المعالجات ارجوا التثبيت

المعالجات
Microprocessors

1- فكرة عامة :
- المعالج هو رقاقة Chip موجودة داخل الحاسب تسمى تجاوزاً دماغ الحاسب .
- مصنعي المعالجات يعتمدون لتوصيفها على اسم المنتج واسم النموذج مثلاً : Intel Pentium
2- تخيل المعالج :
- تخيله شخصاً ذكي داخل صندوق ونريد وسيلة للتخاطب معه .
- نتخيل 16 مصباح ثمانية بالداخل عند الشخص وثمانية بالخارج وكل زوج متقابلان لهما فاصلتان لإضاءة وإطفاء المصابيح إذا واحد من الداخل أو الخارج أغلق أو أدار القاطعة فسوف تنقطع أو تدور الدارة القاطعة المقابلة حسب الحالة وسوف يضاء المصباحين أو يطفآن أيضاً حسب الحالة وبذلك الذي بالداخل يستطيع إعلام الذي بالخارج ما يريد وأيضاً الذي بالخارج يستطيع إعلام الذي بالداخل ما يريد أيضاً .. نسمي هذه الوسيلة بممر المعطيات الخارجي : External Data Bus
- هذا تخيلي ولمحاكاة الواقع نستبدل كل مصباح بسلك فإذا طبق جهد على هذا السلك هذا يعني القاطعة مضغوطة ( المصباح مضاء ) والعكس صحيح في حال لم نطبق جهداً على السلك .
- وجود جهد يعني الحالة On نرمز لها بـ 1 منطقي .
- عدم وجود جهد يعني الحالة Off نرمز لها بـ 0 منطقي .
3- السجلات :
- نعطي الشخص الذي بالداخل أربع طاولات على كل منها 16 مصباح بشكل تسلسلي مع قاطعته .
- هذه الطاولات تشكل حيز العمل لحل المشكلات التي تعطى للمعالج ونسميها على التوالي : AX – BX – CX- DX
- المعالج يحوي أكثر من هذه السجلات لكن أي معالج لا بد من أن يضم هذه السجلات الأربعة الأساسية أو ذات الاستخدام العام .
- نحتاج إلى لغة تشفير : ثمانية مصابيح هي ثمانية بتات بالواقع .
- الأوامر توجد في المصابيح الأربعة الأخيرة5-6-7-8 وتسمى بتات المرتبة العليا .
- المعطيات توجد على المصابيح الأربعة الأولى 1-2-3-4 وتسمى بتات المرتبة الدنيا .
4- الساعة :
- للتحكم في إضاءة وإطفاء المصابيح نستخدم دارة تسمى خط الساعة Clock .
- نتخيلها كجرس موضوع داخل الصندوق والقاطعة في الخارج .
- بعد وضع القيم على خط المعطيات الخارجي تدخل نبضة ساعة ليعمل المعالج وفق هذه القيم .
- كل مرة يتفعل فيها خط الساعة تسمى حلقة الساعة Clock Cycle
- إذا وصل عدد كبير من حلقات الساعة إلى المعالج فسوف لن تعمل .
- العدد الأعظمي من حلقات الساعة التي يستطيع المعالج التعامل معها يسمى سرعة الساعة Clock Speed
- 1 هيرتز = 1 حلقة بالثانية .
- 1 ميغا هيرتز = 1 مليون حلقة بالثانية .
- يستطيع المعالج العمل عند أي سرعة شرط أن لا تتجاوز سرعة ساعته .
- بلورة النظام System Crystal هي التي تحدد السرعة التي يعمل عندها المعالج .
- بلورة ذات سرعة ساعة أصغر من الخاصة بالمعالج تسمى Underclocking ( إبطاء ) سوف لن يتم استثمار كامل سرعة المعالج وأسرع من سرعته تسمى Overclocking ( تسريع ) فلن يعمل المعالج .
5- الذاكرة :
- توجد لدينا معطيات على ممر المعطيات للمعالج ويجب تخزينها لذلك وجدت الذاكرة .
- RAM تقوم بذلك وتتيح للمعالج الوصول إلى أي سطر منها وعشوائياً وبسرعة كبيرة .
- RAM اختصاراً لـ Random Access Memory أي ذاكرة الوصول العشوائي .
- عرض الرام 8 بت وهي متوافقة مع ممر المعطيات للمعالج .
- إذاً الذاكرة رام هي مجموعة من رقاقات أنصاف النواقل مثبتة على بطاقة توضع داخل الحاسب .
