أجهزة الكمبيوتر

تعتمد بنية مجموعة التعليمات (ISA) الأكثر شيوعًا - وهي الواجهة بين مكونات الحاسوب المادية والبرمجية - على تلك التي ابتكرها فون نيومان عام 1945. ^{[ 17 ]} على الرغم من فصل وحدة المعالجة عن نظام الإدخال/الإخراج في العديد من المخططات، إلا أن المكونات المادية عادةً ما تكون مشتركة، حيث يشير بت في وحدة المعالجة إلى ما إذا كانت في وضع المعالجة أو وضع الإدخال/الإخراج. ^{[ 18 ]} تشمل الأنواع الشائعة لبنى مجموعة التعليمات: CISC ( حاسوب ذو مجموعة تعليمات معقدة )، وRISC ( حاسوب ذو مجموعة تعليمات مختصرة )، وعمليات المتجهات ، والأنماط الهجينة. ^{[ 19 ]} تعتمد CISC على استخدام مجموعة تعبيرات أكبر لتقليل عدد التعليمات التي تحتاجها الأجهزة. ^{[ 20 ]} وانطلاقًا من إدراك أن عددًا قليلًا فقط من التعليمات يُستخدم بشكل شائع، تُقلّص RISC مجموعة التعليمات لزيادة التبسيط، مما يُتيح أيضًا تضمين المزيد من المسجلات . ^{[ 21 ]} بعد اختراع معمارية RISC في ثمانينيات القرن العشرين، حلت معمارية RISC، التي تستخدم تقنيات التجزئة والتخزين المؤقت لزيادة الأداء، محل معمارية CISC، لا سيما في التطبيقات ذات القيود المفروضة على استهلاك الطاقة أو المساحة (مثل الهواتف المحمولة ). في الفترة من 1986 إلى 2003، تجاوز معدل التحسن السنوي في أداء الأجهزة 50%، مما أتاح تطوير أجهزة حاسوب جديدة مثل الأجهزة اللوحية والهواتف المحمولة. ^{[ 22 ]} إلى جانب زيادة كثافة الترانزستورات، أصبحت ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية (DRAM)، بالإضافة إلى ذاكرة الفلاش والأقراص المغناطيسية، أكثر صغرًا وأقل تكلفة بشكل كبير. وقد تباطأ معدل التحسن في القرن الحادي والعشرين. ^{[ 23 ]}

في القرن الحادي والعشرين، كان التحسين في الأداء مدفوعًا بالاستغلال المتزايد للتوازي . ^{[ 24 ]} غالبًا ما تكون التطبيقات قابلة للتوازي بطريقتين: إما بتشغيل نفس الوظيفة عبر مناطق بيانات متعددة ( توازي البيانات )، أو بتنفيذ مهام مختلفة في وقت واحد بتفاعل محدود ( توازي المهام ). ^{[ 25 ]} تُدعم هذه الأشكال من التوازي بواسطة استراتيجيات أجهزة متنوعة، بما في ذلك التوازي على مستوى التعليمات (مثل تسلسل التعليمات )، وبنى المتجهات، ووحدات معالجة الرسومات (GPUs) القادرة على تنفيذ توازي البيانات، وتوازي الخيوط، وتوازي الطلبات (وكلاهما يُنفذ توازي المهام). ^{[ 25 ]}

يشير مصطلح "البنية الدقيقة" ، أو تنظيم الحاسوب، إلى مسائل الأجهزة عالية المستوى، مثل تصميم وحدة المعالجة المركزية والذاكرة ووصلات الذاكرة . ^{[ 26 ]} يضمن التسلسل الهرمي للذاكرة أن تكون الذاكرة الأسرع وصولاً (والأكثر تكلفة) أقرب إلى وحدة المعالجة المركزية، بينما تكون الذاكرة الأبطأ والأرخص لتخزين البيانات ذات الأحجام الكبيرة أبعد. ^{[ 27 ]} عادةً ما تُفصل الذاكرة لفصل البرامج عن البيانات والحد من قدرة المهاجم على تعديل البرامج. ^{[ 28 ]} تستخدم معظم الحواسيب الذاكرة الافتراضية لتبسيط عنونة البرامج، حيث يستخدم نظام التشغيل لربط الذاكرة الافتراضية بمناطق مختلفة من الذاكرة الفعلية المحدودة. ^{[ 29 ]}

