ما هي الشرائح؟ مهامها في نظام الحاسب الآلي

إذا كنت تتطلع إلى شراء جهاز كمبيوتر لنفسك ، فعليك أولاً أن تتعلم القليل عن بعض الكلمات العامية المحددة هنا ، مجموعة الشرائح ، في فيتنام ، المستخدمون مرتبكون قليلاً بين الكلمتين CPU و Chipset. هذا هو المعالج ، الذي كثيرًا ما نسمع منه تسمى  شرائح ، شراء Pen4 ، pen3 ، ....  أي شراء وحدة المعالجة المركزية. في الواقع ، هذه تسمية خاطئة ومجموعة الشرائح شيء خاص جدًا متاح على كل من اللوحات الأم وبطاقات الرسومات المنفصلة. إذن ما هي مجموعة الشرائح ؟ دعنا نتعلم المزيد عن WebTech360 بالإضافة إلى تاريخ هذه الكلمة. 

تاريخ موجز لأسماء الشرائح ومجموعة الشرائح

عندما يتعلق الأمر بأجهزة الكمبيوتر الشخصية التي تعتمد على نظام Intel Pentium ، فإن كلمة " مجموعة شرائح " عادةً ما تشير إلى شريحتين رئيسيتين للوحة: نورثبريدج وساوثبريدج. عادة ما تكون الشركة المصنعة للرقاقة مستقلة عن الشركة المصنعة للوحة. تتضمن أمثلة الشركات المصنعة للشرائح للوحات الكمبيوتر الشخصي  NVIDIA و ATI و VIA Technologies و SiS و Intel و AMD.

في الأيام الأولى لتطوير الكمبيوتر ، كانت اللوحات الأم غالبًا ما تكون معبأة بدوائر متكاملة (ICs) بوظائف منفصلة. IC هي شريحة واحدة أو أكثر تتحكم في كل مكون من مكونات النظام مثل الماوس ولوحة المفاتيح وبطاقة الفيديو والصوت ...

إذا كان على اللوحة الأم ذات الحجم الصغير ، ولكن مع العشرات من الدوائر المتكاملة ، فمن الواضح أن إنتاج وتشغيل اللوحة الأم لن يكونا فعالين. لذلك ، وجد مهندسو الكمبيوتر نظامًا أفضل ، وبدأوا في دمج الرقائق المفردة معًا ، مما قلل بشكل كبير من عدد رقائق التحكم على اللوحة الأم.

قياسي لنقل البيانات بين الأجهزة الطرفية على اللوحات الأم PCI (Peripheral Component Interconnect) ، وُلد مفهوم جديد وهو الجسر.

بدلاً من سلسلة من الرقائق بوظائفها الخاصة ، تم تجهيز الألواح بشريحة نورثبريدج وساوثبريدج. تحتوي الشريحتان الموجودتان في نهايتي اللوحة على مهام مختلفة تمامًا.

حصلت Northbridge (Northbridge) على هذا الاسم لأنها تقع بالقرب من الطرف العلوي والشمالي من اللوحة الأم. وهي مسؤولة عن الاتصال مباشرة بوحدة المعالجة المركزية وتعمل كوسيط مع الأجهزة عالية السرعة في النظام. يتضمن ذاكرة الوصول العشوائي ، متحكم PCI Express وعلى اللوحات الأم القديمة أيضًا متحكم AGP (منفذ الرسومات المسرع).

إذا كانت هذه القطع من الأجهزة تريد التحدث إلى وحدة المعالجة المركزية ، فإنها تضطر إلى "المرور" عبر جسر الشمال.

من ناحية أخرى ، يقع Southbridge في الطرف الآخر أو الجنوبي من اللوحة الأم وهو مسؤول عن التحكم في تشغيل الأجهزة البطيئة مثل: توسيع PCI واتصالات Sata و IDE ومنافذ USB ومنافذ الصوت ومنافذ الشبكة. .. ولكي تتواصل هذه الأجهزة مع وحدة المعالجة المركزية ، يجب أن تمر أولاً عبر الجسر الجنوبي ، ثم إلى الجسر الشمالي ثم وحدة المعالجة المركزية.

يشترك الجسر الشمالي والجسر الجنوبي في نفس المصطلح:

من الواضح أيضًا أن تصميمات شرائح نورثبريدج وساوثبريدج التقليدية قد تحسنت أيضًا بمرور الوقت ومن خطوة تشكيل مفهوم الشرائح كما هو الحال اليوم.