- لا تستطيع الذاكرة رام الوصول مباشرة إلى ممر المعطيات للمعالج ولا المعالج يستطيع الوصول مباشرة إلى الرام لذلك وجدت دارة مساعدة تدعى MCC .
- MCC اختصاراً لـ Memory Controller Chip وهي :
o تسهل تدفق المعطيات من رام إلى المعالج .
o تتيح للمعالج تحديد سطر الذاكرة الذي يريد الوصول إليه .
- ينتج عن هذا مجموعة من الخطوط تسمى ممر العناوين للتخاطب مع MCC .
- يتيح ممر العناوين Address Bus إخبار MCC ماذا يريد المعالج و MCC لها دارة خاصة للوصول إلى كل سطر في الذاكرة رام .
- يتعلق عدد خطوط ممر العناوين بنوع المعالج والمعالج 8088 يحوي 20 خط عنونة .
- 1 خط عنونة له حالتين : إما On أو Off أي إما 1 أو 0 هذا يعني 2=21
- 20 خط عنونة يعني 220=1048576 تركيب مختلف .
- كل تركيب يمثل سطر شيفرة مختلف أي يمثل كل تركيب سطر رام واحد .
- إذاً الرام الأعظمي التي يستطيع المعالج عنونتها تحددها العلاقة التالية : عدد أسطر الرام = 2n حيث n هو عدد خطوط العنونة الخارجة من المعالج .
- نقول عن العدد 1048576=1 MB تجاوزاً .
- أول سطر في الرام هو 00000000000000000000
- آخر سطر في الرام هو 11111111111111111111
- وما بينهما تشكيلات مختلفة لممر العناوين .
- أول معالج صنع 8088 استخدم في أجهزة IBM وما تزال INTEL هي التي تحدد المعايير للتوافقية مع IBM .
- شركة AMD اختصار لـ Advanced Micro Devices
6- طرق التعليب للمعالج : (ليس من الضروري حفظها لأنها غير مطلوبة في الامتحان )
- DIPP :
o اختصار لـ Dual InLine Pin Package
o استخدم في النماذج : 8088 – 8086 – 80286 القديمة
o تصف الأرجل على جانبي المعالج .
- PGA :
o اختصاراً لـ Pin Grid Array
o وجد في النماذج التالية : 50286 – 80386 – 486 القديمة .
o كبر حجمها أدى إلى تبديد الحرارة بشكل كبير .
o الأرجل تكون متوضعة أسفل الرقاقة .
o قاعدتها تسمى ZIF وهي اختصار لـ Zero Insertion Force
- SPGA :
o اختصار لـ Staggerd Pin Grid Array
o وجدت في النماذج : Pentium – II Pentium – K5 – K6 – 86x6
o الأرجل فيه مرتبة بشكمل قطري .
- CQFP/PQFP :
o اختصاراً لـ Ceramic/Plastic Quad Flat Pack
o وجد في النماذج : 80286 – 80386 – 486
- PLCC/CLCC :
o اختصار لـ Plastic/Ceramic Leaderless Chip Carrier
o وجد في المعالجات : 80286 – 80386
o يمكن نزعها بسهولة من قاعدتها .
- SECC :
o اختصاراً لـ Single Edge Contact Catridge
o وجد في :III Pentium – Celeron - Athalon Pentium II
- PPGA :
o اختصاراً لـ Plastic Pin Grid Array
o وجد في : Pentium – Celeron – Athalon
- BGA :
o اختصاراً لـ Ball Grid Array
o تتميز بوجدة كرات بدل الأرجل وملحومة على قاعدتها .
o تستخدم في الأجهزة المحمولة .
7- عائلة المعالج 8086 :
- معايير شركة IBM الخمسة في المعالجات :
o كانت بحاجة لمعالج ذو إمكانيات أكثر من 8 بت ( أكثر من 8 خطوط معطيات ) .
o أرادت رقاقة سهلة التكامل مع أنظمتها .
o أرادت رقاقة تعتمد مفاهيم العنونة ولغة الآلة بشكل يستطيع فهمها المبرمجون .
o أرادت رقاقة ذات تصميم مرن وقابل للتوسيع .
o أرادت رقاقة ذات سعر منافس .
- ابتكرت INTEL إصداراً جديداً من المعالج 8080 وأسمته 8086 وفق المعايير التالية :
o ذات 16 بت .
o يملك فضاء عنونة حتى 1 MB .
o هزم الرقاقات المنافسة .
o كان وفق معايير IBM الخمسة .
- كانت المشكلة في هذا المعالج إنه ذو 16 خط معطيات لذلك لم يكن يوجد ذلك الوقت أجهزة تستطيع إرسال واستقبال 16 بت .
