لا يوجد تركيز حقيقي على تقنية وحدة المعالجة المركزية لإضافة المزيد من وحدات في المستقبل، ولكن بعض مهام الحوسبة المستقبلية قد تجعل ذلك ضروريًا في النهاية. هل تعلم لماذا لا نمتلك اجهزة كمبيوتر بمعالجات 128.
كان الانتقال من 32 بت إلى 64 بت صفقة كبيرة جدًا لوحدات المعالجة المركزية للمستهلكين، وقبل ذلك، كان السباق لإضافة المزيد من البتات سريعًا، ولكن في العقدين الماضيين، تمسكنا بـ 64 بت. ما التالي لوحدات المعالجة المركزية؟
معالجات 32 بت vs معالجات 64 بت
يمكن للمعالج 32 بت معالجة 32 بت من المعلومات في وقت واحد، بينما يمكن للمعالج 64 بت معالجة 64. وهذا يجعل المعالجات 64 بت قادرة على معالجة المزيد من المعلومات في وقت واحد، مما يؤدي إلى أداء وقدرات أفضل.
تستخدم معظم أجهزة الكمبيوتر والأجهزة المحمولة الحديثة معالجات 64 بت، لكن بعض الأجهزة القديمة لا تزال تحتوي على معالجات 32 بت، وهذا هو السبب في أنه لا تزال هناك أنظمة تشغيل 32 بت. والجدير بالذكر أن ويندوز 11 لا يحتوي على إصدار 32 بت، مما يجعل ويندوز 10 الإصدار الأخير لدعم هذه المعالجات القديمة. وبالمثل، فقد أسقط نظام MacOS من ابل دعم تطبيقات 32 بت تمامًا، حيث تلوح كلتا المنصتين الرئيسيتين للكمبيوتر وداعًا لـ 32 بت على ما يبدو للأبد.
حجم البت وذاكرة الوصول العشوائي
تم تصميم وحدة المعالجة المركزية 32 بت للتعامل مع البيانات في أجزاء 32 بت، مما يعني أنه يمكنها الوصول إلى 4294.967296 (2 ^ 32) موقعًا للذاكرة الفردية، لكل منها عنوان فريد. ومع ذلك، فإن الذاكرة الفعلية القابلة للاستخدام في أنظمة 32 بت غالبًا ما تكون أقل من 4 جيجابايت بسبب مساحة عنوان الذاكرة المحجوزة للأجهزة الأخرى مثل وحدات معالجة الرسومات. على سبيل المثال، إذا كانت وحدة معالجة الرسومات لديك تحتوي على 512 ميجابايت من VRAM، فيمكنك فقط معالجة 3.5 جيجابايت من ذاكرة الوصول العشوائي للنظام.
بشكل عا، يمكن لوحدات المعالجة المركزية 64 بت معالجة ذاكرة أكبر بكثير من نظيراتها 32 بت. تم تصميم وحدة المعالجة المركزية 64 بت للتعامل مع البيانات في أجزاء 64 بت، مما يسمح لها بالوصول إلى 18446.744.073.709.551.616 (2 ^ 64) موقع ذاكرة فردي، لكل منها عنوان فريد. من الناحية النظرية، يمكن لوحدة المعالجة المركزية 64 بت معالجة ما يصل إلى 16 إكسابايت (EB) من ذاكرة الوصول العشوائي.
في الواقع، حجم ذاكرة الوصول العشوائي التي يمكن لوحدة المعالجة المركزية 64 بت معالجتها مقيد بنظام التشغيل والقيود المادية لأجهزة الكمبيوتر. ومع ذلك، يمكن لأجهزة الكمبيوتر والخوادم الحديثة المزودة بوحدات معالجة مركزية 64 بت أن تستوعب كميات أكبر بكثير من ذاكرة الوصول العشوائي من أنظمة 32 بت، مع العديد من الأنظمة التي تدعم مئات الجيجابايت أو حتى تيرابايت من ذاكرة الوصول العشوائي.
