أنواع وحدة المعالجة المركزية

تعد وحدة المعالجة المركزية باختصار (CPU) من أهم المكونات في أي جهاز حاسوبي، حيث تقوم بتنفيذ العديد من العمليات الحسابية والمنطقية التي تساعد على تشغيل الأنظمة والتطبيقات بشكل سلس وفعال، وفي هذا المقال، سنتحدث عن أنواع وحدة المعالجة المركزية وما يميز كل نوع منها.

ما هي وحدة المعالجة المركزية في الحاسوب؟

وحدة المعالجة المركزية (Central Processing Unit أو CPU) هي الجزء الرئيسي في حاسوبك الذي يتحكم في جميع العمليات الحسابية والمنطقية التي يقوم بها الحاسوب، وهو عبارة عن شريحة صغيرة، وفيما يأتي المزيد من المعلومات عنها:

• تقوم بتنفيذ الأوامر التي ترسلها البرامج المثبتة على الحاسوب، حيث تقوم بتحويل البيانات من صيغتها الأولية إلى صيغة يمكن للحاسوب فهمها، وتقوم بتنفيذ العمليات الحسابية والمنطقية على هذه البيانات.
• ثم ترسل النتائج إلى الذاكرة العشوائية (RAM) للحفظ لاستخدامها فيما بعد أو ترسلها مباشرة إلى الأجهزة الخارجية المختلفة، وهي عادة ما تكون مكونة من عدد من النوى (Cores) التي تعمل على تنفيذ العمليات بشكل متزامن لتحسين أداء الحاسوب.
• تختلف سرعة وأداء وحدة المعالجة المركزية بناءً على نوع الحاسوب وسرعته وتردد المعالج وعدد النوى والخصائص الأخرى كما يمكن ترقية وحدة المعالجة المركزية في بعض الأحيان لزيادة سرعتها أدائها.

شاهد أيضًا: ما هي ذاكرة الكاش ومميزاتها وعيوبها

أنواع وحدة المعالجة المركزية

وحدة المعالجة المركزية أحادية النواة (Single-Core CPU) 

• تحتوي على نواة واحدة فقط تقوم بتنفيذ العمليات الحسابية والمنطقية، وتعد هذه الوحدة من الأنواع القديمة في الوقت الحالي وليست شائعة كثيرًا في الأجهزة الحديثة.
• يتميز هذا النوع من أنواع وحدة المعالجة المركزية بأنه يعمل بسرعة عالية في تنفيذ العمليات التي تحتاج إلى قوة معالجة عالية، ولكن الأداء العام للجهاز يمكن أن يتأثر سلبًا إذا تم تشغيل تطبيقات متعددة في نفس الوقت.
• عادةً ما تستخدم وحدات المعالجة المركزية أحادية النواة في الأنظمة القديمة والأجهزة المحمولة والأجهزة المخصصة لأغراض معينة كالأجهزة الطبية والأجهزة العلمية والأجهزة الصناعية.

وحدة المعالجة المركزية ثنائية النواة (Dual-Core CPU) 

• تحتوي على اثنتين من الأنوية الحاسوبية المستقلة والتي تعمل معًا في نفس الوحدة المركزية، وتسمح وحدة المعالجة المركزية ثنائية النواة بتنفيذ مهام متعددة في وقت واحد بفضل قدرات المعالجة المزدوجة.
• بالمقارنة مع وحدات المعالجة المركزية أحادية النواة، فإن وحدات المعالجة المركزية ثنائية النواة توفر أداءً أفضل في تشغيل التطبيقات المتعددة والمهام المتوازية، وتعمل بشكل أكثر فعالية في تحمل العبء الكبير للمهام الثقيلة مثل الألعاب وتحرير الفيديو.
• يستخدم هذا النوع من أنواع وحدة المعالجة المركزية على نطاق واسع في الأجهزة المحمولة وأجهزة الكمبيوتر المكتبية والحواسيب المحمولة والأجهزة اللوحية.

