يعد اختيار المعالج تحديًا للعديد من الأشخاص لفهم الميزات ومعرفة أيها له تأثير كبير على الأداء. لذلك سنشرح في هذا المنشور العوامل التي لها التأثير الأكبر على أداء المعالج، لذلك ستكون على دراية بالشكل الذي يجب أن تبدو عليه المواصفات عند اختيار المعالج والنظر في مواصفاته.
عادة، عند شراء معالج، كلما كان سعره أعلى، كان أداؤه أفضل. ومع ذلك، هناك عدة مرات تدفع فيها بالفعل ضعف المعالج التي يكون أداءها أفضل بنسبة 5-10% فقط من البديل السابق. في هذه الحالة، إذا كنت تعرف طريقة اختيار المعالج بشكل صحيح، فستفهم الميزات ولن تنفق أموالاً غير ضرورية.
لهذا يجب أن نضيف أن هناك معالجات معينة بها عدد كبير من النوى وثريد المعالجة، مخصصة للبيئات الاحترافية أو مهام التصميم بدلاً من الاستخدام العادي أو حتى الألعاب، وبالطبع يجب أن تأخذ في الاعتبار أنك ربما لا تفعل ذلك. بحاجة واحدة من هؤلاء.
سنخبرك الآن كيف تؤثر كل ميزة من الميزات الرئيسية للمعالج على أدائه.
الخصائص التي تحدد أداء المعالج
كما تعلم، يعد المعالج أو CPU (المعالج) أحد أهم المكونات عند تحديد أداء جهاز الكمبيوتر. يبدو الأمر كما لو أن دماغ النظام هو وحدة تتحكم في كل شيء.
- عند تشغيل لعبة أو تطبيق، يتم تحميل التعليمات الأولية من الهاردسك إلى الذاكرة ومن هناك إلى المعالج للمعالجة.
- عندما يتلقى المعالج التعليمات، فإنه ينفذ منطقه الداخلي ويحسب النتيجة.
- بعد الانتهاء من العملية، يتم إرسال النتيجة إلى الجهاز ذي الصلة.
قد يبدو الأمر بسيطًا جدًا لوضعه تقريبًا، ولكن هذا يحدث في الواقع مليون مرة في وقت قصير جدًا، لأن حركة الماوس البسيطة تعني أن المعالج يجب أن يعالجها، لذلك على كمبيوتر به وحدة معالجة مركزية أبطأ، فمن المرجح أن يعمل أي إجراء. يعني المزيد من الوقت مطلوب.
الميزات التي تؤثر على أداء المعالج أكثر من غيرها
عندما نرى مواصفات المعالج، يمكننا دائمًا إلقاء نظرة على عدد النوى وثريد وسرعتها باعتبارهما المواصفات الرئيسية، ولكن هناك العديد من الميزات الأخرى للمعالج التي نحتاج إلى أخذها في الاعتبار. دعونا نرى ما هو أكثر ما يؤثر على أداء المعالج.
التردد
ويسمى أيضًا “Clock Speed” أو “تردد التشغيل” لأن كل معالج مزود بساعة داخلية توفر “إيقاعًا” وظيفيًا. تشير سرعة الساعة إلى عدد العمليات التي يمكن أن تقوم بها المعالج في ثانية واحدة. يتم تحديد ذلك من خلال إشارة متقطعة، حيث تدوم كل فترة مقدارًا معينًا من الوقت.
هذا هو الرقم بالهرتز (هرتز) الذي ستراه بجوار اسم المعالج، ويُعبر عنه عادةً بالميغاهرتز أو الجيجاهرتز. إذن كيف تؤثر سرعة التشغيل على أداء المعالج؟ عادةً ما يؤثر على التطبيقات أحادية ثريد، وقد تم تصميم جميع البرامج تقريبًا هذه الأيام للاستفادة من المعالجات متعددة النواة. بمعنى آخر، المعالج الذي يحتوي على عدد أكبر من النوى يستحق أكثر من معالج يحتوي على عدد نوى أقل ولكن بسرعة أكبر.
عدد النوى وثريد المعالجة
حاليًا، تكافح كل من Intel و AMD للوصول إلى أو تجاوز حاجز 6 جيجاهرتز في معالجاتها لبعض الوقت. نظرًا لهذه الصعوبات في زيادة تردد التشغيل، تمتلك المعالجات المزيد والمزيد من النوى وثريد التي تؤدي معالجة متزامنة (باستخدام HyperThreading و SMT) لتتمكن من التعامل مع المزيد من المهام في وقت واحد.
تذكر أن الخيط والنواة ليسا نفس الشيء، فالنواة هي وحدة معالجة كاملة قادرة على جلب التعليمات وفك تشفيرها وتنفيذها. يشير ثريد المعالجة المتعددة إلى قدرة معالجات معينة على الاختراق وتلقي تعليمات أخرى. وبالتالي، فإن القدرة على العمل مع المزيد من ثريد لا تزيد من قوة المعالج.
مع زيادة الشركات المصنعة لعدد النوى بدلاً من تركيز جهودها على تحسين السرعة، فعل مطورو البرامج وأنظمة التشغيل الشيء نفسه، وتم تحسين معظم البرامج للمعالجات متعددة النواة. وبهذه الطريقة، فإن عدد النوى وسلاسل المعالجة هو شيء أصبح الآن أكثر أهمية من ذي قبل وسيكون بالتأكيد العامل الأكثر أهمية عند تحديد أداء المعالج اليوم.
الكاش
تتعايش النوى الفردية للمعالج في نفس القالب، غالبًا ما تشترك في بعض الموارد، مثل ذاكرة التخزين المؤقت أو الاتصال مع عناصر أخرى، لتقليل تكاليف الإنتاج وتحسين الأداء.
في أيام 8 بت، كانت الرام في جهاز الكمبيوتر سريعة بما يكفي لتزويد المعالج بكل ما يحتاجه، ولكن مع زيادة سرعة وحدات المعالجة المركزية وزيادة النوى، كان لابد من تقديم نوع جديد من الرام.
تعد ذاكرة التخزين المؤقت للمعالج مهمة لأنها (وبدون الدخول في تفاصيل حول أنواعها أو سرعتها) هي المكان الذي يتم فيه تخزين لقطات من العمليات الحسابية التي أجراها المعالج بحيث يمكن استخدامها على الفور دون الحاجة إلى إعادة الحساب. بمعنى آخر، لا تزيد ذاكرة التخزين المؤقت من أداء المعالج، ولكنها تعمل على تخفيف العبء عليه.
المعمارية
الهندسة المعمارية ليست سوى تنظيم المعالج، وكيف يتم وضع كل جزء من أجزائه والاتصالات.
مع بنية أفضل وأكثر حداثة، تم تقديم مجموعات التعليمات لإجراء العمليات الحسابية الأكثر دقة التي تتطلب عملًا أقل لوحدة المعالجة المركزية، وزادت الكفاءة باستخدام الطباعة الحجرية الأصغر. مع كل عقدة من الجيل الجديد تأتي القدرة على إضافة المزيد من الترانزستورات، ويجب على البنى أن تقرر طريقة تخصيص هذه الموارد أو إنشاء موارد جديدة لحل المشكلات الجديدة أو استبدال العناصر الموجودة الأخرى أو تحسين العناصر الموجودة.
بعبارة أخرى، ولإعطاء مثال على ذلك، فإن معالج Intel من الجيل التاسع مع مركزين بتردد 3 جيجاهرتز يتمتع بأداء أعلى بكثير من معالج Intel آخر مع نواتين عند 3 جيجاهرتز.