تُنتج معالجات الكمبيوتر حرارة، وتؤثر الحرارة الزائدة سلبًا على أدائها وقد تُلحق الضرر بمكوناتها. تقوم العديد من رقائق الكمبيوتر بخفض أدائها تلقائيًا لتجنب ارتفاع درجة الحرارة. كما تحتوي أجهزة الكمبيوتر عادةً على آليات لتبديد الحرارة الزائدة، مثل المبردات الهوائية أو السائلة لوحدة المعالجة المركزية ووحدة معالجة الرسومات، ومشتتات حرارية للمكونات الأخرى، مثل ذاكرة الوصول العشوائي . غالبًا ما تكون صناديق الكمبيوتر مزودة بفتحات تهوية للمساعدة في تبديد الحرارة. ^{[ 30 ]} تستخدم مراكز البيانات عادةً حلول تبريد أكثر تطورًا للحفاظ على درجة حرارة تشغيل المركز بأكمله ضمن الحدود الآمنة. تُعد أنظمة التبريد الهوائي أكثر شيوعًا في مراكز البيانات الصغيرة أو القديمة، بينما قد تكون أنظمة التبريد بالغمر السائل (حيث يُحاط كل جهاز كمبيوتر بسائل تبريد) وأنظمة التبريد المباشر للرقاقة (حيث يُوجّه سائل التبريد إلى كل رقاقة كمبيوتر) أكثر تكلفة، ولكنها أيضًا أكثر كفاءة. ^{[ 31 ]} صُممت معظم أجهزة الكمبيوتر لتكون أقوى من نظام التبريد الخاص بها، ولكن لا يمكن أن تتجاوز عملياتها المستمرة قدرة نظام التبريد. ^{[ 32 ]} على الرغم من إمكانية زيادة الأداء مؤقتًا عندما لا يكون الحاسوب ساخنًا ( كسر السرعة )، ^{[ 33 ]} إلا أنه لحماية المكونات من الحرارة الزائدة، سيقوم النظام تلقائيًا بتقليل الأداء أو إيقاف تشغيل المعالج عند الضرورة. ^{[ 32 ]} كما ستتوقف المعالجات عن العمل أو تدخل في وضع الطاقة المنخفضة عند عدم استخدامها لتقليل الحرارة. ^{[ 34 ]} يُعدّ كلٌ من توصيل الطاقة وتبديد الحرارة من أكثر جوانب تصميم الأجهزة تحديًا، ^{[ 35 ]} وقد شكّلا العامل المحدد لتطوير رقائق أصغر وأسرع منذ أوائل القرن الحادي والعشرين. ^{[ 34 ]} تتطلب الزيادة في الأداء زيادة مماثلة في استهلاك الطاقة ومتطلبات التبريد. ^{[ 36 ]}

يُعد الحاسوب الشخصي أحد أكثر أنواع الحواسيب شيوعاً نظراً لتعدد استخداماته وسعره المنخفض نسبياً.

