المعالجات: كل ما تريد معرفته عن عقل حاسوبك
تخيل أن وظيفتك اليومية هي أمر ألف شخص بتنفيذ عمل ما. بالطبع أمر مُمل! إذا كانت همتك عالية وتُسرع في الأوامر كُلما أنجزت مهام أكثر، وكلما تكاسلت فقط تضطر إلى تأجيل الأعمال وتراكمها. يُشبه ذلك طريقة عمل المعالجات. تعتبر المعالجات المسؤول المباشر عن تنفيذ الأوامر داخل حاسوبك. يأمر التطبيقات ويحدد العمليات ويؤجل مهام ويسرع من عمل مهام أخرى، وكلما كان أسرع لاحظت سرعة في أداء حاسوبك، وكلما بطء حاولت الابتعاد عنه.
بداية من الحاسبة الشخصية على مكتبك ووصولًا إلى الأجهزة القابلة للارتداء، تُشكل المعالجات جزءًا رئيسيًا، العقل الرئيسي. دائرة متكاملة مزودة ببنية تحتية لتوفير الكهرباء اللازمة لدعم وتشغيل مكونات أخرى في سبيل تنفيذ تعليمات برمجية.
تتنافس الشركات بشراسة للوصول إلى أسرع وأفضل معالج قد تمتلكه يومًا ما، وذلك بتقليل حجمه وزيادة سرعته، وخفض استهلاكه للطاقة، فكيف تعمل هذه المعالجات؟ وما هي الشركات المسيطرة على سوق المعالجات حول العالم؟
كيف تعمل المعالجات
عادة ما يُشار إلى المعالجات باسم وحدات المعالجة المركزية للأجهزة الرقمية، فهو الجزء الرئيسي والمسؤول الأول عن تحويل البيانات الخام إلى معلومات تستطيع الاستفادة منها، وتُقاس قدرتها بالهرتز، وكلما زاد عددها في الثانية كانت المعالجات أكثر قوة.
يعمل المعالج كمنسق أساسي داخل الحواسب وذلك من خلال الوصول الرئيسي إلى البرامج والبيانات وجميع الوظائف الأخرى داخل ذاكرة الوصول العشوائي “الرامات” باستخدام نظام التشغيل الموجودة بالجهاز. يقوم المعالج بتفسير التعليمات البرمجية المتعلقة بالمهمة المطلوبة قبل إرسالها مرة أخرى إلى الذاكرة العشوائية ومنها لعرضها على الشاشة.
يكمن جوهر معالجات الحاسب في القدرة على معالجة تعليمات ورموز لغة الآلة وتحويلها إلى بيانات مفهومة لدى البشر، لذلك فهناك ثلاثة تعليمات أساسية في لغة الآلة تستطيع المعالجات القيام بها وهي:
- نقل البيانات من مكان ما في الذاكرة إلى مكان آخر.
- الانتقال إلى مجموعة تعليمات جديدة على أساس العمليات المنطقية أو الاختيارات المتاحة.
- تنفيذ العمليات الحسابية باستخدام وحدة الحساب والمنطق.
الجزء المهم الآخر داخل المعالج وهو وحدة التحكّم والذي يقوم باستقبال البيانات من الذاكرة وتحديد عناوينها وقد نعتبره المتحكم الأساسي داخل المعالج أو الجهاز بصفة عامة.
كيف تختار معالجًا جيدًا؟
إذا كنت تريد أداءً مُبهرًا لحاسوبك أو هاتفك الذكي فحتمًا سيكون الحل الأنسب لك هو معالج أفضل، فكلما كان معالج الجهاز أقوى كانت تجربتك مع الجهاز أفضل ما يُمكن. يُحد المعالج مدى سرعة أي مُهمة ينفذها جهازك، وتُترجم سرعة المعالج في نظر المستخدم إلى زيادة في الإنتاجية والكفاءة.
إذا أردت اختيار المعالج الأفضل من بين الشركات المصنعة، فقد يفيدك استخدام موقع cpuboss الذي يحدد لك المعالج الأفضل حسب عوامل عدة يفضل مراعاتها عند شراء معالج جديد بشكل متوازن، وهي:
- عدد الأنوية «cores»: كلما كثرت عدد أنوية المعالج كان ذا أداء أقوى.
- السرعة «Clock Speed»: عدد المهام التي يستطيع تنفيذها في الثانية الواحدة وتقاس قدرتها بالهرتز.
- مجال العمل: يختلف الاختيار في حالة الألعاب عن تصميم الجرافيك والبرمجة وكذلك عن الحواسب العادية فلكل مجال مواصفاته الخاصة.