لماذا انتقلت وحدات المعالجة المركزية إلى 64 بت؟
لتلبية الطلبات المتزايدة على المزيد من قوة المعالجة وقابلية معالجة الذاكرة، تحولت بنية المعالجات من 32 بت إلى 64 بت. بدأت أجهزة الكمبيوتر الشخصية في استخدام معالجات 64 بت في أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، لكن هذه المعالجات كانت متاحة بالفعل للخوادم ومحطات العمل في التسعينيات.
يمكن للمعالجات ذات 64 بت معالجة كميات كبيرة من البيانات والوصول إلى ذاكرة أكبر بكثير. إنها توفر أداءً وكفاءةً فائقين مقارنةً بمعالجات 32 بت. هذا هو السبب في أن غالبية أجهزة الكمبيوتر والأجهزة المحمولة تستخدم معالجات 64 بت في الوقت الحاضر.
أدى الارتفاع في عدد نواة وحدة المعالجة المركزية على وجه الخصوص إلى الحاجة الحتمية إلى سعة ذاكرة وصول عشوائي أكبر.
مميزات أحجام البت العالية
يسمح حجم البت الأعلى بمدى أكبر من القيم الرقمية، والتي يمكن أن تكون مفيدة للمهام التي تتطلب دقة عالية، مثل الحسابات العلمية والمالية.
يمكنك أيضًا تنفيذ أمان محسّن لمهام مثل التشفير، حيث يصبح فك الشفرات أكثر صعوبة مع زيادة حجم البت.
المزيد من البتات تمكن المعالج من التعامل مع عمليات أكثر تعقيدًا وكميات أكبر من البيانات في وقت واحد، مما يحسن الأداء العام والكفاءة.
يمكن أن يؤدي حجم البت الأعلى أيضًا إلى تحسين توافق الكمبيوتر مع مجموعات البيانات الكبيرة والتطبيقات المعقدة. هذه مشكلة مهمة في التعلم الآلي وأعباء عمل HPC (الحوسبة عالية الأداء) الأخرى.
لماذا قد لا نحتاج أبدًا إلى أجهزة كمبيوتر 128 بت
من المستحيل عمليًا التنبؤ بمستقبل الحوسبة، ولكن هناك عدة أسباب لعدم الحاجة إلى أجهزة كمبيوتر بمعالجات 128 بت مطلقًا:
- تناقص العوائد: كلما زاد حجم بت المعالج، تميل تحسينات الأداء والقدرات إلى أن تصبح أقل أهمية. بعبارة أخرى، فإن التحسين من 64 إلى 128 بت ليس مثيرًا في أي مكان مثل الانتقال من وحدات المعالجة المركزية 8 بت إلى 16 بت، على سبيل المثال.
- الحلول البديلة: قد تكون هناك طرق بديلة لمعالجة الحاجة إلى زيادة قوة المعالجة وقابلية معالجة الذاكرة، مثل استخدام معالجات متعددة أو أجهزة متخصصة بدلاً من معالج واحد كبير بحجم بت مرتفع.
- القيود المادية: قد يكون من المستحيل إنشاء معالج 128 بت حديث معقد بسبب قيود تكنولوجية أو مادية.
- التكلفة والموارد: قد يكون تطوير وتصنيع معالجات 128 بت باهظ التكلفة ويستهلك موارد كثيرة، مما يجعل الإنتاج الضخم غير مربح.
في حين أنه من الصحيح أن فوائد الانتقال من 64 بت إلى 128 بت قد لا تستحق العناء اليوم، فقد تظهر تطبيقات أو تقنيات جديدة في المستقبل يمكن أن تدفع تطوير معالجات 128 بت.
قد تؤدي الاختراقات في الذكاء الاصطناعي أو الحوسبة الكمية أو غيرها من التقنيات التي لم يتم اكتشافها بعد إلى الحاجة إلى معالجات أكثر قوة ذات أحجام بتات أعلى. دائمًا ما يكون مستقبل التكنولوجيا غير مؤكد، وما قد يبدو غير ضروري أو غير محتمل اليوم قد يصبح ضروريًا في السنوات القادمة.