وحدة المعالجة المركزية CPU كما نعلم فهى قلب الحاسب وعقلة وظيفتة الاساسية هى معالجة البيانات التى تأتية من وحدات الحاسب الاخرى مثل الكارت الرسومى وتقوم بترجمة هذه البيانات و معالجتها وإرسالها مرة الاخرى الى الوحدات الفرعية داخل الحاسب على هيئة معلومات . يحتوى الحاسب الشخصى العادى على وحدة معالجة واحدة بينما يوجد حاسب عملاق أو مركزى يحتوى على أكثر من معالج وذلك لسرعة معالجة البيانات فى وقت أقل ومع التطورالتكنولوجى والرغبة المستمرعة فى وجود سرعة فى معالجة البيانات كان التطوير يتم بشكل مستمر لانتاج معالجات قادرة على تقديم اداء سريع مع الحفاظ على الاداء العام وأيضا درجة الحرارة الخاصة بالمعالج نفسة . أصبح الاستخدام الاساسى للحاسب فى العقد الاخير لبرامج الجرافيك وتعديل مقاطع الفيديو وبالطبع الالعاب ومع ازدياد قوة الجرافيك تحتاج الى معالج قوى ولكن ماذا عن كارت الشاشة ؟ لا يستطيع المعالج ان يقوم بمعالجة البيانات المرسلة الية بمفردة لذلك نرى أهمية تواجد الكارت الرسومى بمعالج منفصل ليعملوا معا على معالجة البيانات بشكل متبادل فلا نلاحظ مشاكل التقطيع او عنق الزجاجة التى تحدث أحيانا بسبب ضعف المعالج أو الكارت الرسومى . كان التوجهة العام فى الاعوام السابقة هى انتاج معالج يحتوى على وحدة لمعالجة البيانات مع دمج وحدة أخرى لمعالجة الرسوميات أو ببساطة دمج المعالج الرسومى مع المعالج المركزى على شريحة واحدة ليتشاركوا معا فى معالجة البيانات مع امكانية الاستغناء عن المعالج الرسومى والاعتماد على هذا المعالج الهجين

اهتمت شركة AMD بهذا التوجه سريعا وقامت بالاستحواذ على شركة ATI المتخصصة فى انتاج الشرائح الرسومية وسريعا بدأ يظهر لنا ثمار هذا الاندماج بإنتاج معالج يحوى داخلة شريحة معالجة رسومية تم دمجها على المعالج المركزى ويتشاركوا معا نفس الذاكرة لمعالجة البيانات والجرافيكس .

AMD APU

قامت شركة AMD بتطوير معالجها الخاص وأطلقت علية إسم APU ولتبسيط المصطلح CPU + GPU = APU أو وحدة المعالجة المسرعة وقد قامت شركة INTEL أيضا بإنتاج المعالج الهجين الخاص بها ولكن لم تصل فى الاداء الذى تقدمة الى معالجات APU من شركة AMD .يحتوى المعالج APU على المعالج المركزى CPU والذى يقوم بالمهام الرئيسية على الحاسب ويقوم بالتعامل مع البرامج ومعالجة البيانات بشكل عام , المعالج الرسومى GPU يقوم بالعمليات المتخصصة فى معالجة الصور أو الفيديو و الالعاب أيضا يتشاركوا معا بالذواكر المخبأ CASH و ذاكرة الحاسب RAM و يتم الجمع بين الاثنين داخل معالج واحد مسمى APU وهذا هو شرح المسبط لما يقوم بة المعالج .

لا نستطيع الاستغناء عن الكارت الرسومى المنفصل داخل الحاسب حاليا ولعل مستقبلا ومع التطوير المستمر يصل قوة المعالج APU الى قوة معالج و كارت رسومى معا ولكن يتسأل البعض إذا كان المعالج APU ليس بالقوة الكافية لتشغيل الالعاب على دقة عالية أو المعالجة بالسرعة والكفاءة المطلوبة مثل حاسب يحتوى على معالج وكارت رسومى منفصل ما هى أهميتة؟

حسنا ترجع أهمية المعالجات الهجينة أولا للمساحة و الحجم حيث تستطيع أن تحصل على معالج بيانات وكارت رسومى داخل معالج صغير والذى يتيح إستخدامة بكثرة داخل اجهز الحاسب المحمولة أو الاجهزة الصغيرة ولا ننسى أن أجهزة الكونسول تستخدم أيضا معالجات APU محسنة . بالاضافة الى ترشيد إستهلاك الطاقة وذلك نظرا لدمج المعالجين معا على عكس حاسب يحتوى على المعالج والكارت الرسومى بشكل منفصل من ما يزيد من الزمن الخاص ببطارية الحاسب المحمول قبل أن تنفذ . وأيضا سرعة لنقل البيانات وتقليل مشاكل التقطيع أو عنق الزجاجة . ولكن كما ذكرت سابقا لا نستطيع الاستغناء عن المعالج و الكارت الرسومى المنفصل نظرا لقوتهم ولكن أعتقد أن المستقبل لمعالجات APU بلا شك .

