وظيفه هذه الساعه هو تنظيم العمليات التى يقوم بها الحاسب وفق نظام و ترتيب حتى لا يحدث خلل اثناء تنفيذ العمليات و هذا ما يسمى المؤقت او system timer .
و نحصل على ضبط هذه الساعه بتزويده على شكل نبضات و كل نبضه تسمى دوره ساعه clock cycle .
و يكون هذا المؤقت على اللوحه الام او motherboard
و يتم ربطه بالمعالج بطريقه معينه حتى يقوم بتنظيم السرعه و طبعا كما اشرنا سابقا ان اى امر يحتاج الى دورتين من الساعه .
صوره توضيحيه
و ابتداء من المعالجات الحديثه من الجيل بنتيوم لها سرعتان سرعه داخليه و سرعه خارجيه و لابد ان تكون السرعه الخارجيه موافقه مع المازر بورد و الاجهزه الملحقه .
طبعا سرعة المعالج لها أثر كبير في سرعة الحصول على نتائج التعليمات ، وتقاس سرعة المعالج بالميجاهيرتز (mhz=mega hertz) ، والمعالج له سرعتين :
أ - السرعة الداخلية (internal clock) : وهي سرعة تبادل البيانات داخل المعالج ، (أي عدد النبضات التي تستطيع أن تصدرها أي وحدة داخل المعالج) ، مثلا اذا كان هناك معالج سرعته الداخلية 500 ميغاهيرتز ذلك يعني أن جميع وحداته الداخلية ترددها (أي سرعتها) 500 ميغاهيرتز والتي تساوي 500000000 نبضة في الثانية الواحدة ، طبعا كلما زاد تردد المعالج الداخلي زادت كمية الاوامر التي المتبادلة داخل المعالج وبالتالي تنفيذ عمليات أكثر في الثانية الواحدة ، وذلك بالطبع سيزيد من سرعة الحاسب بشكل عام.
ب - السرعة الخارجية (external clock) : والتي تسمى system bus وهي سرعة تبادل البيانات بين المعالج وبين الاجزاء الخارجيه او extenal data bus ، ، لذلك عندما نقول أن التردد الخارجي لمعالج = 133 ميغاهيرتز ذلك يعني أنه تسري 133000000 نبضة في كل بت في الثانية الواحدة ، الغرض من ذلك بيان أهمية السرعة الخارجية ، فكلما ازدادت زادت كمية الاوامر والبيانات التي تصل الى المعالج وبالتالي زادت من من فاعلية السرعة الداخلية للمعالج ، فلو أن معالج سرعته الداخلية سريعة جدا لكن السرعة الخارجية بطيئة فاننا لن نستطيع الاستفادة من السرعة الداخلية للمعالج بشكل كامل ، لأن كمية الاوامر والبيانات التي تصل الى المعالج أصلا قليلة والمعالج يستطيع تنفيذ أضعاف هذه الكمية .
و المسئول عن هذه العمليه و تنظيمها هو system timer و يوجد على اللوحه الام و لابد ان تكون سرعته مساويه او اكبر من سرعه المعالج الداخليه .
و هنا لابد لنا من ضبط سرعتين سرعه الناقل او external data bus و ضبط المؤقت .
و فى الاجهزه القديمه كان يتم ضبط الناقل عن طرق جسور توصيل او jumbers و تكون موجوده على اللوحه الام او motherboard و كان ذلك يتم بالرجوع الى كتيب motherboard مثل بنتيوم 1 و 2 .
ام فى الاجهزه الحديثه فكل هذه العمليات تتم بطرقه plug and play و هى خاصيه تتميز بها الاجهزه المتقدمه بدايه من بنتيوم 3 و تعنى التركيب و التشغيل .
اما ضبط تردد الساعه فهذا يتم عن طريق قسمه السرعه الداخليه للمعالج على السرعه الخارجيه و يتم هذا عن طريق الجامبرز .
صوره توضيحيه لشكل الجامبرز فى الاجهزه بنتيوم 1 و 2 .
و يتم الضبط عن طريق وضع on او off لضبط السرعه .
مثال :
معالج سرعته 600 ميجا هرتز
و سرعه الناقل اى external data bus : 150
ناتج القسمه يساوى 4 ميجا هرتز
و يتم ضبط السويتشات او الجامبرز على هذا الوضع on او off و يكون موجود فى كتيب اللوحه الام .
ننتقل الان الى ما يسمى ما يسمى بذاكره المعالج و هل يستخدم المعالج ذاكره تساعده فى اداء المهام المكلف بها ؟؟؟؟؟
بالفعل يستخدم المعالج ذاكره لتساعده فى تنفيذ مهامه و يوجد نوعين من انواع الذاكره
الذاكره التخيليه و تسمى virual meomery
و هذه الذاكره يستخدم المعالج جزء من الهارد ديسك hard disk لتخزين البيانات الغير مطلوبه فورا و و يستخدم الرام ram فى البيانات المطلوبه منه و التى يتم التعامل معها بصوره مستمره و دائمه و لابد ان تكون هذه الخاصيه مدعمه من البروسيوسور و نظام التشغيل او operating sysytem .
و توجد ايضا نوع اخر من الذاكره و هو
ذاكره وسيطه و تسمى cash meomery
l1 cash :
و تكون هذه الذاكره بداخل المعالج و من الممكن ان تكون 8 بت او 16 بت او 32 بت حشب نوع المعالج .
l2 cash :
و تكون موجوده على الوحه الام و حجمها يختلف ايضا باختلاف نوع البروسيوسور من الممكن ان تكون 128 كيلو بايت او 256 او 512 كيلو بايت .
