في أي جهاز كمبيوتر يتم تنفيذ معالجة المعلومات؟ معالج الكمبيوتر

ما هو جهاز الكمبيوتر الذي يعالج المعلومات التي يتلقاها؟ كيف يتم تنفيذ هذه العملية؟ ما نوع الجهاز الذي تستخدمه؟ ما هي احتمالات تطورها؟

ما هو معالج الكمبيوتر؟

إنه معالج دقيق (دائرة متكاملة) أووحدة إلكترونية تنفذ تعليمات الآلة (ببساطة ، رمز البرنامج). إنها القطعة الرئيسية من أجهزة الكمبيوتر. في بعض الأحيان يتم إضافة البادئة "micro" إلى اسمها. هذا جهاز كمبيوتر خاص مصمم لمعالجة المعلومات. دعنا ندخل في التاريخ قليلا. في البداية ، تم استخدام مصطلح "جهاز المعالج" لوصف فئة خاصة من الآلات المنطقية المطلوبة لتنفيذ برامج الكمبيوتر المعقدة. تدريجيًا ، تم نقل اسم الجهاز بالكامل إلى الجزء الخاص به. لقد تغير تطبيق المعالجات وبنيتها وتنفيذها عدة مرات منذ بدايتها. لكن الوظيفة تظل كما كانت من قبل. عند تقييم كل جهاز ، يجب مراعاة المعلمات التالية: الأداء ، وتكرار الساعة ، واستهلاك الطاقة ، والهندسة المعمارية ، ومعايير عملية الطباعة الحجرية. هذا هو الجهاز الموجود في الكمبيوتر الذي يعالج المعلومات.

آفاق

الكمبيوتر كجهاز معالجة عالمييتم تحسين المعلومات باستمرار. يقال بشكل متزايد أن المعالجات الحديثة ستصل قريبًا إلى حدودها المادية ، لذلك سيتغير الجزء المادي بشكل كبير. هناك مثل هذه الخيارات:

1. أجهزة الكمبيوتر الجزيئية. هذه أنظمة حوسبة ستستخدم قدرات الجزيئات (نظريًا عضوية). يستخدمون فكرة إدراك إمكانيات الذرات وموقعها في الفضاء.
2. أجهزة كمبيوتر بصرية. في نفوسهم ، مع الإلكترونات ، سيتم استخدام الفوتونات لنقل الإشارات.
3. أجهزة الكمبيوتر الكمومية. من الناحية النظرية ، سيعتمد عملهم على التأثيرات الكمية. يتم تطوير إصدارات العمل من هذه المعالجات بنشاط. تعتبر تقنية معالجة المعلومات بواسطة الكمبيوتر أكثر التقنيات الواعدة.

أسطورة ميغا هرتز

قليلا عن مبادئ معالجة المعلوماتالحاسوب. بين المستخدمين العاديين ، من المقبول على نطاق واسع أنه كلما زادت سرعة المعالج ، زاد الأداء الذي يمكن أن يتباهى به. في الواقع ، هذا ليس صحيحًا تمامًا. لا يمكن تطبيق هذا البيان إلا على المعالجات التي لها نفس البنى والهندسة المعمارية الدقيقة.

ماذا يوجد في الاتحاد الروسي؟

هل يمكنها التباهي بشيء الآن؟الآن تم دمج معظم مراكز البحث والشركات الخاصة بالصناعة الإلكترونية في Ruselectronics القابضة. تأسست عام 1997. في وقت إنشائها ، كانت تضم 33 شركة ، والآن 123 شركة. إنهم متخصصون في التصميم والإنتاج الصناعي للتكنولوجيا والمعدات والمواد الإلكترونية. يمكن أيضًا إنشاء أجهزة أشباه الموصلات وتكنولوجيا الاتصالات. بالنسبة للجزء الأكبر ، فإنهم يصنعون منتجات محددة ، ولكن هناك محاولات لدخول السوق الشامل (وإن لم تكن ناجحة جدًا).