أفسحت بنية الجسر الشمالي والجنوبي الطريق إلى نظام أبسط بشريحة واحدة فقط. بعض المكونات: الذاكرة ، وحدة التحكم الدقيقة لبطاقة الرسومات ... يتم دمجها الآن ومعالجتها مباشرة بواسطة وحدة المعالجة المركزية.

لذلك ، تنتقل وظائف التحكم في الأولوية إلى وحدة المعالجة المركزية وتترك باقي المهام لشريحة مثل جسر الجنوب.

تتم إدارة جميع مكونات التحكم مثل ميكروكنترولر تخزين الذاكرة (منافذ SATA) والشبكات والصوت وما إلى ذلك بواسطة مكون واحد. بدلاً من الانتقال من الجسر الجنوبي إلى الجسر الشمالي ثم إلى وحدة المعالجة المركزية ، فإن جميع الأجهزة المتبقية في النظام تحتاج فقط إلى الاتصال عبر PCH أو FCH ثم إلى وحدة المعالجة المركزية . والنتيجة هي تقليل زمن الوصول بشكل كبير ونظام أكثر استجابة.

تحدد مجموعة الشرائح توافق الأجهزة:

تحدد مجموعة الشرائح ثلاثة أشياء: توافق الأجهزة (مثل وحدة المعالجة المركزية أو ذاكرة الوصول العشوائي التي يمكنك تركيبها على اللوحة الأم) ، وخيارات التوسيع (عدد الأجهزة التي يمكنك إرفاقها عبر منفذ PCI) ، وقدرة رفع تردد التشغيل (OC). مزيد من التفاصيل:

وحدة المعالجة المركزية الأولى ، المجموعة الثانية - يتم دائمًا دراسة هذين المكونين واختيارهما من قبلنا أولاً ، لكن مجموعة الشرائح تتوافق دائمًا مع اللوحة الأم ، لذلك يمكن القول باختيار وحدة المعالجة المركزية أولاً ثم اللوحة الأم لاحقًا.

بمجرد أن نحصل على مجموعة الشرائح أو اللوحة الأم ، سنعرف كيفية اختيار بقية الأجهزة ، مثل نوع ذاكرة الوصول العشوائي (DDR3 أو DDR4) ، بسرعة عالية أو منخفضة ؛ ما القرص الصلب وكم يمكن تركيبه ؛ خيارات بطاقة الرسومات وما إذا كنت ستدعم بطاقات متعددة (إعداد SLI أو CrossFire) وخيارات بطاقة التوسيع الأخرى أم لا.

بسبب هذا التنوع ، تحتوي الشرائح أيضًا على العديد من الإصدارات ، ويدعم الإصدار الأكثر تقدمًا بالطبع المزيد من الأشياء وبالطبع المزيد من المال.

تحدد مجموعة الشرائح خيارات التوسيع:

تحدد مجموعة الشرائح خيارات أجهزة التوسيع عن طريق الناقل. تتصل مكونات الأجهزة والأجهزة الطرفية باللوحة الأم عبر الناقلات.

تدعم جميع اللوحات الأم أنواعًا مختلفة من الحافلات ، ولكل نوع ناقل سرعات وعرض نطاق مختلف. يمكننا تقسيم الحافلة إلى نوعين: الحافلة الداخلية والحافلة الخارجية.

يعد PCI Express (PCIe) ناقلًا داخليًا نموذجيًا ويستغل الممرات الخاصة بالمكونات مثل بطاقات التوسيع (بطاقات الرسومات وبطاقات الصوت وبطاقات الشبكة ...) وذاكرة الوصول العشوائي للتواصل مع وحدة المعالجة المركزية والعكس صحيح. في أبسط طريقة ، الممر عبارة عن زوجين من الأسلاك ، أحدهما يرسل البيانات والآخر يستقبل البيانات. وبالتالي ، سيحتوي PCIe x1 على 4 أسلاك ، وسيحتوي PCIe x2 على 8 أسلاك ... وكلما زاد عدد الأسلاك ، يتم تبادل المزيد من البيانات. يحقق اتصال PCIe x1 معدل نقل بيانات يبلغ 250 ميجابايت / ثانية لكل اتجاه ، و PCIe x2 هو 500 ميجابايت / ثانية ... فيما يتعلق بإصدارات PCIe ، سيكون هناك منشور منفصل ، تتوافق هذه المعلمات مع الجيل الأول من PCIe ، أي الجيل الأول من PCIe . PCIe 1.x ، أحدث جيل من PCIe هو PCIe 4.0 ، وتبلغ سرعة الممر الواحد حوالي 2 جيجابايت / ثانية.