بدايات وحدة المعالجة المسرعة من شركة AMD

بدأت شركة AMD تطوير مشروعها الخاص المسمى ب Fusion فى عام 2006 وكان الهدف الرئيسى من المشروع هو الجمع بين معالج مركزى و شريحة رسومية داخل معالج واحد مع الاستغناء عن البطاقة الرسومية الخارجية وأيضا لتقليل إستهلاك الطاقة وبدأت بالفعل فى خطوات تنفيذ هذا المشرةع بالاستحواذ على شركة ATI المتخصصة فى تصنيع الشرائح الرسومية واجهت الشركة بعض الصعوبات فى البداية للجميع بين CPU + GPU داخل معالج واحد ثم نجحت فى النهاية بإصدار الجيل الاول من المعالجات الهجينة وهو Liano فى أغسطس 2011 مع مقبس جديد مسمى ب FM1 وحقق بعض النجاحات ولكن لم يكن على المستوى المطلوب ثم قامت الشركة بإصدار الجيل الثانى والمسمى ب Trinity ومقبس جديد وهو FM2 وحقق هذا الجيل نجاح وبدأ الاهتمام بهذا لنوع من المعالج ولا ننسى أنه على الجهة الاخرى كانت شركة INTEL  تطور أيضا المعالج الهجين الخاص بها ولكن لم تصل لما وصلت لة شركة AMD من قوة الاداء المركزى للمعالج وأيضا قوة الشريحة المدمجة . تم إصدار المعالج Kaveri وأصبح الجيل الثالث ونستعد حاليا لاصدار الجيل الاحدث المسمى ب Carrizo وسأقوم فى السطور التالية بشرح كل جيل بالتفصيل .

الجيل الاول Linao

الجيل الاول من المعالجات الهجينة المسمى ب liano  وتم إصدارة اغسطس 2011 بمقبس جديد تماما وهو FM1 وقدمت الشركة أكثر من فئة تحت هذا المسمى وتختلف فى السرعة وأيضا الكارت الرسومى المدمج وهم A4,A6,A8 وتعتبر الفئة الاقتصادية هى A4 بينما الفئة الاقوى هى A8 وتأتى بدقة تصنيع 32nm ودعم لذواكر ddr3 وأيضا DirectX 11 . معمارية المعالج هى K10 و تتشابه مع معمارية معالجات AMD Athlon II  الى حد كبير و أيضا معمارية الشريحة الرسومية شبيهة إلى حد كبير بالمعمارية المعروفة باسم Redwood و هي نفس المعمارية المبنيّ عليها جيل HD5500 و HD5600 من بطاقات AMD Radeon و يدعم DirectX 11.1, OpenCL 1.2 و DirectCompute

ويحتوى المعالج على بعض التقنيات من شركة AMD وهى AMD Eyefinity والتى تتيح لك ربط أكثر من شاشة عرض وأيضا تقنية Dual Graphics وهى للربط بين البطاقة الرسومية المنفصلة و المعالج الرسوميّ المدمج على معالج APU وهى تشبة تقنية Crossfire وأيضا تقنية Turbo Core وتعتمد التقنية على رفع تردد أنوية المعالج بشكل منظم و سريع عندما تسمح الظروف بذلك, فمثلاً في حال احتجت لقوة حاسوبية كبيرة أثناء إجراء مجموعة من الحسابات المعقدة, ستقفز خاصية Turbo Core أمامك في الحال و تتولى القيادة؛ حيث ستقوم –دون أدنى تدخل منك- برفع تردد الأنوية إذا سمحت بذلك ظروف الحرارة و الطاقة (الفولت), ثم تعود الأنوية لسرعتها الطبيعية عند انتهاء الغاية من ارتفاع سرعتها. يتم هذا التغير الديناميكي في التردد بسرعة مرتفعة و دقة متناهية دون تدخل منك.

