ما هي الرقاقات ، ولماذا يجب أن أهتم؟
من المحتمل أنك سمعت المصطلح "مجموعة شرائح" تم طرحه عند الحديث عن أجهزة كمبيوتر جديدة ، ولكن ما هو بالضبط شرائح ، وكيف يؤثر على أداء الكمبيوتر الخاص بك?
باختصار ، تعمل مجموعة شرائح مثل مركز الاتصالات في اللوحة الأم وجهاز التحكم في حركة المرور ، وتحدد في النهاية المكونات المتوافقة مع اللوحة الأم ، بما في ذلك وحدة المعالجة المركزية وذاكرة الوصول العشوائي ومحركات الأقراص الصلبة وبطاقات الرسومات. كما أنه يملي خيارات التوسع المستقبلية الخاصة بك ، وإلى أي مدى ، إن وجدت ، يمكن أن يكون النظام الخاص بك فيركلوكيد.
هذه المعايير الثلاثة مهمة عند النظر في أي اللوحة الأم للشراء. دعونا نتحدث قليلا عن السبب.
تاريخ موجز من أطقم الرقاقات
رقائق أهوي! مدرسة قديمة IBM PC motherboard حوالي عام 1981. مرة أخرى في أيام الكمبيوتر ، تألفت اللوحات الأم للكمبيوتر الشخصي من الكثير من الدوائر المتكاملة المنفصلة. يتطلب هذا بشكل عام شريحة أو رقائق منفصلة للتحكم في كل مكون من مكونات النظام: الماوس ولوحة المفاتيح والرسومات والأصوات وما إلى ذلك.
كما يمكنك أن تتخيل ، وجود كل تلك الرقاقات المختلفة المتناثرة كانت غير فعالة إلى حد ما.
لمعالجة هذه المشكلة ، احتاج مهندسو الكمبيوتر إلى إنشاء نظام أفضل ، وبدأوا في دمج هذه الرقائق المتباينة في رقائق أقل.
مع ظهور ناقل PCI ، ظهر تصميم جديد: الجسور. بدلا من حفنة من رقائق ، جاءت اللوحات الأم مع نورثبريدج و سوثبريدج, التي تتكون من رقاقتين فقط مع واجبات وأغراض محددة جدًا.
عُرفت رقاقة نورثبريدج بهذه الطريقة لأنها كانت موجودة في الجزء العلوي أو الشمالي من اللوحة الأم. تم توصيل هذه الشريحة مباشرة بوحدة المعالجة المركزية وتم اعتبارها وسيط اتصال لمكونات السرعة الأعلى في النظام: ذاكرة الوصول العشوائي (وحدات التحكم في الذاكرة) ووحدة تحكم PCI Express وتصميمات اللوحة الأم القديمة ووحدة التحكم AGP. إذا أرادت هذه المكونات التحدث إلى وحدة المعالجة المركزية ، فعليها المرور عبر نورثبريدج أولاً.
أصبح تصميم اللوحة الأم أكثر كفاءة مع مرور الوقت. وعلى الجانب الآخر ، كان موقع ساوثبريدج موجهاً نحو الجزء السفلي (الجزء الجنوبي) من اللوحة الأم. كان Southbridge مسؤولاً عن التعامل مع المكونات منخفضة الأداء مثل فتحات ناقل PCI (لبطاقات التوسعة) ، وموصلات SATA و IDE (لمحركات الأقراص الصلبة) ، ومنافذ USB ، والصوت الداخلي والشبكات ، والمزيد.
من أجل أن تتحدث هذه المكونات إلى وحدة المعالجة المركزية ، كان عليها أن تمر عبر جسر ساوثبريدج ، ثم انتقلت إلى نورثبريدج ، ومن هناك إلى وحدة المعالجة المركزية.
أصبحت هذه الرقاقات تعرف باسم "شرائح" ، لأنها كانت حرفيا مجموعة من الرقائق.
المسيرة المطلقة نحو التكامل التام
من الواضح أنه يمكن تحسين التصميم التقليدي القديم لـ نورثبريدج وتصميم شرائح ساوثبريدج ، على الرغم من ذلك ، وبصورة مطردة ، لم يفسح المجال أمام "شرائح" اليوم ، والتي لا تعد في الواقع مجموعة من الرقاقات على الإطلاق..
وبدلاً من ذلك ، فقد تنازلت العمارة القديمة في نورثبريدج / ساوث بريدج إلى نظام أكثر حداثة ، ذو رقاقة واحدة. يتم الآن دمج العديد من المكونات ، مثل وحدات التحكم في الذاكرة والرسومات ، في وحدة المعالجة المركزية ومعالجتها مباشرةً. نظرًا لأن وظائف التحكم ذات الأولوية الأعلى هذه انتقلت إلى وحدة المعالجة المركزية (CPU) ، فإن أي واجبات متبقية يتم تحويلها إلى شريحة نمط Southbridge متبقية واحدة.
تمنحك اللوحة التخطيطية لمجموعة الشرائح طراز X99 من Intel فكرة عن ميزاتها وإمكانيات النظام. على سبيل المثال ، تشتمل أنظمة Intel الأحدث على منصة التحكم في النظام الأساسي ، أو PCH ، وهي في الواقع رقاقة واحدة على اللوحة الأم التي تتولى المهام التي كانت تتم معالجتها مرة واحدة في رقاقة ساوثبريدج القديمة.
ثم يتم توصيل PCH إلى وحدة المعالجة المركزية عن طريق ما يسمى واجهة الوسائط المباشرة ، أو DMI. لا يعتبر معهد دبي للإعلام في الواقع ابتكارًا جديدًا ، وكانت الطريقة التقليدية لربط نورثبريدج بجنوب بريدج على أنظمة إنتل منذ عام 2004.