وحدة المعالجة المركزية رباعية النواة (Quad-Core CPU) 

• بها أربع أنوية حاسوبية مستقلة والتي تعمل معًا في نفس الوحدة المركزية، ويعني ذلك أن وحدة المعالجة المركزية رباعية النواة يمكنها تنفيذ أربع مهام مختلفة في نفس الوقت بفضل قدرات المعالجة الرباعية.
• تتيح تحسين الأداء وزيادة سرعة النظام، وتقليل الزمن اللازم لتنفيذ المهام الحاسوبية المختلفة.
• تتمتع وحدات المعالجة المركزية رباعية النواة بالقدرة على التعامل مع المهام الثقيلة مثل الألعاب والتطبيقات الرسومية وتحرير الفيديو بسهولة وبدون تأخير.
• تتميز وحدات المعالجة المركزية رباعية النواة بالاستهلاك المنخفض للطاقة، حيث يمكنها توفير الطاقة وتحسين عمر البطارية في الأجهزة المحمولة.

شاهد أيضًا: معلومات عن ذاكرة الوصول العشوائي

وحدة المعالجة المركزية ثمانية النواة (Octa-Core CPU) 

هي نوع من أنواع وحدة المعالجة المركزية التي تحتوي على ثمانية نوى حاسوبية مستقلة والتي تعمل معًا في نفس الوحدة المركزية. تتيح وحدات المعالجة المركزية ثمانية النواة تحسين الأداء والقدرة على تشغيل التطبيقات المتعددة بسلاسة وفي نفس الوقت، ومن بين المميزات الرئيسية لوحدات المعالجة المركزية ثمانية النواة ما يلي:

• تتيح وحدات المعالجة المركزية ثمانية النواة تحسين الأداء وتسريع النظام، وتقليل الزمن اللازم لتنفيذ المهام الحاسوبية المختلفة.
• تتميز بالقدرة على التعامل مع المهام الثقيلة مثل الألعاب والتطبيقات الرسومية وتحرير الفيديو، وتتمتع بالقدرة على تشغيلها بأداء عالٍ دون تأخير، كذلك الاستهلاك القليل للطاقة.
• تستخدم في الأجهزة المحمولة وأجهزة الكمبيوتر المكتبية والحواسيب المحمولة وأجهزة الألعاب، وكذلك في الخوادم والأجهزة الصناعية وأجهزة الشبكات، مثل معالجات Intel Core i7-9700K وAMD Ryzen 7 5800X.

وحدة المعالجة المركزية عشارية النواة (Deca-Core CPU) 

من أنواع وحدة المعالجة المركزية التي تحتوي على عشرة نوى حاسوبية مستقلة والتي تعمل معًا في نفس الوحدة المركزية، ومن بين المميزات الرئيسية لوحدات المعالجة المركزية عشارية النواة:

• تتيح وحدات المعالجة المركزية عشارية النواة زيادة الأداء وتسريع النظام، وتقليل الزمن تنفيذ أي مهمة، وتشغيل التطبيقات المتعددة بسلاسة وفي نفس الوقت.
• تتميز وحدات المعالجة المركزية عشارية النواة بالاستهلاك المنخفض للطاقة بالرغم من أنها تعتبر من أقوى وحدات المعالجة المركزية المتاحة، مما يساعد في توفير الطاقة وتمديد عمر البطارية في الأجهزة المحمولة.
• يستخدم وحدات المعالجة المركزية عشارية النواة في الأجهزة المحمولة وأجهزة الكمبيوتر المكتبية والحواسيب المحمولة وأجهزة الألعاب، وكذلك في الخوادم والأجهزة الصناعية وأجهزة الشبكات، ويعتبر مثالاً على ذلك معالجات Intel Core i9-10900K وAMD Ryzen 9 5900X.