• تتكون أجهزة الكمبيوتر المكتبية من شاشة ، ولوحة مفاتيح ، وفأرة ، وهيكل . يحتوي الهيكل على اللوحة الأم ، ومحركات الأقراص الثابتة أو القابلة للإزالة لتخزين البيانات، ووحدة التزويد بالطاقة ، وقد يحتوي أيضًا على أجهزة طرفية أخرى مثل المودم أو واجهات الشبكة. في بعض طرازات أجهزة الكمبيوتر المكتبية، دُمجت الشاشة ولوحة المفاتيح في نفس الهيكل مع المعالج ووحدة التزويد بالطاقة. يتيح فصل هذه المكونات للمستخدم ترتيبها بشكل أنيق ومريح، ولكن يتطلب ذلك إدارة كابلات الطاقة والبيانات بينها.
• صُممت أجهزة الكمبيوتر المحمولة لتكون سهلة الحمل، لكنها تعمل بطريقة مشابهة لأجهزة الكمبيوتر المكتبية. ^{[ 37 ]} قد تستخدم مكونات ذات استهلاك طاقة أقل أو حجم أصغر، مما يؤدي إلى أداء أقل من جهاز كمبيوتر مكتبي بنفس السعر. ^{[ 38 ]} تحتوي أجهزة الكمبيوتر المحمولة على لوحة المفاتيح والشاشة والمعالج في هيكل واحد. يمكن إغلاق غطاء الشاشة العلوي القابل للطي أثناء النقل لحماية الشاشة ولوحة المفاتيح. بدلاً من الفأرة، قد تحتوي أجهزة الكمبيوتر المحمولة على لوحة لمس أو عصا تحكم .
• الأجهزة اللوحية هي حواسيب محمولة تستخدم شاشة لمس كجهاز إدخال رئيسي. تتميز الأجهزة اللوحية عمومًا بخفة وزنها وصغر حجمها مقارنةً بأجهزة الكمبيوتر المحمولة. تتضمن بعض الأجهزة اللوحية لوحات مفاتيح قابلة للطي أو توفر منافذ لتوصيل لوحات مفاتيح خارجية منفصلة. تحتوي بعض طرازات أجهزة الكمبيوتر المحمولة على لوحة مفاتيح قابلة للفصل، مما يسمح بتحويل النظام إلى جهاز لوحي بشاشة لمس. تُعرف هذه الأجهزة أحيانًا باسم أجهزة الكمبيوتر المحمولة القابلة للفصل 2 في 1 أو الأجهزة الهجينة بين الكمبيوتر اللوحي والكمبيوتر المحمول. ^{[ 39 ]}
• صُممت الهواتف المحمولة لتتمتع بعمر بطارية طويل ووزن خفيف، مع وظائف أقل من أجهزة الكمبيوتر الأكبر حجماً. وتتميز ببنية أجهزة متنوعة، غالباً ما تشمل هوائيات وميكروفونات وكاميرات وأجهزة تحديد المواقع (GPS) ومكبرات صوت. وتختلف منافذ الطاقة والبيانات بين الهواتف. ^{[ 40 ]}

• الحاسوب المركزي هو حاسوب ضخم يشغل عادةً غرفة كاملة، وقد يكلف مئات أو آلاف المرات أكثر من الحاسوب الشخصي. وهو مصمم لإجراء عدد هائل من العمليات الحسابية لصالح الحكومات والشركات الكبرى.
• في ستينيات وسبعينيات القرن العشرين، بدأت المزيد من الإدارات باستخدام أنظمة أرخص وأكثر تخصصًا لأغراض محددة مثل التحكم في العمليات وأتمتة المختبرات . الحاسوب المصغر ، أو كما يُعرف بالعامية بـ "الميني" ، هو فئة من الحواسيب الصغيرة التي طُوّرت في منتصف ستينيات القرن العشرين ^{[ 41 ] [ 42 ]} ، وبيعت بأسعار أقل بكثير من الحواسيب المركزية ^{[ 43 ]} والحواسيب متوسطة الحجم من شركة IBM ومنافسيها المباشرين.
• قد تصل تكلفة الحواسيب العملاقة إلى مئات الملايين من الدولارات. وهي مصممة لتحقيق أقصى أداء في العمليات الحسابية ذات الفاصلة العائمة ، وتنفيذ برامج معالجة دفعية قد تستغرق أسابيع لإنجازها. ونظرًا للحاجة إلى اتصال فعال بين البرامج المتوازية ، تُعد سرعة الشبكة الداخلية أولوية قصوى. ^{[ 44 ]}
• تُعدّ الحواسيب الضخمة المخصصة للمستودعات نسخًا أكبر من الحواسيب العنقودية ، وقد شاع استخدامها مع نموذج البرمجيات كخدمة (SaaS) المُقدّم عبر الإنترنت . صُمّمت هذه الحواسيب لتقليل تكلفة التشغيل واستهلاك الطاقة، إذ قد تتجاوز تكلفتها 100 مليون دولار أمريكي للمستودع والحواسيب المُثبّتة فيه (مع ضرورة استبدالها كل بضع سنوات). ورغم أهمية التوافر لمنتجات SaaS، إلا أن البرمجيات مُصممة للتعويض عن أي انقطاع في الخدمة، على عكس الحواسيب العملاقة. ^{[ 44 ]}

