ما الذي يحدد مدى السرعة التي يمكن أن تعمل بها وحدة المعالجة المركزية؟

تعمل وحدة المعالجة المركزية في الكمبيوتر مع جميع البيانات تقريبًا في الجهاز باستثناء معالجة الرسومات والصوت في أجهزة الكمبيوتر المزودة ببطاقات الفيديو أو الصوت. كمكون مركزي في الكمبيوتر ، تحدد الميزات الداخلية لوحدة المعالجة المركزية نفسها ، مثل سرعة الساعة ، بشكل أساسي مدى السرعة التي يمكن أن تكمل بها المهام. ومع ذلك ، في بعض الأحيان ، يتعين على المعالج انتظار المكونات الأخرى للحاق بالركب ، مما يحد من سرعة وحدة المعالجة المركزية بغض النظر عن قوتها.

سرعة الساعة

يقوم المصنعون بتسمية كل وحدة معالجة مركزية بسرعة الساعة. تقيس هذه القيمة عدد دورات العملية التي يمكن للمعالج تشغيلها في الثانية. تستخدم المعالجات الحديثة قياسات ساعة جيجاهيرتز ، حيث يمثل 1 جيجاهرتز مليار دورة في الثانية. على الرغم من أن هذا الرقم لا يعطي معنى يذكر من حيث قياس سرعة أنشطة العالم الحقيقي ، إلا أنه يوفر خطًا أساسيًا للمقارنة. بين وحدتي CPU متشابهتين ، ستعمل الوحدة ذات سرعة أعلى على مدار الساعة بشكل أسرع.

هندسة معمارية

المعالجات المختلفة لها بنية مختلفة - التعليمات الداخلية التي تستخدمها وحدة المعالجة المركزية لمعالجة البيانات. بشكل عام ، تتمتع المعالجات الأحدث ببنيات أكثر كفاءة تسمح لها بإكمال المهام بدورات أقل. هذا يعني أن سرعة الساعة وحدها لا تحدد سرعة الكمبيوتر: تتمتع معالجات اليوم بسرعات ساعة مماثلة لتلك التي كانت موجودة قبل عقد من الزمن ولكنها تعمل بشكل أفضل بسبب التحسينات في البناء والبرمجة. بشكل عام ، فإن مقارنة سرعة الساعة لها معنى فقط بين معالجات الجيل نفسه.

أجزاء أخرى

بغض النظر عن سرعة المعالج ، لا تستطيع وحدة المعالجة المركزية معالجة البيانات بشكل أسرع مما توفره مكونات الكمبيوتر الأخرى. في الواقع ، يمكن لأي مكون بطيء أن يتسبب في خمول وحدة المعالجة المركزية في انتظار البيانات الجديدة. يحدث هذا غالبًا عند قراءة الملفات الكبيرة من محرك الأقراص الثابتة: تعمل محركات الأقراص الميكانيكية ببطء شديد مقارنة بالمعالجات أو ذاكرة الوصول العشوائي ، لذا يجب أن تنتظر وحدة المعالجة المركزية حتى ينتهي محرك الأقراص من عملية القراءة.

النوى

حتى وحدة المعالجة المركزية السريعة يمكنها فقط معالجة مهمة واحدة في كل مرة. يعتمد "تعدد المهام" الواضح في الواقع على التبديل بين المهام عدة مرات كل ثانية ، مما يقلل من سرعة كل مهمة. تعمل المعالجات متعددة النواة على تخفيف هذه المشكلة. من خلال تقسيم المعالج إلى عدة أنوية منفصلة ، يمكن لكل نواة العمل في مهام منفصلة في وقت واحد. ومع ذلك ، فإن هذا يساعد فقط البرامج المبرمجة خصيصًا للاستفادة من مراكز متعددة أو عند تشغيل عدة برامج في وقت واحد.

الحرارة

عندما يقترب المعالج من درجة حرارة من شأنها أن تلحق الضرر بالنظام ، فسوف يتباطأ تلقائيًا لتجنب الفشل. في أسوأ الأحوال ، سيغلق المعالج الكمبيوتر تمامًا. لتجنب التباطؤ والانهيار الناتج عن الحرارة ، نظف الغبار من الكمبيوتر واستبدل أي مراوح مكسورة أو خافضات حرارة.