- الميزانية: كلما أردت زيادة في السرعة والكفاءة والدقة ارتفعت أسعار المعالجات وبالتالي أسعار الأجهزة بشكل عام.
- حداثة المعالج: كلما كان المعالج أحدث زاد مستوى جودته وسرعة في تنفيذ المهام، وهذا ما يبعدك تمامًا عن توقف الجهاز فجأة وظهور الشاشة الزرقاء نتيجة ارتفاع درجة حرارته الشديدة.
- استهلاك الطاقة، كلما انخفض استهلاك الطاقة بالنسبة للأداء كان معالجا أفضل، يظهر أثر هذا جليًا في معالجات الهواتف والأجهزة المحمولة.
منافسة شرسة بين «إنتل» و«AMD»
كافحت معالجات إنتل لأكثر من 45 عامًا حتى الآن بعد أول ابتكار لرقاقات المعالجة المركزية في أواخر عام 1971. أطلق على المعالجات حينئذ اسم «إنتل 4004». و احتوى المعالج الأول لشركة إنتل على 2300 ترانزستور، استطاع تنفيذ 60 ألف عملية في الثانية الواحدة، كما إنه امتلك ذاكرة حوالي 640 بايت. تكلف كل ذلك 200 دولار أمريكي تقريبًا.
إذا كنت تنوي شراء حاسوب جديد أو لديك بالفعل أحدها فستجد معالج الجهاز بنسبة كبيرة بين أحد خيارين أساسيين؛معالجات إنتل وAMD. ولا تعتمد شركة إنتل بشكل فريد على تصنيع المعالجات فحسب، بل تقوم بتطوير كروت الشاشة واللوحات الأم وذواكر الفلاش ومحولات الشبكات السلكية واللاسلكية. أما عن شركة AMD فلم تصنع معالجاتها بنفسها منذ عام 2009 بل تستعين بمصانع خارجية لتصنيعها في نفس الوقت الذي انتشرت فيه معالجات انتل التي صنّعتها بنفسها في الكثير من الدول حول العالم. وللمقارنة فقط نجد مثلًا قيمة مبيعات معالجات AMD ما يقارب من 1.3 مليار دولار في الربع الثالث من 2016 مقابل 15.8 مليار دولار من معالجات إنتل.
في بداية عام 2017 أطلقت الشركتان أحدث الأجيال من المعالجات، حيث أطلقت شركة إنتل معالج الجيل السابع الذي يُدعى كابي ليك «Kaby Lake» ويغطي شريحة واسعة من الأجهزة مثل الحواسب المكتبية والحواسب المحمولة والأجهزة اللوحية وبعض الخوادم. أما عن شركة AMD فقد استقرت على معالج رايزن الذي يكاد يقصف المعالج كابي ليك من إنتل وذلك لتعدد الأنوية وتوفيره للأداء الأقوى تحديدًا في مجال الألعاب.
الشركات الأخرى المنافسة
هناك حيرة كبيرة عند اختيار المعالج الأنسب لك إذا كنت تنوي تجميع حاسوبك خطوة بخطوة، أي المعالجات أسرع؟ وأيهما يتناسب مع ميزانيتك؟ وما هي أفضل مكونات الحاسوب الأخرى التي تتناسب مع المعالج الذي اخترته؟ وترجع في نهاية المطاف في حيرة بين الشركات المصنعة التي بلغت أكثر من 50 شركة حول العالم، وهذه قائمة بأبرز المصنعين الذين لديهم تأثير واضح في السوق العالمية للإلكترونيات.
جي فورس وكوادرو: أقوى المعالجات الرسومية
تعتبر شركة نفيديا من أكثر الشركات المصنعة للمعالجات الرسومية شيوعًا في الآونة الأخيرة، يقع مقرها في سانتا كلارا في كاليفورنيا. تهتم الشركة بتصنيع المعالجات الرسومية القادرة على تشغيل الألعاب والتنقيب عن العملات وتقديم قدرة المعالجة المناسبة لجميع المجالات المهنية سواء أكانت تصميم الجرافيك أو إنتاج الفيديو أو البرمجة وغير ذلك. تهتم الشركة أيضًا بتصنيع الرقاقات المتكاملة «SoCs» الموجودة بالحواسب المتنقلة وسوق السيارات.
