مضاعف وحدة المعالجة المركزية
 | تحتوي هذه المقالة على العديد من المشكلات. يُرجى المساعدة في تحسينها أو مناقشة هذه المشكلات على صفحة المناقشة . ( تعرف على كيفية ومتى يمكنك إزالة هذه الرسائل )
|
في الحوسبة ، يحدد مضاعف الساعة (أو مضاعف وحدة المعالجة المركزية أو نسبة الناقل/النواة ) نسبة معدل ساعة وحدة المعالجة المركزية الداخلية إلى الساعة المزودة خارجيًا . يمكن تنفيذ ذلك باستخدام دارات مضاعف تردد الحلقة المقفلة الطور (PLL) . وبالتالي، سترى وحدة المعالجة المركزية ذات المضاعف 10x 10 دورات داخلية لكل دورة ساعة خارجية . على سبيل المثال، سيكون للنظام ذي الساعة الخارجية 100 ميجا هرتز ومضاعف الساعة 36x ساعة داخلية لوحدة المعالجة المركزية تبلغ 3.6 جيجا هرتز. تستخدم عناوين وناقلات البيانات الخارجية لوحدة المعالجة المركزية (غالبًا ما يطلق عليها بشكل جماعي ناقل الجانب الأمامي (FSB) في سياقات الكمبيوتر الشخصي ) أيضًا الساعة الخارجية كقاعدة توقيت أساسية؛ ومع ذلك، يمكنهم أيضًا استخدام مضاعف (صغير) لهذا التردد الأساسي (عادةً اثنان أو أربعة) لنقل البيانات بشكل أسرع.
يعتمد التردد الداخلي للمعالجات الدقيقة عادةً على تردد FSB. لحساب التردد الداخلي، تضرب وحدة المعالجة المركزية تردد الناقل برقم يسمى مضاعف الساعة. للحساب، تستخدم وحدة المعالجة المركزية تردد الناقل الفعلي، وليس تردد الناقل الفعال. لتحديد تردد الناقل الفعلي للمعالجات التي تستخدم ناقلات ذات معدل بيانات مزدوج (DDR) (AMD Athlon و Duron) وناقلات ذات معدل بيانات رباعي (جميع معالجات Intel الدقيقة بدءًا من Pentium 4)، يجب تقسيم سرعة الناقل الفعالة على 2 بالنسبة لـ AMD أو 4 بالنسبة لـ Intel.
إن مضاعفات الساعة في العديد من المعالجات الحديثة ثابتة؛ وعادة ما يكون من غير الممكن تغييرها. تحتوي بعض إصدارات المعالجات على مضاعفات ساعة غير مقفلة؛ أي أنه يمكن "رفع ترددها" عن طريق زيادة إعداد مضاعف الساعة في برنامج إعداد BIOS الخاص باللوحة الأم. قد يكون مضاعف الساعة غير مقفل أيضًا في بعض عينات هندسة وحدة المعالجة المركزية. تحتوي العديد من عينات تأهيل Intel على مضاعف ساعة أقصى مقفل: قد تكون وحدات المعالجة المركزية هذه غير مقفلة (تعمل بتردد أقل)، ولكن لا يمكن رفع ترددها عن طريق زيادة مضاعف الساعة إلى أعلى مما هو مقصود من تصميم وحدة المعالجة المركزية. في حين لا يمكن رفع تردد هذه العينات التأهيلية وأغلب المعالجات الدقيقة الإنتاجية عن طريق زيادة مضاعف الساعة، إلا أنه لا يزال من الممكن رفع ترددها باستخدام تقنية مختلفة: عن طريق زيادة تردد FSB.
البنية الأساسية للنظام
اعتبارًا من عام 2009 [update]، تحتوي أجهزة الكمبيوتر على العديد من الأجهزة المترابطة (وحدة المعالجة المركزية، وذاكرة الوصول العشوائي، والأجهزة الطرفية، وما إلى ذلك - انظر الرسم التخطيطي) التي تعمل عادةً بسرعات مختلفة. وبالتالي، فإنها تستخدم المخازن المؤقتة والذاكرة المؤقتة الداخلية عند الاتصال ببعضها البعض عبر الحافلات المشتركة في النظام. في أجهزة الكمبيوتر الشخصية، تربط عناوين وحدة المعالجة المركزية الخارجية وحافلات البيانات وحدة المعالجة المركزية ببقية النظام عبر " الجسر الشمالي ". استخدمت كل وحدة معالجة مركزية سطح مكتب تقريبًا تم إنتاجها منذ تقديم 486DX2 في عام 1992 مضاعف ساعة لتشغيل منطقها الداخلي بتردد أعلى من ناقلها الخارجي، ولكنها تظل متزامنة معه. يؤدي هذا إلى تحسين أداء وحدة المعالجة المركزية من خلال الاعتماد على ذاكرات التخزين المؤقت الداخلية أو الحافلات العريضة (والتي غالبًا ما تكون قادرة أيضًا على أكثر من نقل واحد لكل دورة ساعة) للتعويض عن فرق التردد.
