مضى على الشبكة و يوم من العطاء.

Processor - part 1

laith_alyousef

{ | مٌقدم دورة | }
.:: كاتب تقني ::.

السمعة:

كيف حالك عزيزي القارئ 🙂

سيكون هذه الدرس واحد من اهم الدروس في هذه الكورس الذي سنكلم فيه عن ال Processor

او CPU - Central Processing Unit

1700517606858.jpeg


ال Processor يعتبر الاداة الاهم داخل اي حاسوب وهو العامل المهم في تحديد

قوة وسرعة وكفاءة الاداء للحاسوب

لذالك تكون النصيحة الاهم لاي شخص يريد شراء حاسوب مجمع او لابتوب

ان يبدء بنوع ال Processor لان ذلك اهم عامل لتحديد قوة واداء الجهاز
وكما تكلمنا بالدروس السابقة ان باقي الاجزاء تتبع لهاذه القرار باختيار ال Processor

دعنا نبدء شرحنا عن العقل المدبر بداخل الحاسوب cpu type and feutures

كما نعلم بانه يتواجد لدينا الشركتين المسحوذتين على سوق ال Processor على مستوى العالم
الي هما شركتين intel \ AMD
1700517611265.jpeg
قبل البداية لنقوم بسؤال سوال مهم جدا
وهو كيف يقوم ال Processor بالعمل ؟ 🙃 🙃

دعنا نرى هذه الصورة معا لنرى كيف يعمل ال CPU

1700517615831.jpeg


سوف نتكلم عن Pentium CPU Design

طيب ليش ال Pentium مع ان ال Pentium قديم لانو مثل ما تعودنا
ان نقوم بدراسة ماذا جرى لدي منذ البداية وبعد ذلك نواكب التطورات التي
وقعت على Pentium Processor 🙂

اربط الاحزمة عزيزي القارئ لانك ستصتدم بالكثير من المعلومات الدسمة 🫠

هذه هي المكونات الداخلية لل Processor والاجزء الداخلي لل Processor
تسمى بل Processor Die وهنا نبدء بالشرح :

في البداية لدي Front side Bus ( FSB ) الذي يبدء بارسال ال DATA
لل Processor

ثانيا لدي I \ O UNIT وهي اختصار ل input \ output unite
وهذه الجزء يكون مسوول عن عملية تنظيم دخول DATA وخروجها من CPU
لنقوم بتصورها على انها بوابة دخول وخروج البيانات

ثالثا لدي Control Unit وهي وحدة التحكم التي تقوم بتنظيم جميع الانشطة
او الحركات بداخل ال CPU ومن اهم ادوارها انها تقوم بتوزيع ال data , والمهام على

اALU - Arthmetic Logic Unit
وهذه تعتبر اهم مكون بداخل ال Processor لانها هي الوحدة الرئيسية التي تقوم بكل
العمليات الحسابية والمنطقية فتعتبر هي النواة لل Processor

وهنا ALU تستعين بشيء مهم وهو ال Registers

1700517621584.jpeg


وال Registers وظيفتها تشابة وظيفة ال ram اذ تستخدم لتخزين البينات بشكل موقت
الى انتهاء ال Processor من معالجة data والتعليمات
ولكن Registers خاص بشكل اكبر بل cpu حيث تكون سرعاتها اعلى بكثير من ال ram
ولكن بمساحات تخزينية اقل

لدي ايضا internal memory cache وراح نتكلم عنها بتفصيل

وبرضو بدنا نتذكر من شرحنا السابق انو عندي مجموعة من bus الي بتربط بين ال cpu
وباقي اجزاء ال motherbord وعندي ايضا bus داخلي بربط بين اجزاء ال cpu
اذا منتذكر مع بعض حكينا عن ال bus بمثابة الجهاز العصبي للحاسوب
لقيامة بمهامة الاساسية مثل الانسان تماما 🙃

