موسوعة برامج الحاسوب

تسريع المعالج فوق السرعة الرسمية ما هو تسريع المعالج (*) عندما تركب معالج في جهازك فإن عليك أن تخبر الحاسب عن سرعة هذا المعالج وذلك بضبط بعض "القفازات" على اللوحة الأم بطريقة معينة ، وتضبط هذه القفازات سرعة ناقل النظام وعامل المضاعفة مما يحدد بالتالي تردد المعالج . سؤال : هل يستطيع المهندسون في مصنع المعالجات أن يضمنوا عند تصنيع مجموعة من المعالجات إن تخرج كلها لتعمل عند تردد معين ؟ الجواب هو لا ، فإن المجموعة التي تخرج من المصنع تعمل بسرعات مختلفة - بسبب العديد من العوامل - لذا فإنهم لا يستطيعون التحكم بكمية المعالجات التي ينتجونها من سرعة معينة وينتج من ذلك نقص في معالجات سرعة معينة . فمثلاً قد يحدث في مرحلة ما شح في معالجات سرعة معينة بما لا يتناسب مع حاجة السوق ، مثل أن يتم تصنيع معالجات 800 ميجاهيرتز فيما يتطلب السوق مثلاً معالجات 600 ميجاهيرتز (بسبب أسعارها الأقل ) فكيف تحل المشكلة ؟ يكون الحل بأن تبيع الشركة المعالجات ذات السرعة الأكبر على أساس أنها ذات سرعة أقل فما وجه الاستفادة من ذلك بالنسبة لك ؟ يمكنك تشغيل معالج كهذا على سرعة أكبر فمثلاً إذا كان لديك معالج 200 ميجاهيرتز ربما تنجح في أن تجعله يعمل بسرعة 233 ميجاهيرتز مثلاً وذلك بتغيير إما سرعة ناقل النظام أو معامل المضاعفة كما أشرت في البداية . ولكن مهلاً قد لا ينطبق هذا الوضع على المعالج الذي اشتريته لذا فإن ليس كل معالج يمكنه أن يعمل على سرعة أكبر من تلك التي تظهر على علبته ، وذلك يعتمد على عوامل أخرى أيضاً ، فمثلاً معالجات إنتل الحديثة وخاصة بنتيوم الثالث فيها نوع من إغلاق التحكم بالتردد من المصنع بحيث أن المعالج لا يعمل إلا على التردد الذي صمم عليه وبذلك لا يمكن التحايل ورفع تردد المعالج فوق سرعته الأصلية . ________________________________________ مشاكل رفع التردد • الحرارة الزائدة مما يقصر من عمر المعالج ، وإذا رفع تردد الساعة كثيراً فوق التردد الرسمي قد يتطلب الأمر طرق خاصة لتبريد المعالج مثل استخدام الماء (مثل نظام تبريد محرك السيارة ) أو مراوح تبريد كبيرة جداً . • الذاكرة المخبئية المستوى الثاني قد لا تستطيع العمل بهذه السرعة الزائدة لذا فإن المعالج "سيليرون" هو من أفضل المعالجات في هذا المجال لعدم احتوائه على هذه الذاكرة . • ربما لا تستطيع الذاكرة العشوائية مجاراة ناقل النظام (في حالة ما تم زيادة تردد ناقل النظام ) حيث أن لكل نوع من الذاكرة العشوائية مدى محدد من السرعات التي يمكنه العمل عليها فالذاكرة العشوائية من نوع FPM يمكنها العمل حتى 66 ميجاهيرتز لناقل النظام بينما EDO تعمل حتى 75 ميجاهيرتز والذاكرة SD-RAM تعمل بترددات 100 أو 133 ميجاهيرتز حسب نوعها . • ربما لا تعمل بعض بطاقات التوسعة بشكل جيد أو لا تعمل أبداً بسبب سرعة ناقل النظام الكبيرة . • ربما تواجه بعض البرامج صعوبة في العمل : وندوز NT مثلاً لا يمكن تركيبه على جهاز مرفوع قوته ، إلا أنه يمكن التحايل على ذلك بتثبيت NT أولاً ثم