- لحل هذه المشكلة أصدرت INTEL المعالج 8088 وهو مثل 8086 ولكن بعرض معطيات 8 بت .
8- عائلة المعالج 80286 :
- ظهر أولاً المعالج 80186 وهو تطوير عن المعالج 8086 لفترة قصيرة واختفت بظهور 80286 الذي يعد قفزة تكنولوجية عظيمة .
- ظهر هذا المعالج أولاً في حواسيب IBM نوع AT (Advanced Technology)
- الأنماط :
o حققت 80286 تطوراً أكثر من 8088/8086
o لكنها كانت بحاجة لبرامج للاستفادة من هذه الميزات الجديدة لأن كل البرامج كانت مصممة لتعمل وفق 8088
o ولتعمل 286 وفق 8088 أتت Intel بالحل التالي :
a. يبدأ كل معالج ابتداءً من 286 وحتى الحديثة بالعمل بشكل مماثل للمعالج 8088
b. للاستفادة من الوظائف المتطورة يجب تشغيل برامج خاصة لنقل المعالج إلى نمط أعلى .
o إذاً يعمل المعالج 286 وفق نمطين :
a. نمط حقيقي Real Mode لجعلها متوافقة مع 8086
b. نمط محمي Protected Mode مما يؤهلها للاستفادة من الميزات المتطورة .
9- النمط المحمي :
- عندما ينتقل 286 إلى النمط المحمي يكون لها القدرة على استخدام 16 MB من الذاكرة وتشغيل أكثر من برنامج في نفس الوقت ( في حال وجود نظام تشغيل يستطيع استخدام هذه الميزة ) .
- DOS صمم للعمل مع 8086 لذلك عند تشغيله مع 286 يكون المعالج يعمل في النمط الحقيقي .
- الأنظمة التي تعاملت مع النمط المحمي / بعض منتجات UNIX – Novell 2.2 وغيرها ..
- للعودة إلى نمط 8086 كان يجب إعادة تشغيل النظام .
10- عائلة 80386 أو العائلة 386DX :
- عام 1985 أصدرت Intel رقاقات 80386 وتسمى اختصاراً 386 .
- كانت أول رقاقات ذات 32 بت .
- تحوي على سجلات جديدة لتنقيح وإدارة الذاكرة .
- تعمل وفق ثلاثة أنماط :
o النمط الحقيقي ( عمل 8086 ) .
o نمط 286 المحمي .
o نمط 386 المحمي الخاص .
- عندما تعمل على نمط 386 المحمي الخاص تملك عندها وظيفتين :
o الذاكرة الظاهرية Virtual Memory .
o النمط المسمى 8086 الظاهري Virtual 8086 .
11- الذاكرة الظاهرية :
- ممر العناوين 32 يستطيع عنونة حتى 4 GB .
- يتم تشغيل البرامج في الذاكرة RAM .
- عند محاولة تحميل برامج أكثر من سعة الرام عندها نحصل على الخطأ Out Of Memory أي خارج نطاق الذاكرة و من هنا كانت فكرة الذاكرة الظاهرية .
- رقاقة 386 تستطيع إنشاء الذاكرة الظاهرية والتي هي :
o تحويل جزء من التخزين الدائم – القرص الصلب عادة – إلى ذاكرة .
o تبدو هذه الذاكرة للنظام مماثلة للذاكرة RAM النظامية .
o يسمى هذا الجزء الذي يعمل كذاكرة ظاهرية بملف التبادل Swap File .
- بدأت فكرة الذاكرة الظاهرية مع المعالجات 80386 ومازالت تستخدم مع كل المعالجات فيما بعد .

12- 8086 المحمي :
- يتمتع 386 بنمط محمي متقدم يدعى 8086 الظاهري .
- كان من الممكن تشغيل برامج DOS نمط 8086 وفق نمط 286 المحمي .
- يقوم نظام التشغيل في نمط 8086 الظاهري بإنشاء فقاعات Bubbles 8086 .
- الفقاعات هي مناطق من الذاكرة مفصولة تماماً وتعنون في حدود 1 MB العائدة لـ 8086 .
- أي تستطيع برامج DOS العمل في فقاعة 8086 بينما يبقى المعالج في النمط المحمي .
- يقوم نظام التشغيل بإنشاء سجلات ظاهرية كلما احتاج البرنامج لذلك .
- إذاً يكون باستطاعة نظام التشغيل فحص ما يحاول البرنامج القيام به والتحقق من إنه لا يقوم بأشياء خطيرة .
- اعتمد 8086 الظاهري في كل أجيال المعالجات منذ 80386 .