يعتمد عدد الممرات المتاحة على اللوحة الأم على إمكانيات وحدة المعالجة المركزية واللوحة الأم نفسها. على سبيل المثال ، تدعم العديد من وحدات المعالجة المركزية لسطح المكتب من Intel 16 مسارًا ، وتدعم بعض وحدات المعالجة المركزية الحديثة والمتطورة من 28 إلى 40 مسارًا. وفي الوقت نفسه ، عادةً ما توفر اللوحات الأم التي تستخدم مجموعة شرائح Z170 20 مسارًا إضافيًا. لذلك مع نظام وحدة المعالجة المركزية الذي يدعم 16 مسارًا واللوحة الأم مع 20 مسارًا ، لدينا إجمالي 36 مسارًا.

لذلك ، إذا قمت بإرفاق بطاقة رسومات بهذا النظام باستخدام PCIe x16 ، فستستخدم ما يصل إلى 16 مسارًا. إذا قمت بإرفاق بطاقتين تقومان بتشغيل الجسر المزدوج ، فيمكن لكليهما العمل معًا بأقصى سرعة ولكن لديك فقط 4 ممرات متبقية للمكونات الأخرى. وإذا كنت تنوي تركيب مجموعة متنوعة من بطاقات التوسيع ، فأنت بحاجة إلى التفكير في دعم وحدة المعالجة المركزية ومجموعة الشرائح. إذا نفدت الممرات ولا تزال لديك فتحة PCIe فارغة ، فلن تعمل عند إضافة المزيد من البطاقات.

تحدد مجموعة الشرائح قدرة OC للنظام:

والآن بعد أن تعرفت على الدور المحدد لمجموعة الشرائح في توافق الأجهزة وقابلية التوسع ، فقد أصبحت الآن تعمل على رفع تردد التشغيل. يعني رفع تردد التشغيل ببساطة دفع ساعة الأجهزة أعلى من الساعة الافتراضية. يتناسب مع السرعة استهلاك الطاقة وإنتاج الحرارة ، مما قد يتسبب في عدم استقرار النظام ويقصر من عمر المكونات. نتيجة لذلك ، سيحتاج النظام إلى تبديد حرارة أفضل ، مثل تبريد المياه وإمدادات الطاقة المتطورة.

تكمن المشكلة في أنه يمكن رفع تردد التشغيل لأنواع معينة فقط من وحدات المعالجة المركزية (CPU) ، عادةً ما تكون سلسلة K من Intel و AMD. علاوة على ذلك ، تدعم بعض الشرائح فقط رفع تردد التشغيل وبعضها يتطلب برامج ثابتة خاصة لإلغاء تأمين قدرات رفع تردد التشغيل. لذلك إذا كنت ترغب في رفع تردد التشغيل لجهاز الكمبيوتر الخاص بك ، فمنذ اللحظة التي تختار فيها شراء الأجهزة ، يجب أن تجد اللوحة الأم المناسبة التي تستخدم مجموعة شرائح قابلة لزيادة السرعة.

مجموعة الشرائح التي تدعم رفع تردد التشغيل مطلوبة لتكون قادرة على التحكم في الأساسيات أثناء رفع تردد التشغيل مثل الجهد والمضاعف والساعة ... في UEFI أو BIOS لتتمكن من دفع سرعة وحدة المعالجة المركزية أعلى من التصميم. إذا تعذر على مجموعة الشرائح رفع تردد التشغيل ، فلن تكون هذه الميزات متاحة أو إذا كانت متوفرة ، فلن تكون متاحة وستكون قادرًا فقط على استخدام وحدة المعالجة المركزية هذه بالسرعة التي حددتها الشركة المصنعة.

آمل أن تتيح لك هذه المقالة فهم أهمية مجموعة الشرائح للمكونات الأخرى مثل وحدة المعالجة المركزية ووحدة معالجة الرسومات ... والعديد من المكونات الأخرى. إذا كنت بحاجة إلى تكوين تكوين الكمبيوتر ، فيرجى الاتصال بـ WebTech360 للحصول على نصيحة جيدة.