكن المعالج (مثل محرك السيارة) هو الذي يحدد قوة "الآلة".

يطلق العديد من الأشخاص على المعالج اسم وحدة النظام - "المربع" الذي توجد بداخله جميع مكونات الكمبيوتر، لكن هذا خطأ جوهري. وحدة النظام هي علبة الكمبيوتر مع جميع الأجزاء المكونة لها - القرص الصلب وذاكرة الوصول العشوائي والعديد من الأجزاء الأخرى.

وظيفة المعالج - حساب. لا يهم أي منها بالضبط. الحقيقة هي أن جميع أعمال الكمبيوتر تعتمد فقط على الحسابات الحسابية. الجمع والضرب والطرح وغيرها من الجبر - كل هذا يتم عن طريق دائرة كهربائية دقيقة تسمى "المعالج". ويتم عرض نتائج هذه الحسابات على الشاشة في شكل لعبة أو ملف Word أو مجرد سطح مكتب.

الجزء الرئيسي من الكمبيوتر الذي يقوم بإجراء العمليات الحسابية هو ما هو المعالج.

ما هو المعالج الأساسي ومتعدد النواة

منذ بداية قرون المعالجات، كانت هذه الدوائر الدقيقة أحادية النواة. جوهر، في الواقع، المعالج نفسه. الجزء الرئيسي والرئيسي. تحتوي المعالجات أيضًا على أجزاء أخرى - على سبيل المثال، "الأرجل" - جهات الاتصال، و"الأسلاك الكهربائية" المجهرية - ولكن الكتلة المسؤولة عن الحسابات هي التي تسمى جوهر المعالج. عندما أصبحت المعالجات صغيرة جدًا، قرر المهندسون دمج عدة نوى داخل "علبة" معالج واحد.

إذا كنت تتخيل المعالج كشقة، فإن القلب عبارة عن غرفة كبيرة في مثل هذه الشقة. الشقة المكونة من غرفة واحدة عبارة عن نواة معالج واحدة (قاعة غرفة كبيرة) ومطبخ وحمام وممر... والشقة المكونة من غرفتين تشبه نواتي المعالج إلى جانب الغرف الأخرى. هناك شقق مكونة من ثلاث وأربع وحتى 12 غرفة. نفس الشيء هو الحال مع المعالجات: داخل بلورة "شقة" واحدة يمكن أن يكون هناك عدة نوى "غرفة".

متعدد النواة- هذا هو تقسيم معالج واحد إلى عدة كتل وظيفية متطابقة. عدد الكتل هو عدد النوى داخل المعالج الواحد.

أنواع المعالجات متعددة النواة

هناك فكرة خاطئة: "كلما زاد عدد النوى في المعالج، كان ذلك أفضل". هذه هي بالضبط الطريقة التي يحاول بها المسوقون، الذين يتقاضون رواتبهم لخلق هذا النوع من الفهم الخاطئ، عرض الأمر. وتتمثل مهمتهم في بيع معالجات رخيصة الثمن وبأسعار أعلى وبكميات ضخمة. ولكن في الواقع، فإن عدد النوى بعيد عن السمة الرئيسية للمعالجات.

دعنا نعود إلى تشبيه المعالجات والشقق. تعتبر الشقة المكونة من غرفتين أكثر تكلفة وأكثر راحة ومرموقة من الشقة المكونة من غرفة واحدة. ولكن فقط إذا كانت هذه الشقق تقع في نفس المنطقة، ومجهزة بنفس الطريقة، وتجديدها مماثل. هناك معالجات ضعيفة رباعية النواة (أو حتى سداسية النواة) وهي أضعف بكثير من المعالجات ثنائية النواة. لكن من الصعب تصديق ذلك: بالطبع سحر الأعداد الكبيرة 4 أو 6 ضد "بعض" اثنين. ومع ذلك، هذا هو بالضبط ما يحدث في كثير من الأحيان. يبدو أنها نفس الشقة المكونة من أربع غرف، ولكن في حالة مدمرة، دون تجديد، في منطقة نائية تمامًا - وحتى بسعر شقة فاخرة من غرفتين في وسط المدينة.