حكينا بشكل سريع عن ال cpu خلينا نتعمق شوي بال cpu features

خصائص ال cpu ما هي الخصائص التي ستساعدني في تحديد نوع ال cpu ؟

وهنالك عوامل ضرورية كثيرة توخذ بعين الاعتبار
ولكن سنتحدث عن اهم 9 عوامل
التي ستقوم بتميز اي cpu بها وهي ؟

1700517628170.jpeg


اولا لدي processor speed : وكما تكلمنا سابقا ان السرعة الداخلية تقاس بل gigahertz

معظم انواع ال Processor من شركة intel \ amd تعمل بسرعات تتراوح ما بين 1.8 - 4.4 ghz

دعنا نتذكر هذه الصورة من درس Introduction Motherbord part 1 " cpu socket && chipsets "

1700517631952.jpeg


نتذكر الي واصل ما بين ال cpu وال north bridge هو bus

لو فرضنا ان ال cpu يعمل على 3.2 ghz
وسرعة ال mhz 800 bus

هذه معناه ان ال cpu يعمل داخلين ب اربعة اضعاف سرعة ال bus
العامل هذه يسمى ال Multiplier

يعني في الوقت الذي ينقل ال bus فيه ال data فان ال cpu يقوم
بمعالجة البينات باربعة اضعاف سرعة ال bus

وهو عامل مهم جدا لاي شخص يهتم في ال overclocking
وهي التي تسمح بتعديل السرعة الاساسية التي يعمل بها cpu ولها تكنيك معين بتبريد
وقد تكلمنا عن اضرارها بدروس سابقة يمكنك الاطلاع عليها 🙃
الخاصية الثانية وهي socket and chipset the processor وقد تحدثنا
عن هذه بدرس منفصل على منتدى​
1700574859013.jpeg


SH3LL Introduction Motherbord part 1 " cpu socket && chipsets "
العامل الثالث وهو PROCESSOR ARCHITECTURE (32 BITS OR 64 BITS )
وهذه سوال مهم جدا عن البنية التحتية لل Processor وما الفروقات بينهم
اولا
1700517639353.jpeg
الفكرة عند تصميم ال Processor يتم تصميمة بناء على ARCHITECTURE معينة
النوع الاول هو 32BIT -PROCESSORS

وهي x86 processor جائت التسمية نسبة لخط انتاج كان موجود في شركة intel
جميع الاصناف التي توجد فيه تنتهي ب x86

فجميع هذه ال processor كانت تستخدم 32 بت
وهنا الفكرة بلاساس تكون دائما مرتبطة مع operating system (OS)

بمعنى انا عندما اتحدث عن 32 بت او 64 بت
دائما لدية طرفين الطرف الاول هو نظام التشغيل والثاني هو ال processor

فل x86 يكون مهيء لاستقبال os يكون 32 bit
فهذه يعتبر النوع القديم
النوع الثاني
1700517645230.jpeg
بناء على ARCHITECTURE وهو process 32 or 64 bits

يستطيع التعامل مع 32 وال 64 بت ويطلق عليه اسم ال hybrid processors
وهو يعتبر الاكثر انتشارا في اجهزة الحاسوب في الوقت الحالي

شركة AMD هي اول شركة قامت بانتاج هذه ال Processor وكان اسمه athlon 64
وقامت بتسمية هذه ال تكنولوجي ب AMD64

تبعتها شركة intel ب Pentium 4 وقامت بتسميت هذة التكنولوجي ب
extended memory 64 technology ( EM64T )

بمعنى ان انواع ال Processor عندما تكون hybrid processors يمكنك ان تحمل عليها OS
سواء كان 32 بت او 64 بت

طيب الموضوع هذه بماذا يفيدني غير الاداء ؟ 🙂

يفيدني بل MEMORY SIZE
لو افترضنا ان لدي hybrid processors وقمت بتحميل علية OS - x86
بالتالي ال os لا يستطيع ان يتعامل او يرى من ال ram سوى 4 g فقط
طيب ممكن اني ازود ال ram
بحب احكيلك انو على الفاضي لان الموضوع له علاقة بل bus address الخاص بل memmory

