مقالة عن المعالجات متعددة النواة

ما هي معالجات الأنوية المتعددة ولماذا نحتاج إليها؟ في الوقت الذي تزداد فيه الحياة تعقيداً، يواكب ذلك زيادة في المتطلبات التي ننتظرها من جهاز الكمبيوتر، ولم نعد نرضى بتنفيذ مهمة واحدة في الوقت نفسه، ولكننا نريد القيام بالكثير من الأعمال في نفس الوقت، ومن الأمثلة على ذلك تفقد البريد الإلكتروني والعمليات المصرفية الإلكترونية والمؤتمرات عبر الفيديو وممارسة الألعاب، وحري عن الذكر قائمة طويلة أخرى من التطبيقات التي تعمل في خلفية الجهاز مثل برنامج مقاومة الفيروسات. إننا نتوقع من الأجهزة التي نستخدمها في منازلنا ومكاتبنا أن تكون قادرة على أداء الكثير من المهام في وقت واحد. وعلاوة على ما ذكر، فإن جميع هذه التطبيقات هي بالفعل أكثر كثافة وإثارة للإعجاب مقارنة مع البرامج التي اعتدنا استخدامها في فترات سابقة. وفي هذه الأيام بتنا نطلب بالحصول على اللون الكامل والحركة والفيديو بجودة عالية والصور والرسومات المدهشة، ومن شأن كل هذه الاحتياجات أن تضع عبئاً هائلاً على المعالج التي هي أدمغة أجهزة الكمبيوتر المستخدمة لدينا. وكلما زاد مقدار الأعباء التي نقوم بتحميلها يزداد عملها بطريقة بطيئة، وبالتالي يكون ذلك باعثاً على الإحباط وهدراً للوقت. وتعتبر إنتل الشركة الرائدة في مجال استخدام المعالجات ذات الأنوية المتعددة في أجهزة الكمبيوتر الشخصية والأجهزة الدفترية المحمولة. ويشبه تأثير استخدام معالج بنواة ثنائية أو بعدد من الأنوية مثل وجود 6 أو 8 أسطوانات في محرك سيارتك بدلاً من 4 أسطوانات، أو مثل وجود عشر مسارات على طريق سريع بدلاً من 6 مسارات. وفي العمل يعني ذلك أنك تمتلك القدرة على التعامل مع أعباء العمل المتزايدة والعمليات المتزامنة والتطبيقات المعقدة من دون ظهور أي انحدار في الخدمة.والأهم من هذا وذاك، أنه بفضل وجود دوائر أصغر حجماً، فإن تكنولوجيا النواة المتعددة توفر فاعلية في استهلاك الطاقة الأمر الذي يعني تحقيق مكاسب في الأداء من دون أن ينجم عن ذلك زيادة في استهلاك الطاقة. ولم تحتاج بطاريات الأجهزة المحمولة إلى زيادة حجمها ووزنها. ما هو الإبداع الفني؟ لقد أمكن التوصل إلى تكنولوجيا النواة المتعددة من خلال الدوائر الإلكترونية التي تتقلص أبعادها بشكل مستمر والتي يمكن حفرها على شريحة المعالج. وتمكنت إنتل في فترة سابقة من تقليل معدل حجم هيكل كل دائرة لتصل إلى 65 نانو متر، وهو حجم صغير جداً ويمكن من خلاله وضع 1400 معالج داخل قطر شعرة آدمية

وفي شهر يناير من العام الجاري 2006، عرضت إنتل شرائح مزودة بدوائر يبلغ حجمها 45 نانو متر – ولكن سيتم استخدام هذه التكنولوجيا في المنتجات خلال العام 2007. وإضافة إلى أهمية الأداء النقي، يوجد لدى شركة إنتل في الوقت الحالي نموذج آخر حيث أن هناك تركيز إضافي على الأداء الفاعل للطاقة وليس مجرد الأداء، ويعني ذلك مقدار الطاقة التي نستخدمها لمعالجة كل عملية، وهذا هو المعنى الحقيقي للبنية المعمارية الدقيقة Intel® Core™". وتتيح تكنولوجيا النواة المتعددة المشاركة في المصادر وأعباء العمل بين نواتي المعالج، ولذلك يمكن أداء المهام بسرعة أعلى، ويشبه ذلك إلى حد ما وجود عدد من عمال البناء في موقع الإنشاء أو عدد من الطهاة في المطبخ. وعلاوة على ذلك سيكون بمقدور هؤلاء المشاركة في المصادر (الذاكرة الحاجبة) التي تشبه عمال البناء الذين يتشاركون في أدوات البناء الأمر الذي يغني عن الحاجة إلى الذهاب إلى ورشة العمل ما هي النواة ؟ يطلق مفهوم النواة تعريفاً على مجموعة ال : L1 cache # L2 cache # Arithmetic unit #