كم عدد النوى الموجودة داخل المعالج؟

بالنسبة لأجهزة الكمبيوتر الشخصية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة، لم يتم إنتاج المعالجات أحادية النواة بشكل صحيح لعدة سنوات، ومن النادر جدًا العثور عليها للبيع. عدد النوى يبدأ من اثنين. أربعة نوى - كقاعدة عامة، هذه معالجات أكثر تكلفة، ولكن هناك عائد منها. هناك أيضًا معالجات سداسية النواة، وهي باهظة الثمن بشكل لا يصدق وأقل فائدة بكثير من الناحية العملية. القليل من المهام يمكن أن تحقق زيادة في الأداء باستخدام هذه البلورات الهائلة.

كانت هناك تجربة من شركة AMD لإنشاء معالجات ثلاثية النواة، لكن هذا أصبح من الماضي بالفعل. لقد اتضح الأمر جيدًا، لكن وقتهم قد فات.

بالمناسبة، تنتج AMD أيضا معالجات متعددة النواة، ولكن كقاعدة عامة، فهي أضعف بكثير من منافسي Intel. صحيح أن سعرها أقل بكثير. ما عليك سوى معرفة أن النوى الأربعة من AMD ستكون دائمًا أضعف بشكل ملحوظ من نفس النوى الأربعة من Intel.

الآن أنت تعلم أن المعالجات تأتي مع 1 و 2 و 3 و 4 و 6 و 12 نواة. المعالجات أحادية النواة و 12 نواة نادرة جدًا. أصبحت المعالجات ثلاثية النواة شيئًا من الماضي. المعالجات السداسية النواة إما باهظة الثمن جدًا (Intel) أو ليست قوية جدًا (AMD) بحيث تدفع أكثر مقابل الرقم. 2 و 4 نوى هي الأجهزة الأكثر شيوعًا وعملية، من الأضعف إلى الأقوى.

تردد المعالج متعدد النواة

من خصائص معالجات الكمبيوتر هو ترددها. نفس تلك الميجاهرتز (وفي كثير من الأحيان جيجاهيرتز). التردد هو سمة مهمة، ولكن ليس الوحيد. نعم، ربما ليس الأهم. على سبيل المثال، يعد المعالج ثنائي النواة بسرعة 2 جيجا هرتز عرضًا أقوى من نظيره أحادي النواة بسرعة 3 جيجا هرتز.

من الخطأ تمامًا افتراض أن تردد المعالج يساوي تردد نواته مضروبًا في عدد النوى. بكل بساطة، المعالج ثنائي النواة بتردد أساسي يبلغ 2 جيجا هرتز له تردد إجمالي لا يساوي بأي حال من الأحوال 4 جيجا هرتز! وحتى مفهوم "التردد المشترك" غير موجود. في هذه الحالة، تردد وحدة المعالجة المركزيةيساوي بالضبط 2 جيجا هرتز. لا الضرب والجمع أو غيرها من العمليات.

ومرة أخرى سوف نقوم "بتحويل" المعالجات إلى شقق. إذا كان ارتفاع الأسقف في كل غرفة 3 أمتار، فإن الارتفاع الإجمالي للشقة سيبقى كما هو - نفس الثلاثة أمتار، وليس سنتيمترا أعلى. وبغض النظر عن عدد الغرف الموجودة في هذه الشقة، فإن ارتفاع هذه الغرف لا يتغير. أيضًا سرعة الساعة لنوى المعالج. لا تضيف ولا تتضاعف.

الظاهري متعدد النواة، أو خيوط المعالجة المتعددة

هناك أيضا نوى المعالج الظاهري. تقنية Hyper-Threading في معالجات Intel تجعل الكمبيوتر "يعتقد" أن هناك بالفعل 4 مراكز داخل المعالج ثنائي النواة. يشبه إلى حد كبير محرك الأقراص الثابتة الواحد مقسمة إلى عدة منطقية- محركات الأقراص المحلية C، D، E، وما إلى ذلك.

فرطتعد تقنية الترابط تقنية مفيدة جدًا لعدد من المهام.. في بعض الأحيان يحدث أن يتم استخدام نصف نواة المعالج فقط، وتكون الترانزستورات المتبقية في تكوينه خاملة. لقد توصل المهندسون إلى طريقة لجعل هذه "العناصر الخاملة" تعمل أيضًا، من خلال تقسيم كل نواة معالج مادي إلى جزأين "افتراضيين". يبدو الأمر كما لو أن غرفة كبيرة إلى حد ما مقسمة إلى قسمين بواسطة حاجز.