بمعنى عند تحميل os من 32 بت لا يستطيع ان يتعامل حاسوبي الى مع 4 gb من ram كحد اقصى

وهذه اكثر نقطة يمكن التفرقة بين ال 32 , 64 bit
النوع الثالث
1700517653136.jpeg
هي الانواع المخصصة لنظام 64 بت ومن اشهرها هي ال itanium \xeon

وهذه المعالجات تستخدم باغلب الاحيان في اجهزة ال server في الشركات ولا تقبل 32بت
ننتقل للخاصية الرابعة وهي ال multiprocessing abilities
وهي قابلية تعدد المعالجة وهذه تتم باشكال مختلفة
الشكل الاول​
1700517657254.jpeg


وهو Multiprocessing ان يكون لدي بداخل ال Processor اكثر من ALU واحد
هذه تم تحديثة منذ صدور ال pentium لانه ما قبل صدور ال pentium
كان ال cpu يحتوي على alu واحدة فكلمة Multiprocessing تعتمد بلاساس على تعدد ALU

ولدي ايضا ال Multithreading

وهي خاصية تسمح لل os عند نقل ال data ان يقوم بتقسيمها الى قطع وهذه الخاصية
يجب ان تكون متاحة من اعدادات ال BIOS كما قمنا بشرح الدرس السابق
لنفرض انها متاحة من الاعدادات سوف تسمح هذه الخاصية من اتمام المعالجة بشكل افضل
شركة intel تطلق عليها hyper threading
وشركة AMD تطلق عليها Hyper transport

وهذه الخاصية موجودة في بعض ال Processor وليس جميعها
فوائدها اذا تم تفعيلها ال os يرى كل alu على انه معالج مستقل بذاته

الشكل الثالث وهو multicore processor
وهي تسمح ان يكون بداخل ال Processor اكثر من core

وال core هو عبارة cpu متكامل
1700517663299.jpeg
لو لدي core ثنائي النواة فعليا مثل ان يكون لدي 2 Processor
لو لدي core رباعي النواة فعليا مثل ان يكون لدي 4 Processor

بمعنى كل نواه تعتبر Processor مستقل كل مازاد عدد core كل ما زاد الاداء والسعر
وكلهم بنفس البكج الواحد 🙃
الشكل الرابع
Dual processors​
1700517671599.jpeg


تكون مصممة لاستقبال اكثر من Processor بداخل ال motherbord
وهذه عاده تكون موجود في اجهزة ال servers
العامل الخامس وهو ال memory cache​
1700517675809.png


عندي ال cpu ومكوناتة الداخلية التي ذكرناها بلبداية
بداخلة توجد ال memory cache هي ذاكرة موجودة بداخل ال cpu
طبعا حجم تخزينها اقل بكثير عن memory العادية

وتكمن اهمية memory cache بتسريع وصول ال cpu لل data التي يحتاجها بكثرة
او بحاجة ان يصل اليها بشكل اسرع

عندي memory cache مقصمة الى level

1700517680783.jpeg


اقرب memory cache واسرعها الى Processor هي L1
ولكن مساحتها تكون قليلة وتقاس بل كيلو بايت مثل 64 كيلو بايت

اذا لم يجد ال Processor ما يبحث عمه في L1 CACHE

يبدء بالبحث بداخل L2 CACHE
يكون الحجم الخاص بها اعلى نسبيا من L1 والسرعة ايضا اقل نسبيا من L1

وعادتا L2 تقاس سعتها بل ميجا بايت مثل 3ميجا - 6 ميجا

ا L3 لا تكون موجودة الى في Processor مخصصة مثل QUAD CORE رباعي النواه

كل ما زادت المساحة الخاصة بل CACHE MEMORY كل ما كان افضل
.
العامل السادس SECURITY​
1700517687713.jpeg