الأجهزة الافتراضية هي برامج تحاكي وظائف الأجهزة؛ وهي شائعة الاستخدام في البنية التحتية كخدمة (IaaS) والمنصة كخدمة (PaaS). ^{[ 45 ]}

تتفاوت الأنظمة المدمجة بشكل كبير في قدرتها على المعالجة وتكلفتها: بدءًا من معالج 8 بت قد يكلف أقل من 0.10 دولار أمريكي ، وصولًا إلى معالجات متطورة قادرة على إجراء مليارات العمليات في الثانية وتتجاوز تكلفتها 100 دولار أمريكي. وتُعدّ التكلفة عاملًا بالغ الأهمية في هذه الأنظمة، حيث يختار المصممون غالبًا الخيار الأرخص الذي يلبي متطلبات الأداء. ^{[ 46 ]}

يُحيط هيكل الحاسوب بمعظم مكونات نظام الحاسوب المكتبي. فهو يوفر الدعم الميكانيكي والحماية للعناصر الداخلية مثل اللوحة الأم، ومحركات الأقراص، ووحدة التزويد بالطاقة، كما يتحكم في تدفق هواء التبريد ويوجهه فوق المكونات الداخلية. يُعد الهيكل أيضًا جزءًا من النظام للتحكم في التداخل الكهرومغناطيسي المنبعث من الحاسوب، ويحمي الأجزاء الداخلية من التفريغ الكهروستاتيكي. توفر الهياكل البرجية الكبيرة مساحة لمحركات أقراص متعددة أو ملحقات أخرى، وعادةً ما توضع على الأرض، بينما توفر هياكل الحواسيب المكتبية مساحة توسعة أقل. تتضمن التصاميم المتكاملة شاشة عرض مدمجة في نفس الهيكل. تتطلب الحواسيب المحمولة وحواسيب اللابتوب هياكل توفر حماية من الصدمات. قد يقوم الهواة بتزيين الهياكل بأضواء ملونة أو طلاء أو غيرها من العناصر، في نشاط يُعرف باسم تعديل الهياكل .

تتوافق معظم وحدات تزويد الطاقة لأجهزة الكمبيوتر الشخصية مع معيار ATX وتقوم بتحويل التيار المتردد (AC) الذي يتراوح بين 120 و 277 فولتًا والمُزوَّد من مأخذ الطاقة إلى تيار مستمر (DC) بجهد أقل بكثير: عادةً 12 أو 5 أو 3.3 فولت. ^{[ 47 ]}

اللوحة الأم هي المكون الرئيسي للحاسوب. وهي عبارة عن لوحة مزودة بدوائر متكاملة تربط أجزاء الحاسوب الأخرى، بما في ذلك وحدة المعالجة المركزية (CPU )، وذاكرة الوصول العشوائي (RAM )، ومحركات الأقراص ( CD ، DVD ، القرص الصلب ، أو غيرها)، بالإضافة إلى أي أجهزة طرفية متصلة عبر المنافذ أو فتحات التوسعة . تحتوي رقائق الدوائر المتكاملة (IC) في الحاسوب عادةً على مليارات من ترانزستورات تأثير المجال لأشباه الموصلات المعدنية المؤكسدة (MOSFETs) الصغيرة. ^{[ 48 ]}

تشمل المكونات المتصلة مباشرة باللوحة الأم أو بجزء منها ما يلي:

• وحدة معالجة مركزية واحدة على الأقل ( CPU )، تُنفّذ معظم المهام الحسابية اللازمة لتشغيل الحاسوب. ^{[ 49 ]} تُوصف وحدة المعالجة المركزية، بشكل غير رسمي، بأنها عقل الحاسوب، ^{[ 50 ]} حيث تستجلب تعليمات البرنامج من ذاكرة الوصول العشوائي (RAM)، وتفك تشفيرها، وتنفذها، ثم تُعيد النتائج لمزيد من المعالجة بواسطة مكونات أخرى. تُعرف هذه العملية بدورة التعليمات . وحدات المعالجة المركزية الحديثة هي معالجات دقيقة مُصنّعة على دارة متكاملة من أشباه الموصلات المعدنية المؤكسدة ( MOS) باستخدام تقنيات تصنيع أجهزة أشباه الموصلات المتقدمة ، وغالبًا ما تستخدم الطباعة الضوئية . عادةً ما يتم تبريدها باستخدام مشتت حراري ومروحة أو نظام تبريد سائل . تدمج العديد من وحدات المعالجة المركزية الحديثة وحدة معالجة رسومات مدمجة ( GPU )، مما يُلغي الحاجة إلى وحدة معالجة رسومات منفصلة في الأنظمة الأساسية. يتأثر أداء وحدة المعالجة المركزية بسرعة الساعة - التي تُقاس بالجيجاهرتز (GHz) - حيث تتراوح سرعة معالجات المستهلكين الشائعة من 1 جيجاهرتز إلى 5 جيجاهرتز. بالإضافة إلى ذلك، هناك اتجاه متزايد نحو تصميمات متعددة النوى ، حيث يتم تضمين نوى معالجة متعددة على شريحة واحدة، مما يتيح توازيًا أكبر وأداءً محسّنًا في تعدد المهام. ^{[ 50 ]}  
• يربط ناقل البيانات الداخلي وحدة المعالجة المركزية بالذاكرة الرئيسية عبر خطوط اتصال متعددة - عادةً ما بين 50 و100 خط - مقسمة إلى نواقل عناوين وبيانات وتحكم، ويتولى كل منها معالجة أنواع محددة من الإشارات. ^{[ 51 ]} تاريخيًا، كانت النواقل المتوازية هي السائدة، ولكن في القرن الحادي والعشرين، حلت محلها إلى حد كبير النواقل التسلسلية عالية السرعة (التي غالبًا ما تستخدم تقنية التسلسل/فك التسلسل (SerDes))، مما يتيح معدل نقل بيانات أعلى عبر عدد أقل من الوصلات المادية. ومن الأمثلة على ذلك PCI Express و USB . ^{[ 52 ]} في الأنظمة متعددة المعالجات، يُستخدم ناقل ربط داخلي، يتم تنسيقه تقليديًا بواسطة شريحة الجسر الشمالي ، التي تربط وحدة المعالجة المركزية والذاكرة والأجهزة الطرفية عالية السرعة مثل PCI . ويتولى الجسر الجنوبي الاتصال بأجهزة الإدخال/الإخراج الأبطأ مثل وحدات التخزين ومنافذ USB. ^{[ 53 ]} ومع ذلك، في البنى الحديثة مثل Intel QuickPath Interconnect أو الأنظمة القائمة على AMD Ryzen ، يتم دمج هذه الوظائف بشكل متزايد في وحدة المعالجة المركزية نفسها، مما يشكل تصميمًا يشبه النظام على شريحة (SoC).
• تُخزّن ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) التعليمات والبيانات التي يستخدمها المعالج المركزي (CPU) بشكل فعّال، وهي مُنظّمة في تسلسل هرمي مُحسّن لسرعة الوصول وإعادة الاستخدام المُتوقّعة. في أعلى هذا التسلسل الهرمي توجد المُسجّلات ، الموجودة داخل نواة المعالج المركزي، والتي تُوفّر أسرع وصول ولكن بسعة محدودة للغاية. ^{[ 54 ]} أسفل المُسجّلات توجد مستويات مُتعدّدة من ذاكرة التخزين المؤقت (Cache) - L1 وL2، وأحيانًا L3 - والتي تُنفّذ عادةً باستخدام ذاكرة الوصول العشوائي الثابتة (SRAM). تتمتّع ذاكرة التخزين المؤقت بسعة أكبر من المُسجّلات ولكن أقل من الذاكرة الرئيسية، وعلى الرغم من أنها أبطأ من المُسجّلات، إلا أنها أسرع بكثير من ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية (DRAM)، المُستخدمة كذاكرة وصول عشوائي رئيسية. ^{[ 55 ]} يُحسّن التخزين المؤقت الأداء من خلال جلب البيانات المُستخدمة بشكل مُتكرّر مُسبقًا، مما يُقلّل من زمن استجابة الذاكرة . ^{[ 55 ] [ 56 ]} عندما لا يتم العثور على البيانات في ذاكرة التخزين المؤقت ( خطأ في ذاكرة التخزين المؤقت )، يتم استرجاعها من الذاكرة الرئيسية. ذاكرة الوصول العشوائي مُتطايرة، مما يعني أن مُحتوياتها تُفقد عند انقطاع التيار الكهربائي عن النظام. ^{[ 57 ]} في الأنظمة الحديثة، غالبًا ما تكون ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية من نوع DDR SDRAM ، مثل DDR4 أو DDR5.
• تتميز وحدات التخزين الدائمة أو الذاكرة غير المتطايرة بسعة تخزين أعلى وسعر أقل من الذاكرة العادية، ولكن الوصول إليها يستغرق وقتًا أطول بكثير. تاريخيًا، كان هذا النوع من التخزين يُقدم عادةً على شكل قرص صلب، ولكن محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة (SSD) أصبحت أرخص وأسرع بكثير، مما أدى إلى زيادة استخدامها. كما تُعد محركات أقراص USB والتخزين الشبكي أو السحابي خيارات أخرى. ^{[ 58 ]}
• تحتوي ذاكرة القراءة فقط (ROM) على برامج ثابتة مثل نظام الإدخال/الإخراج الأساسي ( BIOS )، الذي يقوم بتهيئة الأجهزة أثناء عملية بدء التشغيل - المعروفة باسم التمهيد أو التهيئة - عند تشغيل الكمبيوتر. يتم تخزين هذه البرامج الثابتة في شريحة ذاكرة غير متطايرة، عادةً ما تكون ذاكرة ROM أو ذاكرة فلاش ، مما يسمح بتحديثات في الأنظمة الحديثة عبر تحديث البرامج الثابتة . ^{[ 59 ]}
  • يتولى نظام الإدخال والإخراج الأساسي (BIOS) إدارة الوظائف الأساسية، بما في ذلك تسلسل الإقلاع وإدارة الطاقة، من خلال معيار ACPI . مع ذلك، انتقلت معظم اللوحات الأم الحديثة إلى واجهة البرامج الثابتة الموحدة القابلة للتوسيع (UEFI)، التي توفر إمكانيات محسّنة، وأوقات بدء تشغيل أسرع، ودعمًا لجدول تقسيم GUID (GPT)، وميزات الإقلاع الآمن.
• بطارية CMOS ( الترانزستور التكميلي MOS) ، التي تُشغّل ذاكرة CMOS الخاصة بالتاريخ والوقت في شريحة BIOS. هذه البطارية عادةً ما تكون بطارية ساعة .
• تتكون وحدة تنظيم الجهد (VRM) من ترانزستورات MOSFET للطاقة ، والتي تتحكم في مقدار الجهد الذي تتلقاه مكونات الأجهزة الأخرى. ^{[ 60 ]}