هل هذا له أي معنى عملي؟ خدعة مع النوى الافتراضية؟ في أغلب الأحيان - نعم، على الرغم من أن كل هذا يتوقف على المهام المحددة. يبدو أن هناك المزيد من الغرف (والأهم من ذلك أنها تستخدم بشكل أكثر عقلانية)، ولكن مساحة الغرفة لم تتغير. في المكاتب، تكون هذه الأقسام مفيدة بشكل لا يصدق، وفي بعض الشقق السكنية أيضًا. في حالات أخرى، لا معنى لتقسيم الغرفة (تقسيم نواة المعالج إلى قسمين افتراضيين).

لاحظ أن أغلى و معالجات الطبقة الإنتاجيةجوهرi7 مجهز بشكل إلزاميفرطخيوط. لديهم 4 نوى مادية و 8 نوى افتراضية. اتضح أن 8 خيوط حسابية تعمل في وقت واحد على معالج واحد. معالجات فئة Intel أقل تكلفة ولكنها قوية أيضًا جوهرi5تتكون من أربعة مراكز، ولكن Hyper Threading لا يعمل هناك. اتضح أن Core i5 يعمل مع 4 خيوط من العمليات الحسابية.

معالجات جوهرi3- "متوسط" نموذجي، سواء من حيث السعر أو الأداء. لديهم نواتان ولا يوجد أي تلميح لـ Hyper-Threading. في المجموع اتضح ذلك جوهرi3اثنين فقط من المواضيع الحسابية. الأمر نفسه ينطبق على بلورات الميزانية بصراحة بنتيوم وسيليرون. نواتان، بدون خيوط مفرطة = خيطان.

هل يحتاج الكمبيوتر إلى العديد من النوى؟ كم عدد النوى التي يحتاجها المعالج؟

جميع المعالجات الحديثة قوية بما يكفي للقيام بالمهام الشائعة. تصفح الإنترنت والمراسلات على الشبكات الاجتماعية والبريد الإلكتروني والمهام المكتبية Word-PowerPoint-Excel: Atom الضعيف وميزانية Celeron وPentium مناسبة لهذا العمل، ناهيك عن Core i3 الأقوى. اثنين من النوى أكثر من كافية للعمل العادي. لن يؤدي المعالج الذي يحتوي على عدد كبير من النوى إلى زيادة كبيرة في السرعة.

بالنسبة للألعاب، يجب الانتباه إلى المعالجاتجوهرi3 أوi5. بدلا من ذلك، لن يعتمد أداء الألعاب على المعالج، ولكن على بطاقة الفيديو. نادرًا ما تتطلب اللعبة القوة الكاملة لـ Core i7. لذلك، يعتقد أن الألعاب لا تتطلب أكثر من أربعة نوى معالج، وفي كثير من الأحيان اثنين من النوى مناسبة.

للعمل الجاد مثل البرامج الهندسية الخاصة وترميز الفيديو وغيرها من المهام كثيفة الاستخدام للموارد مطلوب معدات إنتاجية حقا. في كثير من الأحيان، لا يتم استخدام نوى المعالج المادية فحسب، بل أيضًا نواة المعالج الافتراضية. كلما زاد عدد خيوط الحوسبة، كلما كان ذلك أفضل. ولا يهم مقدار تكلفة هذا المعالج: فالسعر ليس مهمًا جدًا بالنسبة للمحترفين.

هل هناك أي فوائد للمعالجات متعددة النواة؟

بكل تأكيد نعم. في الوقت نفسه، يشارك الكمبيوتر في العديد من المهام - على الأقل تشغيل Windows (بالمناسبة، هذه مئات المهام المختلفة)، وفي نفس اللحظة، تشغيل الفيلم. تشغيل الموسيقى وتصفح الإنترنت. عمل محرر النصوص والموسيقى المضمنة. اثنان من نواة المعالج - وهذا في الواقع معالجان - سيتعاملان مع المهام المختلفة بشكل أسرع من معالج واحد. اثنين من النوى سيجعل هذا أسرع قليلاً. أربعة أسرع من اثنين.

في السنوات الأولى من وجود تقنية متعددة النواة، لم تكن جميع البرامج قادرة على العمل حتى مع اثنين من مراكز المعالج. بحلول عام 2014، ستفهم الغالبية العظمى من التطبيقات النوى المتعددة ويمكنها الاستفادة منها. نادرا ما تتضاعف سرعة معالجة المهام على معالج ثنائي النواة، ولكن هناك دائما زيادة في الأداء.