13- عائلة 80386 SX :
- كانت Intel بحاجة إلى معالج 386 يعمل بسهولة مع اللوحات الأم ذات 16 بت وذلك لزيادة انتشار 386 فحققت ذلك باختراع 386SX .
- يختلف 386SX عن 386DX ( القياسي ) بما يلي :
o انخفاض حجم ممر المعطيات من 32 إلى 16 بت وذلك لمجاراة ممر المعطيات الخارجي في 286
o تخفيض ممر العناوين إلى 24 بت أيضاً بهدف مجاراة مواصفات 286 .
- أدى ذلك إلى حد مجال العنونة لـ 386DX إلى 224=16 MB .
- 386SX تشبه 286 من الخارج وتشبه 386DX من الداخل .
- يستطيع 386SX التعامل مع كل الأنماط والوظائف في 386DX .
- DX و SX لا ترمزان إلى أي اختصار .
- تحليل : الهدف من اختراعات Intel هذه تجاري بحت .
14- الطاقة والجهود :
- في فترة انتشار 80286 – 80386 – 8086 كان المعالج يعمل على الجهد 5 فولط .
- أوجدت Intel تقنية SMM وهي اختصار لـ System Manager Mode والتي تستطيع إيقاف سحب الطاقة في الطرفيات الغير مستخدمة .
- رقاقة 386SL هي رقاقة 386SX خاصة تعمل بجهد 3.3 فولط بدلاً من 5 فولط .
- كل الجهود الحالية هي 3.3 وأقل وفي الأجهزة المحمولة 2 فولط .
- الأجيال الأخيرة من 386 وكل أجيال 486 احتوت على أمرين هامين :
o يجب تحديد جهد عمل المعالج .
o يجب التأكد من إن اللوحة الأم تؤمن الجهد المناسب لعمل المعالج .
o الأنظمة الحديثة تؤمن ذلك بشكل آلي .
- كان سابقاً على التقني أن يحدد جهود المعالج وتغيير الجمبر على اللوحة الأم تفادياً من الأخطار.
- اخترعت Intel تقنية CPUID تعطي هذه الوظيفة للمعالج إمكانية إعلام النظام بكل التفاصيل المتعلقة بجهد عملها وسرعتها ليقوم النظام آلياً بضبط نفسه وفق احتياجات المعالج .
- الطريقة الأخرى – غير تخفيض جهود العمل لتوفير الطاقة – هي إيقاف تشغيل الأجهزة الغير مستخدمة من قبل النظام ( هذه وظيفة SMM المطورة من قبل ما يكروسوفت ) .
15- عائلة المعالج 486 :
- صدر عام 1989م .
- ممر المعطيات الخارجي وممر العنونة وحجم السجلات 32 بت .
- هو مماثل لـ 386DX المطور ويعد بالمقارنة معه مطور جداً بسبب :
o هو تجميع 386DX المطور مع معالج رياضي مساعد .
o فيه ذاكرة مخبئية 8 K تسمى Cache .
- يعمل وفق أنماط 80386 .
- لا ترتبط الميزات الجديدة ( معالج رياضي مساعد – ذاكرة مخبئية ) مع نمط محدد في 486.
- النمط الأكثر تقدماً الذي يستطيع العمل وفقه هو نمط 80386 المحمي مع ذاكرة ظاهرية و 8086 ظاهري
- بالنسبة للبرامج : ليست هناك فرق بين 80386 مع معالج رياضي مساعد وبين 486 .
16- المعالج الرياضي المساعد :
- غايته : المعالج العادي يستطيع القيام بالعمليات الحسابية العادية ( الجمع – الطرح – الضرب ب- القسمة ) ولعمليات أكثر تعقيداً ( اللوغاريتم والتوابع الجيبية وتوابع النقطة العائمة ) وجد المعالج الرياضي المساعد .
- ظهر مع 8088 المعالج الرياضي 8087 ولم يدمج مع نفس الرقاقة لزيادة سعره لذلك من كان يريده كان يدفع الثمن ويتم تركيبه بشكل مستقل .
- تحوي اللوحات الأم قاعدة لتثبيت هذا المعالج الرياضي المساعد : Math Coprocessor الاختياري .
- عند اختراع 80286 ظهر معه المعالج الرياضي المساعد 80287 ( هو 8087 المطور ) .
- أيضاً مع 80386 وجد معه 80387 .
- المعالج 486 يحوي على المعالج الرياضي المساعد 387 مدمج بداخله وكان أقوى من 80387 بسبب :
o اعتماده على حلقات الساعة أقل بكثير لوجوده داخل رقاقة المعالج .
o قادر عند الحاجة على الاستفادة من الذاكرة المخبئية لحفظ المعطيات والشيفرة .
