أخبار تكنولوجيا المعلومات

تترجم الأخبار التكنولوجية من المجلات الأجنبية جيدًا للمهوسين الذين لا يعرفون اللغة الإنجليزية ولكنهم يريدون دائمًا أن يكونوا على دراية

ما هو معالج ARM؟ كل ما تحتاج إلى معرفته

عندما يتعلق الأمر بالهواتف الذكية والأجهزة اللوحية وحتى بعض أجهزة الكمبيوتر المحمولة ، ربما تم سماع معالجات ARM. ساهمت هذه التقنية في الزيادة السريعة في الحوسبة المحمولة في أوائل عام 2010 ولا يزال لها تأثير كبير على أجهزتنا.

نظرًا لأننا أصبحنا أكثر دراية بالمنتجات القائمة على ARM ، يميل المعالج إلى تلقي فواتير أقل أهمية الآن بعد أن أصبح معيارًا مقبولًا بشكل عام. ومع ذلك ، هذا لا يعني أنها ليست جديرة بالملاحظة حتى الآن.

تحديات الحوسبة المتنقلة

الكمبيوتر الأول

تستخدم جميع أجهزة الكمبيوتر والأجهزة اللوحية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة والهواتف الذكية معالجًا. المصطلح الشائع لمعالج الجهاز هو وحدة المعالجة المركزية أو وحدة المعالجة المركزية. هذا هو المكان الذي يتم فيه معظم أعمال المعالجة الفعلية. ومع ذلك ، فهو ليس معالجًا واحدًا ، ولكن العديد منه على مكون واحد.

تتلقى وحدة المعالجة المركزية تعليمات ، وتنفذها ، وتوفر إخراجًا. مع تقدم التكنولوجيا ، انتقل المصنعون إلى المعالجات متعددة النواة.

عندما تكون وحدة المعالجة المركزية عبارة عن مجموعة من المعالجات على شريحة واحدة ، فإن المعالجات متعددة النواة تجمع بين وحدات معالجة مركزية متعددة على شريحة واحدة. هذا هو أحد الأسباب الرئيسية التي تجعل أجهزة الكمبيوتر أقوى الآن مما كانت عليه في الماضي. لمزيد من التفاصيل ، ألق نظرة على دليلنا حول كيفية عمل وحدة المعالجة المركزية .

عادةً ما تستخدم أجهزة الكمبيوتر المكتبية والمحمولة معالجات Intel أو AMD. تم تصميم وحدات المعالجة المركزية هذه لتقديم أداء سطح المكتب الأمثل ، حيث تكون الطاقة موثوقة والبطاريات كبيرة وغالبًا ما يكون هناك معالج رسومات مخصص ونظام تبريد. على هذا النحو ، يمكنهم التعامل مع الحسابات المعقدة مع العديد من المعالجات التي تتعامل مع المدخلات في وقت واحد.

ومع ذلك ، تتطلب تصاميم الهاتف المحمول اعتبارات مختلفة. لتبقى محمولة ، يجب أن تكون البطاريات أصغر حجمًا ، ولا يوجد مكان للمروحة أو نظام التبريد ، ويجب أن يعمل الجهاز بدون تأخير أو مشاكل فنية. خلال عام 2000 ، كان هذا تحديًا شائعًا عند إنشاء أجهزة الكمبيوتر المحمولة.

لا تترجم تصميمات وحدة المعالجة المركزية المعقدة لأجهزة الكمبيوتر المكتبية بشكل جيد إلى الأجهزة المحمولة نظرًا لاختلاف متطلبات الأجهزة تمامًا. ونتيجة لذلك ، لم تكن الهواتف الذكية ، كما نعرفها اليوم ، مفهومًا قابلاً للتطبيق عند استخدام هندسة الحوسبة التقليدية.

ما هو معالج ARM؟

للتغلب على هذه التحديات ، اختار المصنعون استبدال بنية وحدة المعالجة المركزية لسطح المكتب بشيء أكثر ملاءمة للحوسبة المحمولة. تعتبر معالجات ARM الخيار المثالي لأنها تستخدم طريقة معالجة مبسطة وأقل تكلفة. يتم تمثيل هذا في اسم ARM ، والذي يشير إلى جهاز RISC المتقدم.

يكشف توسيع التهيئة عن حساب RISC آخر أو حساب مخفض لمجموعة التعليمات. بشكل مربك ، RISC ليست تقنية في حد ذاتها. بدلاً من ذلك ، إنها أيديولوجية التصميم. تم تصميم معالجات ARM لتكون فعالة قدر الإمكان ، ولا تقبل سوى الإرشادات التي يمكن تنفيذها في دورة ذاكرة واحدة. تتمثل العملية الشائعة لوحدات المعالجة المركزية في استرداد التعليمات البرمجية وفك تشفيرها وتنفيذها.

تستخدم وحدات RISC بنية 32 بت ، وهو معيار يتم استبعاده إلى حد كبير من الحوسبة المكتبية. وهذا يحد من كمية المعلومات التي يمكن معالجتها في وظيفة تنفيذ الجلب-فك الشفرة.

