تابع
=================================
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- 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 .
انتهى
************************************************** ****************
المصدر الأصلي
هنا
المفضلات