- كل المعالجات منذ الجيل 486 تحوي على معالج رياضي داخلي .
- يشار له أحياناً بوحدة النقطة العائمة Floating Point Unit .
17- الذاكرة المخبئية :
- تؤهل الذاكرة المخبئية المعالج لحفظ المزيد من أسطر المعطيات والبرامج المتلاحقة مما تزيد من سرعته .
- Cache تعني : وضع شيء جانباً أو تخزين قريب لاستخدام متوقع .
- وتعني : وضع المعطيات المستخدمة سابقاً في أماكن تخزين سريعة وخاصة وعندما يحتاج المعالج لهذه المعطيات يستطيع الوصول إليها بسرعة .
- كان إذا أراد المعالج المعطيات فإنه يتوجه لنعصر التخزين الدائم ويكتبها في الرام ويستخدمها وإذا أراد كتابة المعطيات في عنصر التخزين يكتبها أولاً في رام التي تكتبها بدورها في عنصر التخزين ... طريق شاق وطويل لذلك وجدت الـ Cache .
- تفيد Cache في تسريع النظام بإنشاء أماكن تخزين خاصة للمعطيات التي يتم نقلها من القرص الصلب ورام والمعالج .
- يوجد نوعين للذاكرة المخبئية :
o ذاكرة لعنصر التخزين الكبير ( ستناقش فيما بعد ) .
o ذاكرة للذاكرة RAM .
18- DRAM :
- البت هو عبارة عن مكثف وترانستور .
- المكثف المشحون يمثل القيمة 1 والغير مشحون يمثل القيمة 0 .
- مشكلة المكثف إنه مثل البطارية تخزن شحنة وتفرغها كل 16 ميلي ثانية ( بينما البطارية تخزنها لعدة شهور ) لذلك نحتاج إلى دارة لحفظ شحنات المكثفات .
- نسمي إعادة شخن المكثفات بعملية الإنعاش Refresh .
- إذا لم يتم إنعاش DRAM يتم فقد المعلومات بعد 16 ميلي ثانية .
- لذلك تعتبر DRAM غير متطايرة Nonvolatile .
- MCC هي التي تعلم دارة الإنعاش الموجودة على DRAM بموعد عملية الإنعاش وترسل إشارة للإنعاش كل بضع ميلي ثانية .
- إذا أراد CPU الوصول إلىDRAM في هذه اللحظة تقوم MCC بتوليد حالة انتظار Wait State
- مشكلة DRAM إنها ليست بسرعة CPU .
19- SRAM :
- حالات الانتظار تؤدي إلى بطئ الحاسب .
- SRAM الحل لأنها لا تستخدم مكثفات لحفظ الأصفار والواحدات بل تحوي قلاب Flip-Flop .
- استخدام القلاب لا يريد إلى عملية إنعاش لذلك SRAM تكون سرعتها بسرعة CPU .
- SRAM أغلى من DRAM ويستخدم جزء صغير منها كذاكرة مخبئية .
20- الذاكرة المخبئية الداخلية L1 :
- الفرق بين 386 وبين 486 هو إن 486 يحوي ذاكرة SRAM مخبئية ضئيلة ( 8192 بايت ) مدمجة بداخلها حيث الأوامر تمر إلى 486 عبر هذه الذاكرة .
- يخزن 486 سجل خلفي للأوامر في الذاكرة المخبئية وعندما يصادف CPU حالة انتظار لا يتوقف عن العمل بل يتابع معالجة الأوامر المخزنة في الذاكرة المخبئية .
- هذه العملية تسمى الذاكرة المخبئية الداخلية أو ذات المستوى الأول L1 .
- تعمل RAM المخبئية على تخزين الشيفرة القادمة من CPU واستخدامها عندما تكون CPU جاهزة .
- كل المعالجات منذ 486 تستخدم L1 .
21- الذاكرة المخبئية الخارجية L2 :
- CPU يفضل استخدام أي ذاكرة مخبئية يستطيع الحصول عليها .
- كل MCC في أنظمة 486 و Pentium تستطيع التعامل مع ذاكرة مخبئية خارجية L2 .
- L2 ظهرت كرقاقات توضع على اللوحة الأم .
- كانت بسعة تتراوح بين 64KB و 1MB .
- في أنظمة 486 كانت L2 تصنع وفق التعليب DIPP وتوضع على قواعد خاصة .
- في أنظمة Pentium احتوت اللوحة الأم على L2 مثبتة باللحام .
- بدءاً من Pentium II احتوت كل الـ CPU على L1 و L2 بداخلها .