فئة A4

يوجد بهذه الفئة الاقتصادية معالجين ثنائى النواه وهم A4-3300 , A4-3400  يحتوى ذاكرة مخبئة بمساحة 1 ميجابايت ودعم لذاكرة DDR3 حتى تردد 1600 والكارت الرسومى المدمج هو  HD 6410D ومعدل إستهلاك الطاقة 65 وات

فئة A6

وهى الفئة المتوسطة وتحتوى على 4 معالجات وهم A6-3500 , A6-3600 , A6-3650 , A6-3670K وهى معالجات تحتوى على أربع انوية وذاكرة مخبئة بمساحة 4 ميجابايت عدا المعالج A6-3500 ثلاثى النواه فقط ويحتوى على ذاكرة مخبئة 3 ميجابايت وتدعم ذواكر DDR3 حتى تردد 1866 . الكارت الرسومى المدمج هو HD 6530D بتردد 600 MHZ معدل إستهلاك الطاقة 65 وات ويصل الى 100 وات مع المعالج مفتوح الانوية A6-3670K والذى يدعم أيضا تقنية Turbo Core .

فئة A8

وهى الفئة العليا وتحتوى على 4 معالجات وهم A8-3800 , A8-3820 , A8-3850 , A8-3870K وهى معالجات رباعية النواه وذاكرة مخبئة بمساحة 4 ميجابايت وتدعم ذواكر DDR3 حتى تردد 1866 . الكارت الرسومى المدمج HD 6550D بتردد 600 MHZ  ويصل معدل إستهلاك الطاقة الى 65 وات وفى المعالج المفتوح الانوية A8-3870K الى 100 وات مع دعم لتقنية Turbo Core .

الجيل الثانى Trinity

الجيل الثانى من المعالجات الهجينة بمسمى Trinity  وتم إصدارة اكتوبر 2012 بمقبس جديد أيضا FM2 وقدمت الشركة أكثر من فئة تحت هذا المسمى وتختلف فى السرعة وأيضا الكارت الرسومى المدمج وهم A4,A6,A8,A10 وتعتبر الفئة الاقتصادية هى A4 بينما الفئة الاقوى هى A10 وتأتى بدقة تصنيع 32nm ودعم لذواكر ddr3 وأيضا DirectX 11 . معمارية المعالج هى PileDriver المعالج يحتوي على Die مساحتها 246 mm2 بتقنية 32nm SOI, و هي أكبر بـ 8% فقط من Llano, كما أن عدد الترانزستورات زاد قليلاً ليصير 1.303 مليار. فيه 4 أنوية بـ 4 Threads, و L2 Cache 2x2MB, و لكن لا L3. ترينيتي هي مجرد تعديل على المعمارية الأساسية Bulldozer لكن هذا لا يعني أن التعديلات ليست كبيرة أو أن Trinity هي نفس Llano, و بحسب AMD فإن Trinity بها قوة حسابية أعلى بـ 25% من سابقتها Llano و يدعم DirectX 11.1, OpenCL 1.2 و DirectCompute , HDMI, DisplayPort 1.2, DVI

ويحتوى المعالج على بعض التقنيات من شركة AMD وهى AMD Eyefinity والتى تتيح لك ربط أكثر من شاشة عرض وأيضا تقنية Dual Graphics وهى للربط بين البطاقة الرسومية المنفصلة و المعالج الرسوميّ المدمج على معالج APU وهى تشبة تقنية Crossfire وأيضا تقنية Turbo Core وتعتمد التقنية على رفع تردد أنوية المعالج بشكل منظم و سريع عندما تسمح الظروف بذلك, فمثلاً في حال احتجت لقوة حاسوبية كبيرة أثناء إجراء مجموعة من الحسابات المعقدة, ستقفز خاصية Turbo Core أمامك في الحال و تتولى القيادة؛ حيث ستقوم –دون أدنى تدخل منك- برفع تردد الأنوية إذا سمحت بذلك ظروف الحرارة و الطاقة (الفولت), ثم تعود الأنوية لسرعتها الطبيعية عند انتهاء الغاية من ارتفاع سرعتها. يتم هذا التغير الديناميكي في التردد بسرعة مرتفعة و دقة متناهية دون تدخل منك.