عامل الأمان (Security) في اختيار وتقييم وحدة المعالجة المركزية (CPU)
يشمل مدى قدرتها على توفير حماية للنظام والبيانات من التهديدات الأمنية.
إليك بعض النقاط المهمة حول هذا العامل:
  1. مستوى الأمان المدمج: بعض وحدات المعالجة المركزية تأتي مع ميزات مدمجة للأمان
    مثل Intel SGX أو AMD PSP.
    هذه الميزات توفر طبقة إضافية من الحماية للبيانات وتساعد في منع الوصول غير المصرح به.
  2. تقنيات التشفير: القدرة على دعم تقنيات التشفير مثل AES-NI تعزز الأمان عن طريق تسريع عمليات التشفير وفك التشفير. هذا مهم للتعامل مع البيانات الحساسة.
  3. الأمان الشبكي: بعض العمليات تتطلب توجيه حماية أمانية متقدمة لمعالجة التهديدات الشبكية والهجمات على الشبكة. يمكن لبعض وحدات المعالجة المركزية دعم ميزات مثل Secure Boot والتحقق من الهوية لتحسين الأمان في هذا السياق.
  4. معالجة التهديدات: بعض وحدات المعالجة المركزية تأتي مع تكنولوجيا لمكافحة البرمجيات الضارة والهجمات الإلكترونية. هذا يمكن أن يكون مفيدًا للحفاظ على النظام آمنًا.
  5. الأمان في الأجهزة المتصلة: توفير دعم لبروتوكولات الأمان وتوجيه الأجهزة المتصلة يعزز من قدرة النظام على حماية البيانات عند التفاعل مع أجهزة أخرى.
ننتقل للعامل السابع وهو memory features on the motherboard
1700517693066.jpeg
ميزات الذاكرة على اللوحة الأم التي يمكن دعمها من قبل وحدة المعالجة المركزية تشمل:
  1. نوع الذاكرة (Memory Type): وحدة المعالجة المركزية تدعم أنواعًا محددة من الذواكر
    مثل DDR3 أو DDR4 أو DDR5. يجب أن تكون الذاكرة المثبتة على اللوحة الأم
    متوافقة مع نوع الذاكرة المدعوم من قبل المعالج.
  2. عدد الفتحات (Memory Slots): يحدد عدد الفتحات على اللوحة الأم كمية الذاكرة
    التي يمكن تثبيتها. بعض المعالجات تدعم فقط فتحة واحدة أو اثنتين للذاكرة،
    بينما تدعم الأخرى عددًا أكبر من الفتحات.
  3. سرعة الذاكرة (Memory Speed): يحدد المعالج الحد الأقصى لسرعة الذاكرة التي يمكن دعمها. يجب أن تكون سرعة الذاكرة متوافقة مع قدرة المعالج على التعامل معها.
  4. القدرة القصوى للذاكرة (Maximum Memory Capacity): يحدد المعالج الحد الأقصى لسعة الذاكرة التي يمكن دعمها. يجب أن تكون سعة الذاكرة المثبتة أقل من هذا الحد.
  5. تقنيات تحسين الأداء (Performance Enhancement Technologies): بعض المعالجات تدعم تقنيات مثل XMP (Extreme Memory Profile) التي تسمح بزيادة سرعة الذاكرة
    بما يتناسب مع إمكانيات الذاكرة.
وجميع هذه العوامل سنتعرف عليها بدرس ال ram بالتفصيل 😉
العامل الثامن وهو support for virtualization​
1700517699020.jpeg


1700517703675.jpeg


هو ميزة في معالجات الكمبيوتر تسمح بتشغيل أنظمة تشغيل متعددة أو بيئات افتراضية
على جهاز واحد بشكل فعال. يتيح هذا الدعم للمستخدمين تشغيل أنظمة تشغيل متعددة
في نفس الوقت داخل بيئات افتراضية منفصلة، وذلك من دون الحاجة إلى
تشغيل أجهزة كمبيوتر فعلية متعددة.