22

22- مقارنة WT مع WB :
- كل ما سبق كان قراءة CPU المعطيات من RAM ... ماذا يحدث لو أراد CPU الكتابة في RAMوما دور الذاكرة المخبئية بهذا ...؟
- تقسم الذاكرة المخبئية في هذه الحالة إلى نوعين :
o بعضها يرسل المعطيات بشكل مباشر إلى RAM حتى وإن أدى هذا إلى عملية انتظار ويسمى هذا النوع من الكتابة بالكتابة العابرة Write Through أو اختصاراً WT .
o وبعضها يخزن المعطيات ثم يكتبها في RAM لاحقاً ويسمى هذا النوع من الكتابة بالكتابة الخلفية Write Back أو اختصاراً WB .
23- مضاعفة السرعة :
- وصلت سرعة الساعة حتى 33MHz وعندما أرادوا تزويد سرعة المعالج واجهوا مشكلة بأن اللوحة الأم لا تستطيع العمل بسرعة أكبر من 33MHz وذلك بسبب تداخل الترددات الراديوي :
RFI (Radio Frequency Interface)
- وكان الحل بمضاعفة ساعة المعالج أي تشغيل المعالج داخلياً بسرعة أكبر من سرعة ممر المعطيات الخارجي وممر العناوين .
- أتت Intel بعائلة جديدة تحتوي على دارة خاصة تقوم بمضاعفة ساعة النظام خلال القيام بالعمليات الداخلية .
- هذا يتيح معالجة أسرع دون تسريع كامل للحاسب .
- تعمل رقاقات الساعة المضاعفة وفق سرعتين داخلية وخارجية .
- لا يمكن تغيير الدارة الداخلية التي تقوم بمضاعفة السرعة في أنظمة 486 .
- مثلاً : في 486DX/2 33/66 تكون السرعة الداخلية 66 والخارجية 33 .
- وبما أن سرعة الساعة هي السرعة العظمى لذلك يمكن تشغيل المعالج بسرعة أقل من سرعة الساعة العظمى للساعة ( 66 MHz هنا ) ولتحقيق ذلك نستخدم بلورة نظام ذات سرعة أقل من هذه .
- أي يمكننا استخدام بلورة بسرعة 25 MHz ( للسرعة الخارجية ) فتصبح الداخلية 50 MHz .
- هذا يولد عامل ضرب ( 2 هنا ) لمضاعفة السرعات ولا حقاً تمت زيادة هذا العامل .
- لذلك نلاحظ على بعض اللوحات الأم جمبرات لضبط سرعة اللوحة الأم حسب سرعة المعالج .
24- بدايات Pentium :
- عام 1993م طرحت Intel العائلة Pentium الجديد والذي يتميز بـ :
o ممر المعطيات الخارجي 64 بت مقسوم داخلياً إلى قسمين كل منهما 32 بت ذو معالجة تدفقية أي يستطيع المعالج معالجة سطرين منفصلين من شيفرة برنامج في نفس الوقت .
o يحوي على ذاكرة مخبئية 8K من نوع WB وذاكرة 8K من نوع WT .
- كل المعالجات تحوي على خط المعالجة التدفقية PipleLine .
- خط المعالجة التدفقية هو سلسلة من الخطوات التي يحتاجها المعالج لمعالجة أمر ما .
25- جهود المعالج :
- المعالج عبارة عن تجمع عدد كبير من الترانستورات .
- زيادة الترانستورات يؤدي إلى زيادة سرعة المعالج ويؤدي أيضاً إلى زيادة الحرارة الناتجة عنها مما يؤدي إلى توقف المعالج عن العمل .
- الغلاف الإلكتروني في المعالج أصغر بكثير من الغلاف البلاستيكي أو السيراميكي وذلك يساعد على تبديد الحرارة .
- تم التغلب على مشكلة الحرارة باستخدام مروحة تبريد .
- إذا جعلنا الترانستورات أصغر هذا يؤدي إلى أن المعالج سيعمل بجهد أقل .
- أول جيل من Pentium طرحته Intel كان بجهد 5 فولط ولم تطرح الأجيال التي عملت بجهد 3.3 فولط إلا بعد توفر التقنية اللازمة لها لذلك .
- لذلك كان حجم المعالجات التي تستخدم جهود 5 فولط أكبر من تلك التي تستخدم 3.3 فولط .
- كل معالجات Pentium ( ما عدا P60 – P66 التي تستخدم 5 فولط ) تعمل بجهد 3.3 فولط .
