السلام عليكم و رحمة الله و بركاته
كثيرا ما نقرأ عن ارتفاع حرارة المعالج و أنه ضار بالحاسوب
أو أن الأمر حدث معك و ينصحك الخبراء بالحصول على جهاز تبريد
اليوم في هذا الموضوع سنحاول فهم الميكانيزمة التي ترتفع بها حرارة المعالج و لماذا ينصح بالمبرد
أولا يجب أن نتعرف على المكون الأساسي للمعالج : الترنزستر
المعالج يتكون من قطع الكترونية صغيرة تسمى بالترنزستر Transistor
و يوجد من هذه القطعة من بليون الى 10 بليون واحدة في معالج واحد
عمل هذه القطعة هو أنك تمرر لها شدة كهربائية صغيرة و هي تقوم بمضاعفتها
الى أن تصل الى نقطة معينة تسمى بنقطة الاستقرار
حيث تخرج الشدة من الجهة الأخرى بقيمة أكبر مما دخلت به
كلما كانت الشدة الداخلة صغيرة كلما استقر بسرعة و كلما كانت أكبر أخذ وقت أطول
هذا التيار المار هو عبارة عن عمليات حسابية يطلبها النظام من المعالج
يعني عندما تكون تشغل برنامج كبير (عمليات و أوامر كثيرة) مدة أطول في المعالجة
كل هذا يحدث في درجة حرارة منخفضة
اللآن في الفيزياء كل التحويلات الطاقوية ترافقها تحويلات لطاقة ضائعة و في هذه الحالة هي الحرارة
يعني أنه خلال قيام الترنزستر بعمله يقوم بنشر الحرارة
و الترنزستر هوالقطعة الالكترونية الأكثر حساسية للحرارة
فبتغيير بسيط تتغير طريقة عملها و لا تبقى تعطي شدة تيار كبيرة
تخيل معي أن لدينا عملية حسابية a+b و كل واحد فيه 1bit هذا يعني 1bit+1bit
هذه العملية البسيطة تحتاج الى 20 ترنزستر
هذا يعني قدر كبير من الحرارة و حتى الترنزسترات الأخرى تتأثر بالحرارة بحكم قربها
يحدثو انخفاض كبير في كفائة الترنزسترات
مما ينتج عنه عدم استجابة المعالج و توقفه المفاجئ
هذا بالنسبة للأجهزة القديمة أما المعالجات الحديثة أصبحت تعتمد نظام الأنوية
الأنوية هي مجموعة من الطبقات في المعالج و تعتبر كل نواة (Core) معالج في حد داتها
كل نواة في عدد كبير من الترنزسترات يتم استخدام كل نواة في مدة زمنية معينة
كل نواة في عدد كبير من الترنزسترات يتم استخدام كل نواة في مدة زمنية معينة
ما ان تنتهي تنتقل الى النواة الأخرى
و تعمل الأنوية بالتناوب
يعني كلما كان عدد الأنوية كبير كلما كانت الحرارة أقل و سرعة المعالج أكبر
و لكن في بعض الحالات يبقى نظام الأنوية عاجز عن تعويض فرق الحرارة
لهذا يجب الحصول على جهاز تبريد (الأفضل هو المائي)
و لكن أثمنة هذه المبردات هي كبيرة و لكن لن تواجه مشاكل الحرارة مجددا
بعض الأحيان الثمن يصل الى ثمن المعالج نفسه (النوع القديم بالطبع) ما سبب ذلك
نعود الى ما قلناه حول الترنزسترات
فحتى و لو كان لديك معالج قوي به 5 بليون transistor دون جهاز تبريد
فلن تحصل على الأداء المراد
بخلاف اذا كان لديك معالج بـ 1 بليون transistor مع جهاز تبريد جيد
تحصل على أداء جيد لأن كل الـtransistors تعمل بقوتها الكاملة
و تقوم برفع التيار في سرعة جيدة
ما نفهمه من هذا أن المبرد لا يقل أهمية عن المعالج نفسه
لهذا يكون الثمن مرتفعا
+++++
ملاحظة : معالج Intel 18-core Xeon Haswell-E5 يحتوي على 5.56 بليون ترنزستر
المعالج صدر سنة 2014
معالج Oracle SPARC M7 يحوي أكثرمن 10 بليون ترنزستر
تم الاعلان عنه في 2014 و لم يصدر بعد
أتمنى أن نكون قد وفقنا في تبسيط الامور
لتسهيل الفهم و قد استفدتم من هذا الدرس
الموضوع خاص بصديقنا الخبير الرائع ياسر دا سيلفا
حسابه على الفيس بوك :
الموضوع الاساسي :
( منقول )
إرسال تعليق