يُطلق اسم جي فورس «GeForce» على الرقاقة الأكثر شيوعًا في مجال صناعة الألعاب الترفيهية الذي تبلغ قيمته أكثر من 100 مليار دولار، وقد بدأت أول شرارة لوجود المعالجات الرسومية GPU في عام 1999. ساعدت معالجات نفيديا كوادرو أيضًا على انتشار الشركة وتوثيق وجودها في سوق الأجهزة الرقمية الإنتاجية، وهي موثّقة من قبل الملايين من المهنيين الإبداعيين والفنيين، وتوفر لك نظامًا متقدمًا من العتاد والبرمجيات والأدوات اللازمة لتحويل أحلامك لحقائق في عالم الجرافيك، وهي مخصصة لمحطات العمل بخلاف بطاقات جي فورس المتاحة للأفراد.
سناب دراجون في قلوب الهواتف الذكية
في صيف عام 1985، اجتمع السبعة مؤسسين لشركة كوالكوم في منزل أحدهم لمناقشة فكرة إطلاق شركة مهتمة ببناء شبكات اتصال جيدة. وضع الفريق خطة للوصول إلى قائمة كبرى الشركات في هذا المجال وبدءوا بفتح أول مكاتب الشركة في منطقة لا جوالا بولاية كاليفورنيا، وفي عام 1988 أطلقت الشركة نظام أومنيتراكس المعني بمراقبة الشاحنات عبر الأقمار الاصطناعية.
أصبحت شركة كوالكوم في عام 1991 شركة عامة وأتاحت في أواخر ذلك العام 4 ملايين سهم من أسهم الشركة للبورصة، وبدأت بتطوير الشركة عامًا بعد عام حتى وصلت إلى عام 2010 الذي احتضن ظهور أول رقاقات معالج سناب دراجون ثنائي النواة.
صنعت معالجات سناب دراجون ضجة في ذلك الوقت وذلك بتقديمها معالجات قوية تستطيع توفير الكفاءة غير المسبوقة للهواتف الذكية والأجهزة اللوحية، مع معالجة قوية للوسائط المتعددة مع استهلاك أمثل للطاقة واتصال جيد. استمرت كوالكم بعد ذلك لتصبح الآن أحد أهم مزودات معالجات الهواتف في العالم، تحمل هواتف شركات عملاقة كسامسونج وHTC وجوجل وسوني معالجات كوالكوم بين طياتها لتقدم أفضل أداء ممكن للمستخدم.
قرن من الابتكارات مع شركة IBM
في بداية القرن العشرين، أطلقت الحكومة الأمريكية مسابقة لإحصاء نسبة السكان وفاز بها هيران هوليريث والذي أسس بذرة تكوين شركة IBM، حيث اندمجت شركته مع شركتين أخريين لتتكون شركة CTR والتي اهتمت ببيع ميزان قياس البضائع وآلات تنظيم الجداول، وانتشرت مكاتب الشركة وبدءوا في ابتكار تقنيات جديدة لم يعهدها البشر.
في عام 1924، تغيرت الشركة إلى اسم IBM وكذلك تغير مجال اهتمامها، حيث بدأت تهتم بعالم البيانات وتنظيمها وطوّرت أنظمة تشغيل لتنظيم بيانات وسجلات الموظفين، إلى أن أطلقت أول حاسوب للهيئات يستطيع التعامل مع كميات هائلة من البيانات. وفي عام 1981 ظهر أول حاسوب مكتبي للأفراد.
انتشرت معالجات Power من IBM إلى عصر قريب لكنها توقفت عن التطور، ولهذا السبب تخلت عنها شركة أبل في تصنيع معالجات أجهزتها. بدأ تطويرها في عام 1991 بتعاون من الشركات IBM وأبل وموتورولا لتكون معالجات الحواسب الشخصية، واستخدمت هذه الرقاقات في مجموعة واسعة من التطبيقات الخاصة بالأنظمة المدمجة والحواسب الفائقة ومنها أجهزة شركة أبل.
شركات غير مشهورة في سوق المعالجات
هناك العديد من الشركات التي تقوم بتصنيع المعالجات ولكن ليس بشكل أساسي، فأغلب الشركات الأخرى المصنعة لديها اهتمامات أخرى في الإلكترونيات غير المعالجات، ومن هذه الشركات سامسونج وموتورولا التي ترتدي عباءة شركة لينوفو وHP وآيسر وميديا تِك وغيرها من الشركات التي تمتلك رواجًا ضعيفًا في سوق المعالجات.
أنت الآن تقرأ هذه الكلمات من خلال أحد الأجهزة الذي تعمل بمعالج ما، لكنك الآن سوف تبدأ في الانتباه لأهمية المعالج في تجربتك استخدامك لأي جهاز الكتروني، وستركز في الاختيار بشكل أفضل المرة القادمة بالتأكيد.