ولذلك، فإن الأسطورة العميقة الجذور القائلة بأن البرامج لا يمكنها استخدام مراكز متعددة هي معلومات قديمة. ذات مرة كان هذا هو الحال بالفعل، أما اليوم فقد تحسن الوضع بشكل كبير. فوائد النوى المتعددة لا يمكن إنكارها، هذه حقيقة.

عندما يكون للمعالج عدد أقل من النوى، فهذا أفضل

لا ينبغي عليك شراء معالج باستخدام الصيغة غير الصحيحة "كلما زاد عدد النوى، كان ذلك أفضل". هذا خطأ. أولاً، تعد المعالجات ذات 4 و6 و8 نواة أغلى بكثير من نظيراتها ثنائية النواة. لا يتم دائمًا تبرير الزيادة الكبيرة في السعر من وجهة نظر الأداء. على سبيل المثال، إذا تبين أن المعالج ثماني النواة أسرع بنسبة 10٪ فقط من وحدة المعالجة المركزية ذات عدد أقل من النوى، ولكنه أغلى بمرتين، فسيكون من الصعب تبرير مثل هذا الشراء.

ثانيًا، كلما زاد عدد نوى المعالج، زاد شره من حيث استهلاك الطاقة. لا فائدة من شراء جهاز كمبيوتر محمول باهظ الثمن مزود بمعالج Core i7 رباعي النواة (8 خيوط) إذا كان هذا الكمبيوتر المحمول سيعمل فقط على معالجة الملفات النصية وتصفح الإنترنت وما إلى ذلك. لن يكون هناك فرق مع Core i5 ثنائي النواة (4 خيوط)، ولن يكون Core i3 الكلاسيكي الذي يحتوي على خيطين فقط للحوسبة أدنى من "زميله" الأكثر شهرة. وسيستمر مثل هذا الكمبيوتر المحمول القوي في استهلاك طاقة البطارية بشكل أقل بكثير من Core i3 الاقتصادي والمتساهل.

المعالجات متعددة النواة في الهواتف المحمولة والأجهزة اللوحية

تنطبق أيضًا موضة النوى الحاسوبية المتعددة داخل معالج واحد على الأجهزة المحمولة. الهواتف الذكية والأجهزة اللوحية التي تحتوي على عدد كبير من النوى لا تستخدم أبدًا الإمكانات الكاملة لمعالجاتها الدقيقة. في بعض الأحيان تعمل أجهزة الكمبيوتر المحمولة ثنائية النواة بشكل أسرع قليلاً، لكن 4، وحتى أكثر من 8 مراكز، تعتبر مبالغة بصراحة. يتم استهلاك البطارية بشكل سيئ تمامًا، وتظل أجهزة الحوسبة القوية في وضع الخمول. الخلاصة - المعالجات متعددة النواة في الهواتف والهواتف الذكية والأجهزة اللوحية هي مجرد تكريم للتسويق وليست حاجة ملحة. تعد أجهزة الكمبيوتر أجهزة أكثر تطلبًا من الهواتف. إنهم يحتاجون حقًا إلى مركزين للمعالج. أربعة لن يضر. 6 و 8 مبالغة في المهام العادية وحتى الألعاب.

كيفية اختيار معالج متعدد النواة وعدم ارتكاب أي خطأ؟

الجزء العملي من مقالة اليوم مناسب لعام 2014. ومن غير المرجح أن يتغير أي شيء بشكل كبير في السنوات المقبلة. سنتحدث فقط عن المعالجات التي تصنعها شركة Intel. نعم، تقدم AMD حلولاً جيدة، لكنها أقل شهرة وأكثر صعوبة في الفهم.

لاحظ أن الجدول يعتمد على المعالجات من 2012 إلى 2014. العينات القديمة لها خصائص مختلفة. لم نذكر أيضًا خيارات وحدة المعالجة المركزية النادرة، على سبيل المثال، Celeron أحادي النواة (يوجد مثل هذا حتى اليوم، ولكن هذا خيار غير نمطي لا يتم تقديمه تقريبًا في السوق). لا يجب عليك اختيار المعالجات فقط من خلال عدد النوى بداخلها - فهناك خصائص أخرى أكثر أهمية. لن يؤدي الجدول إلا إلى تسهيل اختيار معالج متعدد النواة، ولكن يجب شراء نموذج محدد (وهناك العشرات منها في كل فئة) فقط بعد التعرف بعناية على معلماتها: التردد، وتبديد الحرارة، والجيل، وذاكرة التخزين المؤقت الحجم والخصائص الأخرى.