على سبيل المثال ، تستخدم أجهزة الكمبيوتر التي تعمل بنظام Windows الآن عادةً بنية 64 بت. وهذا يوفر المزيد من قوة المعالجة لنظام التشغيل ، مما يضمن تجربة أفضل. إذا كنت مهتمًا بكيفية تأثير ذلك على جهاز الكمبيوتر الخاص بك ، فألق نظرة على الاختلافات بين Windows 32 بت و 64 بت .

كيف تعمل معالجات ARM؟

قد تبدو معالجات RISC ، وبالتالي وحدات ARM ، خطوة إلى الوراء. على سبيل المثال ، تم تطوير RISC أصلاً في الثمانينيات ولكن لم يكن لها تأثير على السوق. ومع ذلك ، قامت ARM Holdings ، الشركة التي تقف وراء معالجات ARM ، بتطوير تنسيق تعليمات مضغوط.

على الرغم من معالجة مجموعة واحدة من التعليمات في دورة ذاكرة واحدة ، يمكن أن تكون التعليمات أطول وأكثر تعقيدًا من أجهزة RISC التقليدية. على الرغم من أنها لا تزال محدودة مقارنة بنظرائها من أجهزة سطح المكتب ، إلا أننا لا نتوقع أن تحقق هواتفنا الذكية أو أجهزة الكمبيوتر اللوحية مستويات الأداء نفسها.

استخدمت مشاريع RISC الأولية بنية 32 بت ، ولكن منذ 2011 قامت ARM Holdings بتضمين دعم 64 بت في مشاريعها. كان هذا مستحيلاً فقط مع RISC ، وهو ممكن فقط بفضل بنية مجموعة تعليمات الشركة. يعمل التصميم الفني لمعالجات ARM على تبسيط الإنتاج والتصميم المادي.

يعني التعقيد المنخفض لوحدات RISC أنها تتطلب عددًا أقل من الترانزستورات على الشريحة. بشكل عام ، يعني المزيد من الترانزستورات متطلبات طاقة أعلى وإنتاجًا أعلى ، وبالتالي تكاليف المبيعات. لهذا السبب ، فإن معالجات ARM لها أيضًا تكلفة أقل بشكل عام من معالجات سطح المكتب التقليدية.

استخدم معالجات ARM

ASUS C202sa Chromebook

نظرًا لأن معالجات ARM تجمع بين تصميمات RISC عالية الأداء ، وانخفاض تكاليف الإنتاج وانخفاض استهلاك الطاقة ، فهي مثالية للأجهزة المحمولة مثل الهواتف الذكية والأجهزة اللوحية وحتى بعض أجهزة الكمبيوتر المحمولة. ومع ذلك ، يمكن أن تمثل مناقشة معالجات ARM كمجموعات تحديًا.

ARM Holdings لا تصنع أي معالج في حد ذاته. بدلاً من ذلك ، تصنع الشركة التكنولوجيا ، وتطور مستوى التعليم ، ثم ترخص هذه المشاريع إلى الشركات المصنعة الأخرى. هذا هو السبب في وجود العديد من المتغيرات من معالجات ARM ولماذا يبدو أن كل واحد يعمل بشكل مختلف.

يدفع مصنعو الأجهزة ARM Holdings مقابل التكنولوجيا الأساسية ، ولكن بعد ذلك يتكيفون مع احتياجاتهم ومتطلبات البرامج وتصميم الأجهزة. ونتيجة لذلك ، تحتوي العديد من المنتجات على معالجات ARM. ومع ذلك ، من الصعب مقارنتها ببعضها البعض كما تفعل مع معالجات Intel.

لتعقيد الأمور بشكل أكبر ، يجب أن يكون البرنامج مصممًا خصيصًا لأجهزة ARM وبالتالي فهو غير متوافق أو قابل للتشغيل البيني مع بنى أخرى. تعد الاختلافات التشغيلية بين ARM ومعالجات سطح المكتب أحد العوامل الرئيسية التي تجعل الهاتف أبطأ من سطح المكتب .

ومع ذلك ، نظرًا لأنها فعالة ومنخفضة التكلفة ، يمكن العثور على معالجات ARM على بعض أجهزة الكمبيوتر المحمولة. على وجه الخصوص ، تستخدم العديد من أجهزة Chromebook معالجات ARM. نظرًا لأن أجهزة Chromebook تعمل بنظام التشغيل Chrome ، وهو نظام تشغيل منخفض الموارد يعتمد على متصفح الويب Chrome ، فإن منتجات ARM هي الخيار المثالي.

مستقبل علوم الكمبيوتر

بفضل عملية ARM Holdings ، تتميز هواتفنا بالخفة ، والمحمولة ، والأداء العالي ، وبأسعار معقولة. بدون الابتكارات في تنفيذ RISC ، ليس من الواضح أن الحوسبة المتنقلة كانت ممكنة كما ندركها اليوم.

على الرغم من صنع أسمائهم باستخدام الهواتف الذكية والأجهزة اللوحية ، إلا أن معالجات ARM متوفرة أيضًا على أجهزة الكمبيوتر المحمولة منخفضة التكلفة مثل أجهزة Chromebook. إذا لم تكن على دراية بنظام تشغيل سطح المكتب من Google ، فراجع دليل Chromebook Beginner's .

اقرأ المقال كاملاً: ما هو معالج ARM؟ كل ما تحتاج إلى معرفته