الفوائد الرئيسية لدعم الافتراض تشمل:
  1. تقسيم الموارد: يمكن تقسيم موارد الكمبيوتر مثل المعالج والذاكرة والتخزين إلى عدة بيئات افتراضية، مما يزيد من كفاءة استخدام الموارد.
  2. اختبار البرمجيات: يمكن للمطورين اختبار البرمجيات وتطبيقاتهم على أنظمة تشغيل متعددة دون الحاجة إلى عتاد فعلي متعدد.
  3. عزل البيئات: يتيح دعم الافتراض عزل بيئات العمل داخل الأنظمة الافتراضية، مما يزيد من الأمان والاستقرار.
  4. تشغيل أنظمة متعددة: يمكن للمستخدمين تشغيل أنظمة تشغيل متعددة مثل أنظمة Windows وLinux على نفس الجهاز.
العامل التاسع والاخير وهو integrated graphics​
1700517711668.jpeg


هي مكون موجود على لوحة الأم في الكمبيوتر والمدمج بجانب وحدة المعالجة المركزية (CPU)
أو الجزء الرسومي المدمج مع معالج الكمبيوتر نفسه.
وظيفة الرسوميات المدمجة هي توليد الصور والرسوميات على الشاشة
وتحكم في عرض الصور والأفلام والألعاب وواجهات المستخدم.

الميزات الرئيسية للرسوميات المدمجة تشمل:
  1. توفير مكان وطاقة: حيث يكون المعالج الرسومي المدمج جزءًا من لوحة الأم،
    مما يقلل من الحاجة إلى بطاقة رسومات منفصلة ويوفر مساحة في الصندوق
    ويقلل من استهلاك الطاقة.
  2. استخدام عامل للميزانية: يتيح للأشخاص الذين لديهم ميزانيات محدودة الاستفادة من أداء الرسوميات بدون الحاجة إلى شراء بطاقة رسومات منفصلة.
  3. الأداء الأساسي: تعمل الرسوميات المدمجة بشكل جيد للمهام اليومية مثل تصفح الويب ومعالجة النصوص ومشاهدة الفيديو.
  4. الموثوقية: لا تتعرض الرسوميات المدمجة لمشاكل التوافق مع الألعاب أو البرامج كما يحدث أحيانًا مع بطاقات الرسومات المنفصلة.
  5. توفير الشاشات المتعددة: يمكن لبعض الرسوميات المدمجة دعم شاشات متعددة لزيادة المساحة على سطح المكتب.
على الجانب الآخر، تكون الرسوميات المدمجة عادةً أقل قوةً من بطاقات الرسومات المنفصلة
وتكون غير مناسبة للألعاب الثقيلة أو تحرير الفيديو عالي الدقة.
تعتبر خيارًا مناسبًا لأولئك الذين يستخدمون الكمبيوتر للمهام اليومية
وليس لديهم متطلبات رسومية عالية أو لأنظمة الكمبيوتر المحمولة
التي تهدف إلى توفير الوزن والحجم. 🙃

كان درس دسم بس اكتشفنا عزيزي القارئ
بنهاية هذه الدرس ان معظم هذه المعلومات نحن نعلمها بلفعل
ولكننا قمنا بتفصيلها 😉

قمنا بانهاء الجزء الدسم
في الدرس القادم سوف نستعرض Processor intel \ AMD
لكي تنهي هذه الدرس وانت خبير في Processor

مع الدروس القادمة سوف تشعر بان الامر اصبح اسهل عليك
ذلك لان جميع المواضيع مترابطة مع بعضها البعض 🫠