مميزات وحدة المعالجة المركزية CPU

تعتبر (CPU) من أهم الأجزاء في أي حاسوب، حيث تتحكم في تنفيذ الأوامر والمهام المختلفة التي يتم إدخالها إلى الحاسوب، وتتميز وحدة المعالجة المركزية بالعديد من المميزات، ومنها:

• تتمتع وحدة المعالجة المركزية بقدرة عالية على تنفيذ الأوامر والمهام بسرعة وكفاءة، وتعتبر أحد العوامل الأساسية في تحديد أداء الحاسوب.
• تتحكم وحدة المعالجة المركزية في تنفيذ العديد من البرامج والمهام في نفس الوقت، وتتمتع بقابلية التوسع والترقية لتلبية احتياجات المستخدم.
• تتميز بعض وحدات المعالجة المركزية بالقدرة على العمل بكفاءة عالية وباستخدام طاقة منخفضة مما يساعد في توفير الطاقة وتقليل التكاليف.
• تعمل وحدة المعالجة المركزية بشكل مستمر بدون توقف أو تعطل، وتتمتع بالاستقرارية والموثوقية وتجنب الأخطاء.
• تتحكم وحدة المعالجة المركزية في إدارة الأمان والحماية للحاسوب والمعلومات، وتشمل ذلك الحماية من الفيروسات والبرمجيات الخبيثة.
• تتوفر دعم فني واسع لوحدات المعالجة المركزية من قبل مصنعي الحواسيب والموردين الآخرين، مما يجعلها متاحة ومدعومة بشكل جيد.

شاهد أيضًا: مكونات وحدة المعالجة المركزية

مكونات وحدة المعالجة المركزية

مهما كانت الوحدة المعالجة من أي من أنواع وحدة المعالجة المركزية، فإن لها مكونات ثابتة هي:

• الذاكرة الرئيسية: مكان مخصص لتخزين أي بيانات أو معلومات بصورة مؤقتة، وتنقسم الذاكرة الرئيسية إلى ذاكرة الوصول العشوائي، والذاكرة الافتراضية، وذاكرة القراءة فقط، والذاكرة شبه الدائمة.
• الذاكرة الثانوية: مكان مخصص في الحاسوب لتخزين أي بيانات أو معلومات بصورة دائمة حتى عند انقطاع الكهرباء عن الجهاز، ومن أمثلتها الذاكرة الومضية، والأقراص الممغنطة، وبطاقة الذاكرة.
• وحدة الحساب والمنطق: تقوم هذه الوحدة بتنفيذ أي عمليات منطقية أو حسابية.
• وحدة الرقابة والتحكم: تعمل على تنفيذ أي عمليات انتقال للبيانات أو المعلومات، كما تنظم وحدات الإدخال والإخراج، وتنفذ الأوامر بعد ترجمتها من الذاكرة.

شاهد أيضًا: أوامر تسريع الجهاز | العوامل التي تؤثر على أداء جهاز الحاسوب 2024

وظيفة وحدة المعالجة المركزية

تتمثل وظيفة وحدة المعالجة المركزية (CPU) في تنفيذ الأوامر والمهام التي يتم إدخالها إلى الحاسوب، وتتكون هذه الأوامر من مجموعة من العمليات الحسابية

والمنطقية التي يتم تنفيذها بواسطة النوى والدوائر الداخلية في وحدة المعالجة المركزية، وتشمل وظائف وحدة المعالجة المركزية فيما يلي:

• تحويل الأوامر البرمجية إلى أوامر مفهومة للحاسوب وتنفيذها.
• تخزين البيانات وإدارة الذاكرة وتحميل البيانات إلى النوى للمعالجة.
• توزيع الموارد بين النوى المختلفة وإدارة الوصول إلى الذاكرة والمخابرات الأخرى.
• تحديد سرعة عمل الحاسوب وتوقيت عمليات المعالجة.
• تنفيذ العمليات الحسابية والمنطقية والتحكمية والرياضية.
• إدارة وحدات الإدخال والإخراج وتنظيم عمليات الاتصال مع الأجهزة الخارجية.

أين توجد وحدة المعالجة المركزية؟

• توجد بمقبس يمكن ملاحظته على لوحة الدائرة الأم بالحاسوب تحديدًا داخل الكيسة.

شاهد أيضًا: الفرق بين الرام والهارديسك

باختصار، تعد وحدة المعالجة المركزية هي العنصر الأساسي لأي حاسوب، وتتميز بتنوع كبير في الأداء والمواصفات، وتعد دراسة أنواع وحدة المعالجة المركزية أمرًا هامًا للمستخدمين الذين يرغبون في شراء جهاز حاسوبي جديد أو تحسين أداء الجهاز الحالي.