بطاقة التوسعة في الحوسبة هي لوحة دوائر مطبوعة تُركّب في فتحة توسعة على اللوحة الأم أو اللوحة الخلفية للحاسوب لإضافة وظائف إلى نظام الحاسوب عبر ناقل التوسعة. تُستخدم بطاقات التوسعة للحصول على ميزات غير متوفرة في اللوحة الأم أو لتوسيعها. ^{[ 61 ]} كان استخدام بطاقات التوسعة لمعالج الفيديو شائعًا في السابق، ولكن في الحواسيب الحديثة، غالبًا ما يكون معالج الرسوميات (GPU) مدمجًا في اللوحة الأم. ^{[ 62 ]}

تحتوي معظم أجهزة الكمبيوتر أيضًا على ناقل بيانات خارجي لتوصيل الأجهزة الطرفية باللوحة الأم. ويُستخدم عادةً ناقل التسلسل العالمي (USB). ^{[ 63 ]} على عكس الناقل الداخلي، يتم توصيل الناقل الخارجي باستخدام وحدة تحكم ناقل تسمح للنظام الطرفي بالعمل بسرعة مختلفة عن سرعة وحدة المعالجة المركزية. [ ^{63 ] تُستخدم} أجهزة الإدخال والإخراج لاستقبال البيانات من العالم الخارجي أو لكتابة البيانات، على التوالي. ومن الأمثلة الشائعة لوحات المفاتيح والفأرات ( إدخال) والشاشات والطابعات (إخراج). تُستخدم وحدات تحكم واجهة الشبكة للوصول إلى الإنترنت . ^{[ 64 ]} كما توفر منافذ USB الطاقة للأجهزة المتصلة - حيث يوفر منفذ USB القياسي طاقة بجهد 5 فولت وبحد أقصى 500 مللي أمبير (2.5 واط )، بينما قد تسمح منافذ USB المزودة بدبابيس إضافية بتوفير طاقة أكبر - تصل إلى 6 أمبير عند 24 فولت. ^{[ 65 ]}