- كانت المشكلة هي : كيف يجعلون اللوحة الأم تعمل بجهد 3.3 فولط أو أقل ...؟
- كان هناك حلان :
o تصميم لوحة أم بعدة جهود وقابلة للترقية وأضافوا إليها محول جهد من 5 فولط إلى 3.3 أو أقل حتى 2.9 فولط ( هذا حل مصنعي اللوحة الأم ) .
o حل Intel كان بطرح VRM ( Voltage Regulator Module ) وهو منظم جهد خاص بها يتم وضعه بمنفذ خاص بجانب المعالج .
- قبل تنصيب VRM لا بد من نزع كل الجمبرات للتحكم بالجهد .
- لم تعد مسألة الجهود تثير قلقاً الآن .
26- مضاعفة الساعة في Pentium :
- في فترة انتشار 486 كان سرعة اللوحة الأم 33MHz .
- استطاعت أنظمة Pentium تجاوز هذه الحدود .
- فيما كانت سرعة اللوحة الأم تعمل 60 - 66MHz كانت سرعة الساعة في المعالج Pentium تصل إلى200 MHz .
- إذاً كيف تمّ التوافق..؟..عن طريق مضاعفة الساعة في أنظمة Pentium .
- يجب علينا إعداد عامل الضرب في أنظمة Pentium الأولى .
- أما في أنظمة 486 فلقد كان عامل الضرب يساوي 2 ولا يمكن تغييره مثال : 486DX/2 33/66 .
- يمكن استخدام لوحات أم أسرع لكن لا يمكننا تغيير عامل الضرب لأنه كان مدمجاً مع المعالج .
- على اللوحة الأم الخاصة بالعائلة Pentium يوجد جمبرات لتحديد سرعة اللوحة الأم وأخرى لتحديد عامل الضرب .
- لمعرفة سرعة الساعة وعامل الضرب المناسبين يخبرنا بذلك المصنع .
- منافسون Pentium :
o AMD K5 : توافق Pentium من حيث الأرجل وتختلف عنها بالبنية وسعره رخيص وفيما بعد أتت معالجات أزاحت هذا النوع من السوق .
o Cyrix 6x86/6x86L : أدائه مثل Pentium وسعره أرخص وكان يسخن كثيراً مما كان يولد المشاكل لكن نزل 6x876L وتخلص من هذه المشكلة .
27- أنواع قواعد عائلة Pentium :
- يحوي المعالج Pentium على عدد كبير من الأرجل مقارنة بـ 486 وبالتالي فهو يحتاج إلى تعليب أكبر .
- في المعالجات Pentium 60/66 استخدم التعليب PGA وقاعدته كانت تسمى Socket4 .
- في باقي معالجات Pentium استخدم التعليب SPGA الذي يتميز بكثافة الأرجل وصغر الحجم وقاعدتاه كانتا : Socket5 و Socket7 وأكثرها انتشاراً هي Socket7 .
28- معالجات Pentium Pro :
- أصدرتها Intel عام 1996م .
- حجم السجلات فيه يشبه Pentium ويختلف عنه بثلاث نقاط تجعله أقوى من Pentium :
o له أربع خطوط معالجة تدفقية أي يكافئ معالجات ثلاث عمليات في نفس الوقت .
o المعالجة الديناميكية : عندما يحتاج المعالج الوصول إلى DRAM ويمر في حالة انتظار فإنه في هذه الفترة يعود لخط المعالجة التدفقية وإذا وجد أي أوامر يقوم بتنفيذها وعندما تنتهي حالة الانتظار يعود إلى عمله السابق .
o له ذاكرة L2 مدمجة في الرقاقة .
- الممر الأمامي Frontside Bus هو مصطلح يطلق على ممر المعطيات الخارجي الذي يجمع MCC و CPU و RAM .
- الممر الخلفي Backside هو مصطلح يطلق على التوصيلات بين CPU و L2 .
- يعلب Pentium Pro وفق SPGA وقاعدته Socket8 .
- أدائه ضعيف في تشغيل برامج DOS و Windows 3.x لأنهه صمم ليعمل مع شيفرة 32 بت ويصبح بطيئاً عندما يعمل مع شيفرة 16 بت كبرامج DOS و Win 3.x وكلفته مرتفعة لكنه فعال في الشبكات والتطبيقات القوية .
29- MMX :
- هو تحسين جديد على Pintum أوجدتها Intel عام 1996 وأسمتها ( توسيع متعدد الوسائط ) Multimedia Extension ويتميز بـ :
o وجود أربع سجلات جديدة .
o أضيف 57 أمر إلى كتيب فك الشيفرة الخاص بالمعالجات Pentium .
o يستخدم مع كميات كبيرة من المعطيات .
o يفيد في الألعاب .