فئة A4

وهى الفئة الاقتصادية وتحتوى على معالج ثنائى النواه وهو A4-5300 يحتوى ذاكرة مخبئة بمساحة 1 ميجابايت ودعم لذاكرة DDR3 حتى تردد 1600 والكارت الرسومى المدمج هو HD 7480D ومعدل إستهلاك الطاقة 65 وات

فئة A6

وهى الفئة التالية وتحتوى على معالج وهو A6-5400K مفتوح الانوية يحتوى على نواتين وذاكرة مخبئة بمساحة 1 ميجابايت وتدعم ذواكر DDR3 حتى تردد 1866 . الكارت الرسومى المدمج هو HD 7540D بتردد 760 MHz معدل إستهلاك الطاقة 65 وات

فئة A8

وهى الفئة المتوسطة وتحتوى على معالجين وهم A8-5500 , A8-5600K وهى معالجات تحتوى على أربع انوية وذاكرة مخبئة بمساحة 4 ميجابايت وتدعم ذواكر DDR3 حتى تردد 1866 . الكارت الرسومى المدمج هو HD 7560D بتردد 760 MHz معدل إستهلاك الطاقة 65 وات . بينما المعالج 5600k مفتوح الانوية ويصل معدل الاستهلاك الى 100 وات .

فئة A10

وهى الفئة العليا وتحتوى على معالجين وهم A10-5700 , A10-5800K وهى معالجات رباعية النواه وذاكرة مخبئة بمساحة 4 ميجابايت وتدعم ذواكر DDR3 حتى تردد 1866 . الكارت الرسومى المدمج HD 7660D بتردد 760 MHz ويصل الى 800 مع المعالج 5800K ويصل معدل إستهلاك الطاقة الى 65 وات وفى المعالج المفتوح الانوية A10-5800K الى 100 وات

الجيل الثالث Richland

إعتمدت AMD في بناء معالجات Richland على معمارية Pilidriver وهي نفسها المعمارية المستخدمة في معالجات Trinity ومن قبلها كذلك معالجات Bulldozer، وكل ما تقوم به الشركة جيلاً بعد جيل هو فقط إضافة التحسينات على المعمارية الأساسية ومن ضمن تحسينات هذا الجيل هو دعمه لأوامر برمجية ISA جديدة FMA4/3, AVX, AES, XOP، كما أن الجيل الجديد سيأتي محملاً ببطاقات رسومية من جيل HD8000 مع تقليل لاستهلاك الطاقة فى بعض العالجات المخصصة للحاسب المحمول .وتأتى بدقة تصنيع 32nm ودعم لذواكر ddr3 وأيضا DirectX 11 و يدعم DirectX 11.1, OpenCL 1.2 و DirectCompute وتأتي البطاقات الرسومية المدمجة بمعمارية VLIW4

ويحتوى المعالج على بعض التقنيات من شركة AMD وهى AMD Eyefinity والتى تتيح لك ربط أكثر من شاشة عرض وأيضا تقنية Dual Graphics وهى للربط بين البطاقة الرسومية المنفصلة و المعالج الرسوميّ المدمج على معالج APU وهى تشبة تقنية Crossfire وأيضا تقنية Turbo Core وتعتمد التقنية على رفع تردد أنوية المعالج بشكل منظم و سريع عندما تسمح الظروف بذلك, فمثلاً في حال احتجت لقوة حاسوبية كبيرة أثناء إجراء مجموعة من الحسابات المعقدة, ستقفز خاصية Turbo Core أمامك في الحال و تتولى القيادة؛ حيث ستقوم –دون أدنى تدخل منك- برفع تردد الأنوية إذا سمحت بذلك ظروف الحرارة و الطاقة (الفولت), ثم تعود الأنوية لسرعتها الطبيعية عند انتهاء الغاية من ارتفاع سرعتها. يتم هذا التغير الديناميكي في التردد بسرعة مرتفعة و دقة متناهية دون تدخل منك.

فئة A4

صدر فى هذه الفئة الاقتصادية أكثر من معالج سأقوم بذكر أهمهم وهم A4-4000 , A4-6320 , A4-7300 معالجات ثنائية النواه وتحتوى على ذاكرة مخبئة بمساحة 1 ميجابايت وتدعم ذواكر DDR3 حتى تردد 1600 . الكارت الرسومى المدمج هو 8370D بتردد 760 MHz معدل إستهلاك الطاقة 65 وات

فئة A6

وهى الفئة التالية وتحتوى على معالجين وهم A6-6400K , A6-6420K مفتوحين الانوية يحتوى على نواتين وذاكرة مخبئة بمساحة 1 ميجابايت وتدعم ذواكر DDR3 حتى تردد 1866 . الكارت الرسومى المدمج هو 8470D بتردد 800 MHz معدل إستهلاك الطاقة 65 وات.

فئة A8

وهى الفئة المتوسطة وتحتوى على معالجين وهم A8-6600K , A8-6500 وهى معالجات تحتوى على أربع انوية وذاكرة مخبئة بمساحة 4 ميجابايت وتدعم ذواكر DDR3 حتى تردد 1866 . الكارت الرسومى المدمج هو 8570D بتردد 800 MHz معدل إستهلاك الطاقة 65 وات . بينما المعالج 6600K مفتوح الانوية ويصل معدل الاستهلاك الى 100 وات .