بالإضافة إلى المتحكم بالمقاطعة
آلية استخدام الممرات
يعمل المعالج ثنائي النواة و كأنه معالجين يعملان بطريقة تفرعية و لكل منهما ممراته الخاصة و مستقل عن الآخر بشكل متناسق و يستخدم كل منهما مصادر النظام بشكل مستقل أيضاً..

بنية المعالج ثنائي النواة : كانت حلول intel تعتمد على وضع نواتي معالج prescott أحادي النواة الخاص بها و المصنع وفق تقنية التصنيع 90 نانو متراً في شريحة واحدة وقامت بتسميته smithfiled . هذا المعالج يعتبر نسخة بدائية من المعالجات ثنائية النواة المصممة من قبل إنتلحيث يحتوي على نواتان مستقلتان من نفس نوع نواة المعالج prescott وموضوعتان على شريحة سيليكونية واحدة . هذا يعني فعلياً أن كلاً من نواتي المعالج Smithfieldتستخدم وحدات التنفيذ الخاصة بها و يكون لكل منها ذاكرة سريعة مستقلة خاصة بها من المستوى الثاني و بحجم 1MB . يتميز المعالج أيضاً بوجود وسيط خاص Arbiter يؤمن واجهة للتعامل مع ممر الناقل الأمامي الذي يمتلك سرعة 800MHz فقط . على الرغم من أن جميع الوحدات الوظيفية للمعالج prescott ستتضاعف في بنية المعالج smithfield إلا أن حجم شريحة المعالج smithfield ستكون أكبر بمقدار 2.1 مرة عن تلك الموجودة في معالج prescott . هذه الزيادة في حجم الشريحة سيؤدي حتماً إلى زيادة في تبديد حرارة المعالج .... التطبيقات يمكن الاستفادة إلى حد كبيرة من تكنولوجيا النواة المتعددة عند تطوير تطبيقات للمستقبل، ويتم تصميم برامج المستقبل في مكونات يمكن تشغيلها بالتوازي داخل الشريحة، أو ما يعرف "الربط الفائق متعدد الخيوط. وتعمل شركة إنتل مع آلاف شركات توريد الأجهزة والبرامج من أجل تطوير مجموعة واسعة من المنتجات التي تمت موالفتها بما ينسجم مع أجهزة الكمبيوتر القائمة على معالجات ذات أنوية متعددة. ويوجد الآن أكثر من مئتي من هذه التطبيقات، بما في ذلك Microsoft Windows* XP و Microsoft Vista* المقبل و Adobe Photoshop* و Roxio* و iTunes* وغيرها من التطبيقات المتعددة.