30- الجهد المتعدد :
- يعمل المعالج Pentium بجهد أقل من 3.3 ومع هذا يحتاج إلى هذا الجهد ليستطيع التخاطب مع باقي رقاقات اللوحة الأم .
- لذلك احتوت هذه المعالجات على جهد متعدد : أي نحتاج إلى جهدين منفصلين لتعمل المعالجات بشكل صحيح .
- لا يمكن وضع هذه النوعية على القاعدة Socket7 لأنها لا تعطي الجهد المناسب .
- فوجدت لوحات أم جديدة تقبل معالجات ذات جهد متعدد .
- تحوي هذه اللوحات على قاعدة Super Socket7 .
- تحوي معالجات Pentium الحديثة على عوامل ضرب مرتفعة تصل حتى 4.5 مما يعني زيادة سرعتها .
31- Pentium II :
- أسرع بقليل من Pentium Pro .
- يحوي ميزة MMX ومجموعة تعليمات مطورة .
- أنتجت أولاً وفق التعليب SEC وكانت بديل للمعالج القديم SPGA في المعالجات Pentium Pro.
32- معالجات AMD K6 :
- أنتجت AMD ما بين 1997 و 2000م سلسلة من المعالجات Super Socket7 تسمى K6 .
- ميزاتها : فيها كاش 64KB L1 (32 بت للبرامج و 32 بت للمعطيات ) وخط المعالجة التدفقية متطور جداً واعتماده على اللوحة الأم ذات سرعة 100MHz .
33- Celeron :
- لهدف تجاري أنتجت Intel جيل جديد متفرع عن Pentium II أسمته Celeron .
- في البداية صنعتها وفق التعليب SEC لكن بدون غطاء حماية وأسمت هذا التعليب SEP وهو اختصار لـ Single Edge Processing .
- كان أول إصدارين منه بسرعات 266MHz و 300MHz وبدون كاش L2 وهذا ما جعل عملها غير جيد .
- وفي النوع Celeron 300 أدخلت كاش 128KB وأسمته Celeron 300A .
- يتوفر الآن نوع Celeron II وهو يعتمد على Pentium III وفق التعليب PPGA أو FC-PGA وقاعدة Socket 370 .
34- Pentium III :
- يتميز Pentium III عن Pentium II بما يلي :
o استخدم التعليب SEE ( Streaming SIMD Extension ) .
o فيه مجموعة متطورة من التعليمات تنافس AMD .
o عمله على لوحات تعمل بسرعة 100MHz –133MHz .
o فيه ذاكرة كاش L2 مرتفعة جداً .
- أنتج أولاً وفق التعليب SECC-2 المشتق من SEC وأصبح مع التحسينات ينتج وفق PPGA أو FC-PGA .
35- معالجات Athlon :
- أول محاولة من AMD للتخلص من التوافق من حيث الأرجل مع معالجات Intel وهو المعالج الذي أقض مضجع Intel وهدد وجودها في السوق فكانت لطمة قوية من AMD لـ Intel .
- ذا تعليب SEC يدعى Slot A متوافق ميكانيكياً وليس من حيث الأرجل مع Slot1 أي يمكن تثبيته في لوحة أم ذات Slot1 لكنه لا يعمل .
- يحوي على عدد من التقنيات :
o له 9 خطوط معالجة تدفقية .
o استخدامه لممر نظام 200 أو 266MHz .
*** التباس : ما تدعوه AMD ممر النظام هو ما نسميه الممر الأمامي ... الممر يعمل بسرعة 100 أو 133 ميغا هيرتز وهذا المعالج مع الرقاقات ينفذ عمليتين خلال نبضة ساعية واحدة مما يزيد من سرعة المعالجة .
- هذا المعالج تلائم مع DDR SDRAM لأن كلاهما يعمل عمليتين خلال نبضة ساعة واحدة .
- معالجات Duron المنتجة من قبل شركة AMD تنافس معالجات Celeron .
36- معالجات Pentium 4 :
- الإصدار الذي أعلم AMD من يكون القائد في هذا المجال وبه ردت Intel اللطمة لـ AMD .
- تشمل على خط معالجة تدفقية ذا 20 خطوة .
- أخذت ممر Athlon ذي الـ 200MHz وضاعفته ليصبح 400MHz ضمن ممر 100MHz وذلك باستخدام أربع عمليات تبادل معطيات خلال حلقة ساعية واحدة .
- يعمل بشكل ملائم مع RD RAM .

ملحوظة منقول من منتديات الفريق العربى للبرمجة