وحدة المعالجة المركزية	عدد النوى	المواضيع الحسابية	التطبيقات النموذجية
ذرة	1-2	1-4	أجهزة الكمبيوتر وأجهزة الكمبيوتر المحمولة منخفضة الطاقة. الهدف من معالجات Atom هو تقليل استهلاك الطاقة. إنتاجيتهم ضئيلة.
سيليرون	2	2	أرخص المعالجات لأجهزة الكمبيوتر المكتبية والمحمولة. الأداء كافٍ للمهام المكتبية، لكن هذه ليست وحدات معالجة مركزية للألعاب على الإطلاق.
بنتيوم	2	2	تعتبر معالجات Intel رخيصة الثمن ومنخفضة الأداء مثل معالجات Celeron. اختيار ممتاز لأجهزة الكمبيوتر المكتبية. تم تجهيز Pentiums بذاكرة تخزين مؤقت أكبر قليلاً، وفي بعض الأحيان، أداء أعلى قليلاً مقارنة بـ Celeron
كور i3	2	4	نواتان قويتان إلى حد ما، ينقسم كل منهما إلى "معالجين" افتراضيين (Hyper-Threading). هذه بالفعل وحدات معالجة مركزية قوية جدًا وبأسعار ليست مرتفعة جدًا. اختيار جيد لجهاز كمبيوتر منزلي أو مكتبي قوي دون متطلبات أداء كثيرة.
كور آي5	4	4	تعتبر معالجات Core i5 رباعية النواة كاملة التكلفة باهظة الثمن. ويفتقر أدائهم فقط في المهام الأكثر تطلبا.
كور i7	4-6	8-12	أقوى معالجات Intel ولكنها باهظة الثمن بشكل خاص. كقاعدة عامة، نادرا ما تكون أسرع من Core I5، وفقط في بعض البرامج. ببساطة لا توجد بدائل لهم.

ملخص مختصر لمقال "الحقيقة الكاملة حول المعالجات متعددة النواة". بدلا من المذكرة

وحدة المعالجة المركزية الأساسية- مكونه. في الواقع، معالج مستقل داخل هذه القضية. معالج ثنائي النواة - معالجان داخل معالج واحد.
متعدد النواةمقارنة بعدد الغرف داخل الشقة. الشقق المكونة من غرفتين أفضل من الشقق المكونة من غرفة واحدة، ولكن فقط مع تساوي الخصائص الأخرى (موقع الشقة، الحالة، المساحة، ارتفاع السقف).
البيان أن كلما زاد عدد النوى في المعالج، كان ذلك أفضل- حيلة تسويقية، قاعدة خاطئة تمامًا. بعد كل شيء، يتم اختيار الشقة ليس فقط من خلال عدد الغرف، ولكن أيضا من خلال موقعها والتجديد وغيرها من المعالم. الأمر نفسه ينطبق على النوى المتعددة داخل المعالج.
موجود متعدد النواة "الافتراضي".- فرط خيوط التكنولوجيا. بفضل هذه التكنولوجيا، يتم تقسيم كل نواة "مادية" إلى نواة "افتراضية". اتضح أن المعالج ثنائي النواة المزود بتقنية Hyper-Threading يحتوي على نواتين حقيقيتين فقط، لكن هذه المعالجات تعالج في الوقت نفسه 4 خيوط حسابية. هذه ميزة مفيدة حقًا، لكن لا يمكن اعتبار المعالج رباعي النواة معالجًا رباعي النواة.
لمعالجات Intel المكتبية: Celeron - نواتان وخيطان. بنتيوم - 2 النوى، 2 المواضيع. Core i3 – 2 نواة، 4 خيوط. كور i5 - 4 نوى، 4 خيوط. كور i7 – 4 نوى، 8 خيوط. تحتوي وحدات المعالجة المركزية (CPU) للكمبيوتر المحمول (المتنقل) من Intel على عدد مختلف من النوى/الخيوط.
بالنسبة لأجهزة الكمبيوتر المحمولة، غالبًا ما تكون كفاءة استخدام الطاقة (عمر البطارية عمليًا) أكثر أهمية من عدد النوى.