المتغيرات
تتعامل بعض وحدات المعالجة المركزية، مثل Athlon 64 و Opteron ، مع الذاكرة الرئيسية باستخدام ناقل ذاكرة منخفض المستوى منفصل ومخصص . تتواصل هذه المعالجات مع الأجهزة الأخرى في النظام (بما في ذلك وحدات المعالجة المركزية الأخرى) باستخدام رابط HyperTransport واحد أو أكثر أعلى مستوى قليلاً ؛ مثل حافلات البيانات والعناوين في التصميمات الأخرى، تستخدم هذه الروابط الساعة الخارجية لتوقيت نقل البيانات (عادةً 800 ميجا هرتز أو 1 جيجا هرتز، اعتبارًا من عام 2007).
إعدادات BIOS
تسمح بعض الأنظمة لأصحابها بتغيير مضاعف الساعة في قائمة BIOS . سيؤدي زيادة مضاعف الساعة إلى زيادة سرعة ساعة وحدة المعالجة المركزية دون التأثير على سرعة ساعة المكونات الأخرى. ستؤثر زيادة الساعة الخارجية (وسرعة الناقل) على وحدة المعالجة المركزية بالإضافة إلى ذاكرة الوصول العشوائي والمكونات الأخرى.
توفر هذه التعديلات طريقتين شائعتين لرفع تردد التشغيل وخفضه ، ربما مع بعض التعديلات على جهد وحدة المعالجة المركزية أو الذاكرة (يحدث تغيير بلورات المذبذب نادرًا)؛ لاحظ أن رفع تردد التشغيل غير الدقيق يمكن أن يتسبب في تلف وحدة المعالجة المركزية أو أي مكون آخر بسبب ارتفاع درجة الحرارة أو حتى انهيار الجهد. غالبًا ما تحتوي وحدات المعالجة المركزية الأحدث على مضاعف ساعة مقفل ، مما يعني أنه لا يمكن تغيير سرعة الناقل أو مضاعف الساعة في BIOS ما لم يخترق المستخدم وحدة المعالجة المركزية لفتح قفل المضاعف. ومع ذلك، تحتوي وحدات المعالجة المركزية المتطورة عادةً على مضاعف ساعة غير مقفل.
قد تحتاج اللوحات الأم السابقة إلى ضبط تردد وحدة المعالجة المركزية الخارجي ومضاعف وحدة المعالجة المركزية يدويًا عبر وصلة التوصيل الموجودة على اللوحة. لاحقًا، في عصر Pentium III و Pentium 4 ، يمكن للعديد من اللوحات الأم تحديد تردد وحدة المعالجة المركزية تلقائيًا عبر CPUID . [1]
مضاعفة الساعة
تشير عبارة مضاعفة الساعة إلى مضاعف الساعة بمقدار اثنين.
تتضمن أمثلة وحدات المعالجة المركزية ذات الساعة المزدوجة ما يلي:
- Intel 80486DX2 ، الذي يعمل بسرعة 50 أو 66 ميجاهرتز على ناقل بسرعة 25 أو 33 ميجاهرتز
- Weitek SPARC POWER μP، وهو إصدار مضاعف السرعة بسرعة 80 ميجاهرتز من معالج SPARC والذي يمكن وضعه في SPARCStation 2 بسرعة 40 ميجاهرتز
وفي كلتا الحالتين زادت السرعة الإجمالية للأنظمة بنحو 75%. [ بحاجة لمصدر ]
بحلول أواخر تسعينيات القرن العشرين، أصبحت جميع المعالجات عالية الأداء تقريبًا (باستثناء الأنظمة المضمنة النموذجية ) تعمل بسرعات أعلى من حافلاتها الخارجية، وبالتالي فقد فقد مصطلح "مضاعفة الساعة" الكثير من تأثيره.
بالنسبة للتطبيقات المرتبطة بوحدة المعالجة المركزية، فإن مضاعفة الساعة من الناحية النظرية من شأنها أن تحسن الأداء الإجمالي للجهاز بشكل كبير، بشرط ألا يثبت جلب البيانات من الذاكرة أنه يشكل عنق زجاجة. في المعالجات الأكثر حداثة حيث يتجاوز المضاعف اثنين بشكل كبير، يصبح عرض النطاق الترددي وزمن الوصول لدوائر الذاكرة المتكاملة المحددة (أو الناقل أو وحدة التحكم في الذاكرة) عادةً عاملاً مقيدًا.
انظر أيضا
مراجع
- ^ http://www.motherboards.org/files/manuals/1/cubx-103.pdf [ عنوان URL العاري PDF ]