رفع قوة المعالج . ________________________________________ ما هي المعالجات القابلة لرفع التردد شاعت عملية رفع تردد المعالج في معالجات بنتيوم وكذلك معالجات AMD من الجيل الرابع ، ومن بعدهم أصبحت معالجات بنتيوم MMX و بنتيوم الثاني أيضاً قابلة لرفع التردد . بعض المعالجات مثل بنتيوم الثالث وبعض معالجات AMD القديمة لا تقبل رفع التردد لأن ترددها مثبت من المصنع على التردد الذي يجب أن تعمل عليه ، هذا لأن شركات صناعة المعالجات أبطلت إمكانية رفع التردد في هذه المعالجات لسياسات خاصة بها . إن أفضل المعالجات القابلة لرفع التردد هي -كما ذكرت سابقاً - معالجات سيليرون ، هذا لأنها لا تحوي ذاكرة مخبئية مما يزيل المشاكل التي تنجم عن رفع التردد بالنسبة للذاكرة المخبئية ( لقد قرأت في بعض مواقع الوب عن معالجات سيليرون 300 تعمل بسرعة 500 بدون مشاكل ). ثم هناك معالجات سيليرون A ، وهي معالجات سيليرون مع ذاكرة مخبئية مقدارها 128 كيلوبايت ، وهذه المعالجات أيضاً محمية ضد رفع التردد (مع أنك تستطيع زيادة سرعتها عن طريق رفع تردد ناقل النظام ) . تبريد المعالجات أي قطعة إلكترونية في أي جهاز ومنها المعالج تحتاج لأن تعمل ضمن مدى معين من درجات الحرارة التي افترض الصانع أنها ستعمل فيه وإذا زادت درجة الحرارة عن هذا الحد فإنها : • تقصر من عمر المعالج • تبطئ أدائه • تتسبب بأخطاء في الحسابات • تتسبب بتوقف الحاسب عن العمل بشكل متكرر (التعليق) • قد يعيد الحاسب تشغيل نفسه بدون سبب • قد تحدث أشياء غريبة مثل أخطاء في القرص الصلب • في أحيان نادرة تؤدي لعطب المعالج كلياً . أشياء مثل هذه قد لا تخطر في بال مهندس الصيانة خاصة في بلاد حارة ومع وجود التقدم التكنولوجي الكبير في بلادنا العربية !!! إن هذه الحرارة ناتجة عن مرور التيار الكهربائي في الترانزسترات ، وكلما كانت فولتية المعالج ومعماريته أقل كلما كانت الحرارة الناتجة أقل لذا فإن المعالجات المختلفة تنتج كميات مختلفة من الحرارة فالمعالج بنتيوم الثالث مثلاً ينتج كمية من الحرارة أكبر من بنتيوم ، و تقاس كمية الحرارة الناتجة من المعالج بـ"الواط" . بدأت مشكلة التبريد منذ المعالج 486 وجميع المعالجات اللاحقة تتطلب طريقة للتبريد ، أما المعالجات 386 وما قبله فلم يكن يلزمه التبريد لأن عدد الترانزسترات لم تكن كبيرة مم يجعل درجة حرارته معتدلة . ________________________________________ طرق تبريد المعالجات المبدد الحراري(*) : هو عبارة عن شريحة من المعدن تلتصق بسطح المعالج (مربعة الشكل أو مستطيلة عادة إلا أن بعضها شبه دائري ) يخرج منها بشكل عمودي عدد كبير من العواميد المعدنية (*) ، وفائدة هذا المبدد الحراري هو أن الحرارة الناتجة من المعالج تنتشر في القضبان العمودية ذات المساحة السطحية الكبيرة فتقوم بتبديد الحرارة وكلما كان المبدد الحراري أكبر كان أفضل ، ويصنع المبدد الحراري عادة من الألمونيوم لأنه موصل جيد للحرارة. يجب على المبدد الحراري أن يكون ملتصقاً بسطح المعالج تماماً ، في بعض المعالجات