القوة والفاعلية للتحول يعتبر الأداء المحسن وفاعلية استهلاك الطاقة لمعالجات إنتل ذات الأنوية الثنائية مثالية لتبقى أجهزة الكمبيوتر المحمولة خفيفة الوزن ومتنوعة، وعلى مستوى المكتب فإن هذه التكنولوجيا تبشر بحقبة جديدة من أداء ومرونة الأجهزة المحمولة. ويقول أرافيند سيشاغيري محلل الأبحاث في مؤسسة "فروست أند سوليفان" التي تتخذ من الولايات المتحدة الأمريكية مقراً لها: "إن إطلاق المعالجات ذات الأنوية المتعددة قد عمل بالفعل على إحداث ثورة في عالم الأجهزة الإلكترونية، كما عمل ذلك على تعزيز تطور العديد من القطاعات الأخرى، مثل الألعاب وتطبيقات المهمات الحرجة والاتصالات". وعندما تم إطلاق أجهزة الكمبيوتر المحمولة القائمة على تكنولوجيا النواة الثنائية لأول مرة في شهر يناير من العام الجاري 2006، كانت شركت إنتل قادرة على الإعلان عن تحقيق تطورات في الأداء بنسبة 70 في المئة وتسجيل تحسن يصل إلى 28 في المئة فيما يتعلق باستهلاك الطاقة مقارنة مع الجيل السابق من الأجهزة المحمولة التي تستخدم تكنولوجيا Intel Centrino للأجهزة المحمولة. ويتواصل اتجاه تحقيق الأداء الخارق مع المعالجات الحالية ذات النواة الثنائية القائمة على البنية المعمارية الدقيقة Intel® Core™". وتم إطلاق هذه التكنولوجيا لأجهزة الكمبيوتر المكتبية في شهر يوليو 2006 لتقدم تحسناً في الأداء بنسبة 49 في المئة كما كانت أكثر فاعلية بنسبة 40 في المئة مقارنة مع معالجات الأجهزة المكتبية السابقة. ويحتوي هذا المعالج على عدد هائل من الترانزيستورات يصل إلى 291 مليون ترانزيستور. نماذج من استخدام جهاز الكمبيوتر القائم على معالج النواة الثنائية في المنزل : o تشغيل حفلتك المفضلة وتوجيهها إلى التلفاز في أثناء تنزيل الموسيقى من الإنترنت أو نسخ الأسطوانات المدمجة من جهاز كمبيوتر مكتبي في غرفة المكتب أو من الجهاز المحمول في الحديقة. O إتاحة المجال للأطفال للقيام بواجباتهم المدرسية في غرف النوم أو البحث عن موضوعات الأبحاث في الإنترنت في الوقت الذي تكون فيه تتبادل صور العطلة على شاشة كبيرة في غرفة الجلوس مع والديك وأصدقائك.

o دع أحد أفراد أسرتك عقد مؤتمر عبر الفيديو مع صديق بعيد في أثناء بث المقاطع من الأفلام المنزلية الرقمية لعائلتك. وفي نفس الوقت يمكن لفرد آخر من الأسرة القيام بالعمليات المصرفية الإلكترونية مع برنامج آمن في الخلفية أو البحث في الشبكة عن وجهات لقضاء العطلة أو أفكار لإعداد الوجبات. o يمكنك الانخراط في تحرير الموسيقى وأن تكون "دي جيه" DJ حقيقي عند التعامل مع مكتبتك الموسيقية الكاملة الآن، حيث يمكنك تحويل جميع الأقراص المدمجة بسرعة إلى نسق رقمي، ويمكنك أن تضعها جميعها في جهازك. ويستطيع المعالج Intel Core 2 Duo من التسلسل E6700 أن يستوعب ضعف الأغاني على جهازك خلال خمس دقائق، وبالتالي يكون أمامك متسع من الوقت للاستمتاع بالموسيقى. oعندما تريد استعادة لحظات خاصة، مثل زواج أحد الأصدقاء أو عطلة الأسرة، فإن المعالج Intel Core 2 Duo من التسلسل E6700 وطقم الشرائح P956 مع تكنولوجيا Intel® Viiv™ تتيح لك ضغط أفلام الفيديو المنزلية إلى نسق WMV9 عالي الجودة حتى تقوم بإدارة الملفات بطريقة أفضل. ويمكنك أيضاً تخزينها بصورة أسهل. في أثناء التجوال o يمكن للمدراء وموظفي المبيعات وغيرهم من المتخصصين كثيري التجوال الاستفادة من الوقت الضائع للعمل في أثناء وجودهم داخل المطار أو الفندق أو موقع العملاء. ويأتي ذلك بفضل الفوائد التي توفرها الأجهزة القائمة على تكنولوجيا Intel® Core™ والبطارية القادرة على العمل لفترة زمنية أطول لزيادة القدرة على المنافسة. o يمكنك اصطحاب بعض أفلام "دي في دي" DVD لمشاهدتها على متن الطائرة، فيما يمكن لجهازك الدفتري التقاط أحدث الرسائل الإلكترونية التي تلقيتها وترتيب آخر نشاطاتك العملية مع المكتب الرئيسي. o يمكن للأطباء في المستشفى التقاط ومشاهدة الصور للمرضى ومقارنتها مع البيانات على الشبكة والعثور على أسرة المستشفيات المتوافرة أو الاختصاصيين أو المعدات..

المصدر الموسوعه العالمية