استهلاك الطاقة للمعالجات

غالبًا ما يشار إلى هذا باسم كعب أخيل.لذلك ، استهلكت المعالجات الأولى ذات الهندسة المعمارية x86 كمية صغيرة للغاية من الطاقة (مقارنة بالعينات الحديثة) ، والتي كان حجمها عادةً أجزاء من واط. مع زيادة عدد الترانزستورات وتردد الساعة ، زادت هذه المعلمة بشكل كبير. يمكنك الآن مقابلة الممثلين الذين يحتاجون إلى 130 واط ، ولا شك في أن مكاتب التصميم تقوم بالفعل بتطوير "وحوش" تحتاج إلى المزيد. في السابق ، كان عامل استهلاك الطاقة ضئيلًا. ولكن منذ ذلك الحين ، تغيرت مبادئ معالجة المعلومات بواسطة أجهزة الكمبيوتر ، وزادت قوة الأجهزة. الآن للمعالج تأثير كبير على العمليات التطورية:

1. تحتاج تقنيات التصنيع إلى التحسين لتقليل استهلاك طاقة المعالج.
2. يجب البحث عن مواد جديدة تقلل التيارات المتسربة.
3. من الضروري العمل على خفض الجهد لتشغيل قلب المعالج.
4. ظهرت مآخذ تحتوي على عدد كبير من جهات الاتصال ، وعددها أكثر من 1000. وهي ضرورية لتوفير الطاقة للمعالجات.
5. ترتيب الأجهزة يتغير. لذلك ، انتقلت البلورة إلى الخارج من الداخل لتسهيل عملية تبديد الحرارة.
6. ظهرت أنظمة ذكية تعمل على تغيير جهد الإمداد ديناميكيًا. يمكن أن تؤثر على معدل تكرار النوى وكتل المعالج الفردية لتعطيل مؤقتًا ما لا يتم استخدامه.
7. تم دمج مستشعرات درجة الحرارة في الكريستال ، بالإضافة إلى أنظمة منع ارتفاع درجة الحرارة. إنها تقلل من تردد المعالج ، ويمكنها أيضًا إيقافها تمامًا إذا تم تجاوز حد معين.
8. ظهرت أوضاع توفير الطاقة ، والتي "تهدأ" المعالجات عندما يكون هناك حمولة منخفضة.

تصميم معالج الكمبيوتر معقد ، ويمثل استهلاك الطاقة تحديًا آخر إلى جانب الآثار الجانبية. هنا سنتحدث عنها الآن.

درجة حرارة تشغيل المعالج

خاصية أخرى مهمة.يشير إلى الحد الأقصى لقيمة درجة الحرارة المسموح بها التي يمكن أن تكون على سطح المعالج أو بلورة أشباه الموصلات عندما يكون التشغيل العادي ممكنًا. يعتمد بشكل مباشر على جودة المشتت الحراري والحمل. عندما تتجاوز درجة الحرارة الحد الأقصى الموصى به ، لا يوجد ضمان للتشغيل العادي. تعمل معظم المعالجات بشكل طبيعي إذا كانت أقل من 85 درجة مئوية. إذا كانت درجة الحرارة أعلى ، فهناك أسباب لوجود أخطاء في تشغيل البرامج أو قد يتجمد الكمبيوتر. في بعض الحالات ، قد تحدث تغييرات لا رجعة فيها في المعالج نفسه. عادة ما تراقب النماذج الحديثة ارتفاع درجة الحرارة وتحد من أدائها. هذا هو الجهاز الذي تتم فيه معالجة المعلومات.

تبديد حرارة المعالجات وتبديد الحرارة

كيف تقلل الآثار السلبية لزيادة الدرجات؟ تستخدم المبردات النشطة والمشعات السلبية لتبديد الحرارة. كل أسلوب له مزاياه وعيوبه.

قياس وعرض درجة حرارة وحدة المعالجة المركزية

إليك كيف تعرف الأجهزة ما تحتاجهتغيير هذه الخاصية؟ يتم تثبيت مستشعر درجة حرارة خاص في وسط الغطاء ، والذي يمكن أن يكون الصمام الثنائي الحراري أو الثرمستور أو الترانزستور مع مجمع وقاعدة مغلقين.

استنتاج

إذن أي جهاز يستخدم للمعالجةالمعلومات الموجودة على الكمبيوتر؟ حسنًا ، معالج الكمبيوتر. الآن أنت تعرف الإجابة ليس فقط على هذا السؤال ، ولكن أيضًا على ميزات هذا الجهاز والمشاكل والتوقعات الحالية. هذا يعني أن هناك معلومات حول كيفية عمل هذا المكون المهم لنظام تقني معقد وفي أي جهاز كمبيوتر تتم معالجة المعلومات.