لا يكون المبدد ملتصقاً به من المصنع بل يثبت فوق المعالج بمثبتات معدنية خاصة (معالجات بنتيوم هي أفضل مثال ) ، وفي هذه الحالة إذا قمت بتثبيت المبدد الحراري على المعالج مباشرة ستكون النتيجة وجود كمية (بسيطة جداً) من الهواء بين المعالج والمبدد الحراري فيجب دائماً وضع مادة بيضاء خاصة تسمى heat sink compound وتملأ هذه المادة الفراغ البسيط وتسمح للحرارة بأن تنتقل بكفاءة من المعالج ، يجب وضع كمية بسيطة جداً منها . المبدد الحراري الجيد يجب أن يكون أكبر ما يمكن و ذو أكبر عدد من العواميد الصغيرة ( أو الإبر العمودية ) كما يجب أن يكون مدخل الهواء أبعد ما يمكن عن المخرج حتى لا يعود الهواء الساخن الخارج من المبدد للدخول مرة ثانية . مروحة التبريد(*) : وعملها هو دفع الهواء بين العواميد المعدنية للمبدد الحراري بحيث يمكن تبديد قدر أكبر من الحرارة ، وفي بعض الأحيان قد يستخدم المبدد الحراري بدون مروحة تبريد وهذا يقلل التكلفة ويجعل المعالج غير معرض للتلف بسبب توقف المروحة عن العمل (طبعاً في هذه الحالة يجب استعمال مبدد حراري كبير جداً ) ولكن لاحظ أن استخدام المروحة يجعل التبريد أفضل حتى 10 مرات من المبدد الحراري بدون مروحة . يمكن قياس قوة المروحة باستخدام عدد الأقدام المربعة من الهواء التي تدفعها في الدقيقة الواحدة (CFM) . مبرد بالتير (*): وهو جهاز على شكل شريحة مربعة الشكل ( لا أعتقد أنه يتوفر في البلاد العربية ) توضع على سطح المعالج وتعمل بالكهرباء و تقوم بسحب الحرارة من سطح المعالج إلى السطح الآخر و يثبت المبدد الحراري من أعلى ، تقوم هذه الأجهزة بالتبريد بكفاءة تامة ولكنها غالية الثمن ولا تستعمل في العادة إلا من قبل الذين يشغلون معالجاتهم أعلى من تردد الساعة الذي يفترض بهم تشغيلها عنده لأن المعالج في هذه الحالة ينتج كميات كبيرة من الحرارة . التبريد بالماء : أما التبريد بالماء فهو من أكثر أشكال تبريد المعالجات إثارة ويستعمل الماء بطريقة مثل تلك المستعملة في السيارات (مثل الجهاز المعروض في الصورة ) فهو يعتمد على تمرير المياه داخل المبدد الحراري (له تركيب خاص) أو استبدال المبدد الحراري بعلبة صغيرة يمر فيها الماء . جهاز لتبريد المعالج بالمياه ( يشبه الراديتور) التبريد بواسطة "كومبريسور" يوجد أيضاً كومبريسورات خاصة تشبه الموجودة في أجهزة التبريد ولكنها أصغر ( لا تتوفر في البلاد العربية نظراً لتطورها التقني ) تقوم بتبريد سطح المعالج وطبعاً يستهلك هذا النظام الكثير من الكهرباء وهو مكلف أيضاً . التبريد بالنتروجين السائل التبريد بالنيتروجين السائل ( درجة حرارته أكثر من 180 درجة تحت الصفر ) لا يستعمل إلا تحت ظروف خاصة في المختبرات ، فمثلاً باستخدام النيتروجين السائل أمكن للعلماء أن يجعلوا المعالج بنتيوم يعمل بتردد يفوق 500 ميجاهيرتز . ________________________________________ استعمال طرق التبريد إن الطريقة المتبعة في تبريد المعالجات الحديثة هي باستعمال المبدد الحراري ومروحة التبريد معاً ، وفي الصورة على اليسار المعالج "أثلون" وفي خلفيته عواميد المبدد الحراري وفي منتصفها مروحة التبريد . لا تفكر إلا بالتبريد بالمبدد الحراري والمروحة ، جميع الخيارات الأخرى تعتبر "فبركة" وليست ضرورية إلا لمن يرغب بتشغيل المعالج فوق سرعته الرسمية بفارق كبير. ________________________________________ لماذا ترتفع درجة حرارة المعالج فوق المعدل المرغوب به ؟ إن حرارة المعالج أثناء العمل تعتمد على : • كفاءة المبدد الحراري • كفاءة مروحة التبريد • كمية الحرارة التي ينتجها المعالج • درجة حرارة علبة النظام ، حيث لا يمكن لأي مبدد حراري ومروحة أن يحفظ درجة حرارة المعالج إلى أقل من درجة حرارة علبة النظام ، هذا لأن الهواء الذي يدفع بين عواميد المبدد الحراري مأخوذ من علبة النظام نفسها . • تصميم العلبة حيث أنه في علب النظام من نوع ATX (علب نظام بنتيوم الثاني وما بعده ) تساعد العلبة نفسها في تبريد المعالج بتركيبها حيث يقع المعالج تحت مزود الطاقة ليكون في مجرى الهواء وهذا يساعد كثيراً في تفادي مشكلة الحرارة ، حتى أن هناك من يقول أن علب النظام ATX يمكن أن تبرد المعالج بالهواء الخارج من مزود الطاقة . إن أحد أسباب ارتفاع درجة حرارة المعالج هو وجود الأوساخ داخل المبدد الحراري مما يمنع الهواء من المرور فيه ويسمح بارتفاع درجة الحرارة ، حدث لي ذلك ذات مرة وبتنظيف المبدد الحراري انتهت المشكلة .، إن من المفيد تنظيف الحاسب من الداخل كل فترة . بعض اللوحات الأم تزود بترمومترات لقياس درجة حرارة المعالج أو بأجهزة لمراقبة التيار الكهربائي الذاهب لمروحة تبريد المعالج وبذلك تتمكن من اكتشاف أي خطأ أو مشكلة قد تؤدي لزيادة درجة حرارة المعالج . ________________________________________ التبريد في الحاسبات المحموله لدينا أيضاً الحاسبات المحمولة التي ليس فيها مراوح لأن هذه المراوح تستهلك الكثير من الطاقة التي هم في أشد الحاجة للاقتصاد في استخدامها في هذه النوعية من الحاسبات لأن مصدر الطاقة فيها هو البطاريات ، فلتخفيف استخدام البطاريات يلجأ المهندسون إلى تخفيض الفولتية التي يعمل عليها المعالج مما يساهم في تخفيض استهلاك الطاقة كثيراً ويقلل من مشاكل التبريد . كما يستخدمون برامج خاصة لحفظ الطاقة عن طريق البيوس وذلك بإطفاء أجزاء كبيرة من عتاد الحاسب حينما لا يكون في حالة استعمال لفترة طويلة ، ويستعمل هذا النظام اليوم على كل الحاسبات الشخصية . البكسل السؤال الذي نحاول أجابته هو : كيف تعرض لنا الصورة على الشاشة ؟ الصورة التي تراها على الشاشة مكونة في الحقيقة من عدد كبير جداُ من النقاط الصغيرة جداً والتي تفصل بينها مسافات صغيرة جداً ويمكن للشاشة تغيير لون كلاً منها وبذلك يمكن إظهار الألوان على الشاشة. سنضطر الآن أن نتكلم بشيء في الفيزياء قليلاً ، فربما تعرف أن أي لون من الألوان يتكون من مزيج من الألوان الثلاثة الرئيسية : الأحمر - الأخضر والأزرق كما لا يخفى عليك أن أي لون من الألوان له درجات ، فهناك مثلاً الأحمر الغامق والفاتح وهناك البني الفاتح