لا تنسونا من صالح دعائكم بالتوفيق للجميع 👋 👋 👋
 
ما شاء الله عليك … يا وحش👏
استمر
 
…محمولةالتي تهدف إلى توفير الوزن والحجم. كان درس دسم بس اكتشفنا عزيزي القارئبنهاية هذه الدرس ان معظم هذه المعلومات نحن نعلمها بلفعلولكننا قمنا بتفصيلها قمنا بانهاء الجزء الدسمفي الدرس القادم سوف نستعرض Processor intel \ AMDلكي تنهي هذه الدرس وانت خبير في Processorمع الدروس القادمة سوف تشعر بان الامر اصبح اسهل عليكذلك لان جميع المواضيع مترابطة مع بعضها البعض لا تنسونا من صالح دعائكم بالتوفيق للجميع
عندي سؤال في virtualization عندما يتم اخد مثلا 4 core لاحدى الاجهزه الوهميه من المعالج والمعالج 4 core
لماذا لا يتوقف الجهاز الاساسي
 
ممكن السوال بسيط وحلو
واستطيع اختصارة بسطر واحد

بس راح اوضحلك ياه بالتفصيل لتثبيت المعلومة

مبدايا عندي ال النظام الوهمي الذي يتم إنشاؤه داخل الحاسوب
باستخدام برمجيات مثل VirtualBox أو VMware هو بيئة تشغيل افتراضية
تقوم بمحاكاة جهاز كمبيوتر حقيقي تماما 🙃

يتيح لك هذا النظام الوهمي تشغيل نظام تشغيل كامل (مثل Windows أو Linux)
داخل نافذة على النظام الأساسي. يطلق على هذا
النظام الوهمي اسم “الضيف” Guest OS.

كيفية استهلاك الموارد (مثل وحدة المعالجة المركزية CPU والذاكرة RAM)
من قبل النظام الوهمي

1. القدرات المخصصة: عند إنشاء النظام الوهمي، يمكنك تعيين عدد معين من نوى المعالج وكمية معينة من الذاكرة الرئيسية للاستخدام من قبل النظام الوهمي.
هذه القيم تحدد كمية الموارد التي سيتم توجيهها للنظام الوهمي.

2. الاستخدام الفعلي: عند تشغيل النظام الوهمي وتشغيل التطبيقات والعمليات داخله، سيتم استهلاك الموارد وفقًا لاحتياجات النظام الوهمي. على سبيل المثال،

إذا كان النظام الوهمي يقوم بتشغيل تطبيقات ثقيلة، فسيزيد استهلاك وحدة المعالجة المركزية والذاكرة.

عندما يعمل النظام الوهمي،
يتم تنظيم استهلاك الموارد بشكل مراوغ بحيث يمكن تشغيل النظام الوهمي والنظام الأساسي

جنبًا إلى جنب دون تعارض أو توقف.
تعتمد هذه الميزة على تقنيات الافتراض المتقدمة مثل تخصيص موارد المعالج
وإدارة الذاكرة والتوازن بين الأداء والعزل بين النظامين.

هنا السوال 😉

عندما تخصص نوى (cores) من المعالج لجهاز وهمي داخل بيئة الافتراضية،
الجهاز الأساسي لا يتوقف لأن تقنية الافتراضية تعمل على تقسيم موارد المعالج بشكل فعال
ومعزول بين الأجهزة الوهمية والجهاز الأساسي.

**فعندما تخصص 4 نوى من المعالج لجهاز وهمي،
يتم تخصيص هذه النوى بشكل حصري لاستخدام الجهاز الوهمي.
ومع ذلك، يظل المعالج بأكمله متاحًا للجهاز الأساسي.

هذا يتيح للجهاز الأساسي استمرار العمل بشكل طبيعي على النوى الباقية

التي لم تتم مشاركتها مع الأجهزة الوهمية. 🙃 🙃
 

المرفقات

  • 1680515780478.png
    1680515780478.png
    215.2 KB · المشاهدات: 133
عندي سؤال في virtualization عندما يتم اخد مثلا 4 core لاحدى الاجهزه الوهميه من المعالج والمعالج 4 core
لماذا لا يتوقف الجهاز الاساسي
:
⬆️ ⬆️ ⬆️
 

آخر المشاركات

فانوس

رمضان
عودة
أعلى