و هذا ما قام به مطورو الحاسب اختراع ذاكرة و سميت الكاش اى انها جاهزه و بسرعه عاليه اسرع من الرام ram وأصغر في الحجم من الرام. و لكن سرعتها أكبر و سموها الذاكرة كاش المستوى الثاني l2 ثم أضافوا ذاكرة أخرى أصغر حجما و أكثر سرعة، وصغروها داخل المعالج و سموها ذاكرة كاش مستوى أول l1 ، و هكذا أصبح المعالج يستلم البيانات المطلوبة من l1 فإذا لم يجدها انتقل إلى l2 فإن لم يجدها انتقل إلى الرام واذا لم يجدها ذهب الى virual meomery و هذا أدى إلى زيادة ملحوظة في السرعة
العوامل المؤثرة على سرعة المعالج :
إن سرعة المعالج ليست هي العامل الوحيد الذي يقرر سرعة الحاسب بل المهم أيضاً سرعة حركة البيانات بين الأجزاء المختلفة في الحاسب وبخاصة من وإلى المعالج .
هناك الكثير من الطرق التي تستخدم لقياس سرعة المعالجات كما إن المعالجات المختلفة تتفاوت فيما بينها في المجالات المختلفة ، فقد يتفوق بعضها على الآخر في حسابات الفاصلة العائمة فيما يتفوق الآخر في أشياء أخرى وهكذا . وهناك عاملين أساسيين يتحكمان في أداء معالج ما :
تردد الساعة
معمارية المعالج
إن مقارنة معالجين بسرعة تردد الساعة لهما فقط يعتبر مقارنة خاطئة إذا كان المعالجين مختلفين في المعمارية ، يمكننا مثلاً أن نقول أن معالج بنتيوم 233 ميجاهيرتز أسرع من معالج بنتيوم 200 ولكن لا يمكنك أن تقول أنه أسرع من بنتيوم 200 ميجاهيرتزMMX لأن جزء من معمارية المعالج تختلف .
وفيما يلي نستعرض أهم الأشياء التي تجعل معالج يكون أسرع من معالج آخر ......
تردد المعالج
يقصد بتردد المعالج تردد الساعة التي يعمل عليها المعالج ، كلما كان تردد الساعة أعلى كلما أصبح بإمكان المعالج عمل أشياء أكبر في وقت أقل ، وتقاس سرعة المعالج بالميجاهيرتز *، معالج سرعة تردده بـ 200 ميجاهيرتز فإنه قادر على عمل 200 مليون دورة * في الثانية ، أما كم من العمليات الحسابية يتم في هذه الدورة فهذا راجع لبنية المعالج والجيل الذي ينتمي إليه
تبريد المعالجات:
أي قطعة إلكترونية في أي جهاز ومنها المعالج تحتاج لأن تكون 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 .
إن الطريقة المتبعة في تبريد المعالجات الحديثة هي باستعمال المبدد الحراري ومروحة التبريد :
المبدد الحراري(*) : وهو 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.
مروحة التبريد : وعملها هو دفع الهواء بين العواميد المعدنية للمبدد الحراري بحيث يمكن تبديد قدر أكبر من الحرارة .
في الصورة على اليسار المعالج "أثلون" وفي خلفيته عواميد المبدد الحراري وفي منتصفها مروحة
التبريد . بالمناسبة في 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 ).
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 ثبتت المبدد الحراري على المعالج مباشرة فإنه لا بد أن يكون هناك كمية بسيطة جداً من الهواء بين المعالج والمبدد الحراري فيجب في هذه الحالة وضع مادة بيضاء خاصة تسمى heat sink compound وتملأ هذه المادة الفراغ البسيط وتسمح للحرارة بأن تنتقل بكفاءة من المعالج .
لاحظ أن حرارة المعالج أثناء العمل تعتمد على كفاءة المبدد الحراري وعلى كمية الحرارة التي ينتجها المعالج وأيضاً على درجة حرارة علبة النظام ، ولا يمكن لأي مبدد حراري 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 . ما أريد أن أقول هنا أن حرارة علبة النظام مهمة لتبريد المعالج وكذلك تصميم العلبة حيث أنه في علب النظام الحديثة من نوع ATX تساعد العلبة نفسها في تبريد المعالج حيث يقع المعالج تحت مزود الطاقة ليكون في مجرى الهواء وهذا يساعد كثيراً في تفادي مشكلة الحرارة .
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 . من المفيد تنظيف الحاسب من الداخل كل فترة .
بعض المعالجات مثل بنتيوم أوفر درا يف من شركة إنتل (*) لديها مروحة داخلية في الرقاقة ، إذا حصل وعطبت هذه المروحة فإن المعالج يحمي نفسه بإنقاص تردده إلى 25 ميجاهيرتز إلى أن تستبدل المروحة .
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 .
هناك أشكال متطورة من مبردات المعالجات ، هناك مثلاً ما يسمى peltier cooler وهو جهاز على شكل شريحة توضع على سطح المعالج وتستخدم الكهرباء كي تقوم بتبريد المعالج ويثبت 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 .
ومن أكثر أشكال تبريد المعالجات إثارة هو استعمال " راديترات " مثل تلك المستعملة في السيارات أو التبريد بواسطة "كومبريسور" مثل الموجود في أجهزة التبريد .
جهاز لتبريد المعالج بالمياه ( يشبه الراديتور)
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 .
إنضم معنا على الجروب الخاص بنا على الفيس بوك :
https://www.facebook.com/groups/egy4tec2/
والصفحة الخاصة بالشركة المصرية للهندسة والتكنولوجيا على فيسبوك هي :
https://www.facebook.com/egy4tec
يبدأ التدريب على الصيانة والهاردوير في المواعيد التالية :
02-13-2008, 02:18 PM
المواضيع المتشابهه
العرض الشجري