والغامق ... الخ وبمزج الألوان الرئيسية الثلاثة مع بعضها البعض بنسب متفاوتة يمكننا إظهار درجات الألوان المختلفة جميعها ، فمثلاً عندما يظهر الحاسب على الشاشة اللون الأخضر والأزرق والأحمر معاً بنفس النسبة في بقعة واحدة فإن اللون الناتج هو اللون الأبيض ، أما إذا أخفينا اللون الأخضر واللون الأحمر فإن الناتج هو اللون الأزرق وهكذا . لذا فشاشة الحاسب ( مثل التلفزيون ) مكونة من مجموعة من النقاط الدقيقة الملونة المنتشرة بصورة منتظمة على كامل مساحة الشاشة ويسمى كل ثلاثة من هذه النقاط بـ " البكسل" حيث تكون نقطة خضراء ونقطة زرقاء ونقطة حمراء ( الألوان الرئيسية الثلاث ) بكسلاً واحداً ، ويستطيع الحاسب مزج الألوان الثلاثة مع بعضها بأية نسبة لإظهار بكسل معين من البكسلات بأي لون مهما كان درجته . ولكي نتخيل ذلك أنظر كيف يبدو توزيع البكسلات على جزء من الشاشة مكبراً : توزيع البكسلات على سطح الشاشة ويتمكن الحاسب بذلك من رسم ما يود رسمه على الشاشة من خلال تحكمه في ألوان البكسلات ومواقعها على الشاشة . الكثافة النقطية والسؤال الذي يبرز هنا هو : كم بكسلاً يوجد في مساحة الشاشة كلها ؟ والجواب هو أن ذلك يعتمد على اختيار المستخدم أي أن للمستخدم حرية اختيار عدد البكسلات ، ويسمى عدد البكسلات الموجودة في الشاشة طولاً وعرضاً " الكثافة النقطية " ، ولا يمكنك اختيار عدد النقاط " على مزاجك " بل هناك عدة اختيارات لتستعمل إحداها : العدد الكلي للبكسلات أفقيا ً ( بعرض الشاشة ) عدد البكسلات عموديا ( من الأعلى للأسفل ) أسم الكثافة النقطية 640 480 640 × 480 800 600 800 × 600 1024 768 1024 × 768 1152 864 1152 × 864 1280 1024 1280 × 1024 1600 1200 1600 × 1200 مثال توضيحي : إذا مثلنا على حالة شاشتي فأنا أستخدم الكثافة النقطية 640 × 480 وهذا معناه أنه لدي على شاشتي 640 بكسل عرضاً و 480 بكسل طولا ً ، وإذا ضربنا الرقمين ببعضهما فإننا سنحصل على العدد الكلي للبكسلات على الشاشة، وهكذا مع باقي الكثافات النقطية . ربما تسأل : كم بكسلاً في الإنش الواحد من مساحة الشاشة ؟ والجواب يكون أن ذلك ليس قيمة ثابتة ، وذلك يعتمد على الكثافة النقطية و مساحة الشاشة التي تعمل عليها دعنا نقارن بين شاشتين : 1- لنقل أنه لديك شاشة 15 إنش ( قياس الشاشة يقاس قطرياً وليس عموديا أو أفقياً ، ولكني سأفترض أن الشاشة 15 أنش عرضاً للتسهيل ) مثلاً وأنك تعمل على كثافة نقطية 800 × 600 لذا فهناك 800 بكسل في 15 أنش ، فيكون هناك حوالي 53 بكسلاً في الإنش الواحد أفقياً. 2- بينما شاشة أخرى مقاس 17 إنشاً ( مرة أخرى نفترض أنه قياس العرض للتسهيل ) وتعمل على كثافة نقطية 1600 × 1200 ، فإن ذلك يعني أنه لدينا 1600 بكسل في 17 أنش أفقياً أي 94 بكسلاً في الإنش الواحد . العمق اللوني تعرف طبعاً أن الألوان ذات درجات مختلفة ، فاللون الأحمر مثلاً منه عدد من الدرجات منها الغامق والفاتح بالعديد من الدرجات ، وبالنسبة للحاسب فإن كل من هذه الدرجات يعتبر لوناً قائماًَ بذاته . كم لونناً يستطيع الحاسب إظهاره على الشاشة ؟ إن ذلك يعتمد على العمق اللوني التي تستعمله ، كلما زاد العمق اللوني الذي تستخدمه كلما زاد عدد الألوان التي يستطيع الحاسب إظهارها ، و مثلها مثل الكثافة النقطية في أنك يجب أن تختار واحد من عدة اختيارات لتعمل بها بطاقتك : 1. 4 بت = 16 لون 2. 8 بت = 256 لون 3. 16 بت = 65536 لون 4. 24 بت = 16 مليون لون ( صورة حقيقية ) وكلما زاد العمق اللوني كلما ظهرت الألوان أكثر بهاء ، وزد على ذلك أنك لا تستطيع أن تظهر على الشاشة صورة حقيقية إلا باستخدام عدد ألوان عالي ( على الأقل 16 بت ) حسناً فلماذا لا يكون هناك عمق لوني أكبر من 16 مليون لون؟ ذلك لأن عين الإنسان لا تستطيع تمييز أكبر من هذا العمق اللوني ، لا بل إن أكثر الناس لا يستطيعون التفريق بين العمق اللوني العالي والعمق اللوني الحقيقي . طور العرض طور العرض هو مصطلح يستخدم للتعبير عن الكثافة النقطية والعمق اللوني معاً ، هكذا : طور العرض = الكثافة النقطية × العمق اللوني مثلاً 800 × 600 × 16 ( أي 800 بكسل عرضاً ، 600 عموديا ، 16 بت عمق لوني ) تعرف أن الذاكرة العشوائية لبطاقة الفيديو تستخدم لتخزين الصورة التي سوف تعرض على الشاشة وحتى تظهر الألوان على الشاشة بهذا العمق اللوني يجب أن تكون ذاكرة الفيديو كبيرة كفاية حتى تخزن كل بكسلات الشاشة التي على كامل مساحة الشاشة ، ولكي تستخدم العمق اللوني العالي على كثافة نقطية 640 × 480 بكسل فإنك تحتاج لـ : 640 × 480 × 16 = 4915200 بت =614400 بايت من الذاكرة العشوائية على البطاقة (بقسمة عدد البتات على 8 ) وفي الحقيقة أنك تحتاج أكثر قليلاً من هذه الكمية لأن البطاقة تحتاجه بعض الذاكرة الإضافية لتنفيذ بعض العمليات الخاصة بالعرض . لذا فعندما تود شراء بطاقة فيديو فإنك تحدد كمية الذاكرة العشوائية على حسب طور العرض الذي تستخدمه: كمية الذاكرة العشوائية المطلوبة(بايت) = عدد البكسلات على الشاشة (الكثافة النقطية)× العمق اللوني(بايت) وهذا جدول بكمية الذاكرة اللازمة للعرض في كل طور من الأطوار بالبايت الكثافة النقطية 16 لون 256 لون ألوان عالية ألوان حقيقية عدد البتات في البكسل 4 8 16 24 عدد البايتات في البكسل .5 1 2 3 640 × 480 153,600 307,200 614,400 921,600 800 × 600 240,000 480,000 960,000 1,440,000 024 × 768 393,216 786,432 1,572,864 2,359,296 1152 × 864 497,664 995,328 1,990,636 2,985,984 1280 × 1024 655,360 1,310,720 2,621,440 3,932,160 1200 × 1600 960,000 1,920,000 3,840,000 5,760,000 1920 × 1340 1,286,400 2,572,800 5,145,600 7,718,400 2048 × 1536 1,572,864 3,145,728 6,291,456 9,437,184

إذا كنت تستطيع قراءة هذا المقال فهذا يعني أن عملية التسجيل قد تمت بنجاح و يمكنك البدء بكتاية مقالاتك الخاصة فوراً.

الملف الشخصي

• الاسم: يونس البوعناني
• 

• الصفحة الرئيسية
• الارشيف
• الالبومات
• الروابط

• تسريع معالج الحاسوب
• تهانينا!

الروابط

• البوابة
• البوابة مزيكا

• عام [2]

• RSS 2.0
• Atom 0.3