فئة A10

وهى الفئة العليا وتحتوى على أكثر من معالج أهم معالجين وهم A10-6800K , A10-6700 وهى معالجات رباعية النواه وذاكرة مخبئة بمساحة 4 ميجابايت وتدعم ذواكر DDR3 حتى تردد 1866 . الكارت الرسومى المدمج 8670D بتردد 844 MHz  ويصل معدل إستهلاك الطاقة الى 65 وات وفى المعالج المفتوح الانوية A10-6800K الى 100 وات

الجيل الرابع Kaveri

وهو الجيل الحالى من وحدات المعالجة المسرعة من شركة AMD وقد حقق نجاح ملحوظ نظرا لقوة الاداء وأيضا قوة الشريحة الرسومية المدمجة ويأتى بمقبس محسن وهو FM2+ كانت اكبر التغييرات والملامح فى معالجات AMD Kaveri APU هو استخدام دقة تصينع 28nm بمعمارية Steamroller الحديثة وتعدد خطوط المعالجة مع التركيز على تحسين وزيادة الـ IPC او Instruction-Per-Cycle) وتعنى (عدد التعليمات التي يستطيع المعالج تنفيذها خلال نبضة واحدة) تصل الزيادة كما تقول AMD الى 20% .يتكون المعالج من وحدتين (module) ، لكل وحدة (module) خطى معالجة منفصلة ويتشاركان نفس نواه تنفيذ الاوامر لتسريع الاداء .يحتوى كل Module على نواتين لكل نواة L1 Cache وقد زاد حجمها من 64KB الى 96KB . ايضا كما وضحت الشركة ان عملية التنبؤ بالحسابات قد تحسنت بشكل جيد، ايضا مساحة جدولة المهام قد زادت مما ادى الى كفائة تنفيذ واخراج البيانات قد تحسنت بشكل جيد لكل نواة و أيضا تدعم تردد ذاكره يصل حتى 2400 MHz مقارنه بالاصدار السابق  Richland وكان يدعم تردد ذاكره يصل الى 2133 MHz فقط.

الميزة الاكثر اهمية هو اعتماد ودعم معالجات Kaveri لتقنيه HSA او (Heterogeneous System Architecture) .. والتى هى اساس عمل تقنية hUMA والتى من شانها ان تسمح لكل من المعالج المركزى CPU والمعالج الرسومى GPU ان يتشاركا نفس الذاكرة معا ويسمح لكليهما الوصول لنفس عنوان البيانات فى ذواكر الجهاز معا فى نفس الوقت وذلك يؤدى الى مزيد من التناغم بين المعالج المركزى والمعالج الرسومى ويؤدى ايضا الى تقليل الوقت الذى تستغرقه تداول البيانات بينهم , ويحتوى المعالج على بعض التقنيات من شركة AMD وهى AMD Eyefinity , TrueAudio, Freesync

فئة A6

وهى الفئة الاقتصادية تحتوى على معالج وهوA6-7400K مفتوح يحتوى على نواتين و ذاكرة مخبئة بمساحة 1 ميجابايت وتدعم ذواكر DDR3 حتى تردد 1866 . الكارت الرسومى المدمج هو R5 بتردد 756 MHz معدل إستهلاك الطاقة 65 وات .

فئة A8

وهى الفئة المتوسطة وتحتوى على معالجين وهم A8-7650K , A8-7600 وهى معالجات تحتوى على أربع انوية وذاكرة مخبئة بمساحة 4 ميجابايت وتدعم ذواكر DDR3 حتى تردد 2133 . الكارت الرسومى المدمج هو R7 بتردد 720 MHz معدل إستهلاك الطاقة 65 وات . بينما المعالج A8-7650K مفتوح الانوية ويصل معدل الاستهلاك الى 95 وات .

فئة A10

وهى الفئة العليا وتحتوى على أكثر ثلاث معالجات وهم A10-7800 , A10-7700K , A10-7850K وهى معالجات رباعية النواه وذاكرة مخبئة بمساحة 4 ميجابايت وتدعم ذواكر DDR3 حتى تردد2133  . الكارت الرسومى المدمج R7 بتردد 720 MHz  ويصل معدل إستهلاك الطاقة الى 65 وات وفى المعالج المفتوح الانوية A10-7700K وA10-7850K  الى 95 وات

 وفى النهاية نحن فى إنتظار الجيل الجديد من المعالجات الهجينة من شركة AMD  والتى سيطلق عليها إسم Godavari .