تحتوي وحدة المعالجة المركزية على العديد من المواد السامة، بما في ذلك الرصاص والكروم في الصفائح المعدنية. وقد تحتوي المقاومات وأشباه الموصلات وأجهزة الكشف بالأشعة تحت الحمراء والمثبتات والكابلات والأسلاك على الكادميوم، بينما قد تحتوي لوحات الدوائر الإلكترونية للحاسوب أيضًا على الزئبق والكروم. ^{[ 74 ]} ويمكن أن يشكل التخلص غير السليم من هذه المواد الكيميائية مخاطر جسيمة على البيئة.

عندما تتسرب مخلفات النفايات الإلكترونية إلى المياه الجوفية، أو تُحرق، أو يُساء التعامل معها أثناء إعادة التدوير، فإنها تُسبب أضرارًا. تشمل المشاكل الصحية المرتبطة بهذه السموم ضعف النمو العقلي، والسرطان، وتلف الرئتين والكبد والكليتين. ^{[ 75 ]} تحتوي مكونات الحاسوب على العديد من المواد السامة، مثل الديوكسينات ، وثنائي الفينيل متعدد الكلور (PCBs)، والكادميوم ، والكروم ، والنظائر المشعة ، والزئبق . تحتوي لوحات الدوائر على كميات كبيرة من لحام الرصاص والقصدير، وهي أكثر عرضة للتسرب إلى المياه الجوفية أو التسبب في تلوث الهواء نتيجة حرقها. ^{[ 76 ]}

تُعتبر إعادة تدوير أجهزة الحاسوب عملية صديقة للبيئة لأنها تمنع تسرب النفايات الخطرة ، بما في ذلك المعادن الثقيلة والمواد المسرطنة، إلى الغلاف الجوي أو مكبات النفايات أو المجاري المائية. ورغم أن الإلكترونيات لا تشكل سوى نسبة ضئيلة من إجمالي النفايات المتولدة، إلا أنها أكثر خطورة بكثير. وتوجد تشريعات صارمة تهدف إلى فرض وتشجيع التخلص المستدام من الأجهزة، وأبرزها توجيه الاتحاد الأوروبي بشأن نفايات المعدات الكهربائية والإلكترونية وقانون إعادة تدوير الحواسيب الوطني في الولايات المتحدة. ^{[ 77 ]}

إعادة تدوير الأجهزة الإلكترونية، أو إعادة استخدام مكونات الحاسوب، تشير إلى التبرع بالأجهزة الإلكترونية المستعملة، وإعادة استخدامها، وإتلافها، وجمعها بشكل عام. وبشكل عام، يشير المصطلح إلى عملية جمع المكونات أو المعادن الموجودة في الأجهزة الإلكترونية المستعملة أو المهملة، والتي تُعرف أيضًا بالنفايات الإلكترونية ، والوساطة في بيعها، وتفكيكها، وإصلاحها، وإعادة تدويرها . وتشمل العناصر القابلة لإعادة التدوير، على سبيل المثال لا الحصر: أجهزة التلفاز، وأجهزة الحاسوب، وأفران الميكروويف، والمكانس الكهربائية، والهواتف، والهواتف المحمولة، وأجهزة الاستريو، وأجهزة الفيديو، وأقراص DVD، وأي جهاز تقريبًا مزود بسلك أو مصباح أو يعمل ببطارية. ^{[ 78 ]}

تقوم بعض الشركات، مثل ديل وآبل ، بإعادة تدوير أجهزة الكمبيوتر الخاصة بها أو أي علامة تجارية أخرى. كما يمكن التبرع بجهاز الكمبيوتر لمنظمة "Computer Aid International" التي تُعنى بإعادة تدوير وتجديد أجهزة الكمبيوتر القديمة لصالح المستشفيات والمدارس والجامعات وغيرها. ^{[ 79 ]}