لا تختلف رقاقات AMD كثيراً ، حيث يطلق على ساوثبريدج القديم الآن جهاز التحكم في فيوجن ، أو FCH. ثم يتم توصيل وحدة المعالجة المركزية و FCH على أنظمة AMD مع بعضها البعض عبر واجهة الوسائط الموحدة أو UMI. إنها في الأساس نفس بنية نظام Intel ، ولكن بأسماء مختلفة.
تأتي العديد من وحدات المعالجة المركزية من كل من Intel و AMD مع رسومات مدمجة مضمنة أيضًا ، لذلك لا تحتاج إلى بطاقة رسومات مخصصة (إلا إذا كنت تقوم بمهام أكثر كثافة مثل الألعاب أو تحرير الفيديو). (يشير AMD إلى هذه الرقائق كوحدات معالجة متسارعة ، أو وحدات APU ، بدلاً من وحدات المعالجة المركزية (CPUs) ، ولكن هذا أكثر من مصطلح التسويق الذي يساعد الأشخاص على التمييز بين وحدات المعالجة المركزية AMD مع الرسومات المتكاملة وتلك التي لا تحتوي على.)
كل هذا يعني ، إذن ، أن الأشياء مثل وحدات التحكم في التخزين (منافذ SATA) ، ووحدات التحكم في الشبكة ، وكل المكونات الأقل أداءً في السابق ، لديها الآن قفزة واحدة فقط. بدلا من الذهاب من ساوثبريدج إلى نورثبريدج إلى وحدة المعالجة المركزية ، يمكنهم فقط القفز من PCH (أو FCH) إلى وحدة المعالجة المركزية. وبالتالي ، يتم تقليل زمن الوصول ويكون النظام أكثر استجابة.
يحدد مجموعة الشرائح الخاصة بك الأجزاء المتوافقة
حسنًا ، لديك الآن فكرة أساسية عن مجموعة الشرائح ، ولكن لماذا ينبغي عليك الاهتمام?
كما حددنا في البداية ، يحدد شرائح الكمبيوتر الخاص بك ثلاثة أشياء رئيسية: التوافق مكون (ما يمكن استخدام وحدة المعالجة المركزية وذاكرة الوصول العشوائي؟) ، وخيارات التوسع (كم عدد بطاقات PCI يمكنك استخدامها؟) ، وقابلية التشغيل الزائد. دعنا نتحدث عن كل واحد من هذه الأمور بتفاصيل أكثر مع التوافق.
اختيار عنصر مهم. هل سيكون نظامك الجديد هو الجيل الأحدث من معالجات Intel Core i7 ، أم أنك على استعداد لتسوية شيء أقدم قليلاً (وأرخص)؟ هل تريد أعلى ذاكرة DDR4 سجلت على مدار الساعة ، أو DDR3 بخير؟ كم عدد محركات الأقراص الثابتة التي تتصل وما نوع ذلك؟ هل تحتاج إلى تقنية Wi-Fi مدمجة أم أنك ستستخدم Ethernet؟ هل سيتم تشغيل العديد من بطاقات الرسومات ، أو بطاقة رسومات واحدة مع بطاقات توسع أخرى؟ يحير العقل عند كل الاعتبارات المحتملة ، وستوفر الشرائح الأفضل خيارات أكثر (وأحدث).
السعر سيكون عاملا حاسما كبيرا هنا أيضا. وغني عن القول ، كلما كان النظام أكبر وأسوأ ، كلما كلف الأمر أكثر من حيث المكونات نفسها واللوحة الرئيسية التي تدعمها. إذا كنت بصدد إنشاء جهاز كمبيوتر ، فمن المحتمل أنك ستضع احتياجاتك بناءً على ما تريد وضعه فيه وميزانيتك.
مجموعة الرقاقات الخاصة بك يحدد خيارات التوسيع الخاصة بك
كما يحدد Chipset مقدار مساحة بطاقات التوسيع (مثل بطاقات الفيديو وموالفات التلفزيون وبطاقة RAID وما إلى ذلك) التي لديك في جهازك ، وذلك بفضل الحافلات التي يستخدمونها.
مكونات النظام والأجهزة الطرفية وحدة المعالجة المركزية ، RAM ، بطاقات التوسع ، والطابعات ، وما إلى ذلك ، الاتصال إلى اللوحة الأم عن طريق "الحافلات". تحتوي كل لوحة أم على عدة أنواع مختلفة من الحافلات ، والتي يمكن أن تختلف من حيث السرعة والنطاق الترددي ، ولكن من أجل التبسيط ، يمكننا تقسيمها إلى قسمين: الحافلات الخارجية (بما في ذلك الناقل التسلسلي العام والتسلسلي والمتوازي) والحافلات الداخلية.
تُعرف الحافلة الداخلية الأساسية الموجودة على اللوحات الأم الحديثة باسم PCI Express (PCIe). تستخدم PCIe "الممرات" ، التي تسمح للمكونات الداخلية مثل ذاكرة الوصول العشوائي وبطاقات التوسيع بالتواصل مع وحدة المعالجة المركزية والعكس.
الممر هو ببساطة زوجان من الاتصالات السلكية-زوج واحد يرسل البيانات ، والآخر يتلقى البيانات. لذا ، سيتألف ممر PCIe 1x من أربعة أسلاك ، 2x به ثمانية ، وهكذا. لمزيد من الأسلاك ، يمكن تبادل المزيد من البيانات. يمكن لاتصال 1x التعامل مع 250 ميغا بايت في كل اتجاه ، 2x يستطيع التعامل مع 512 ميجابايت ، إلخ.
يتكون الرابط بين جهازي PCI Express من الممرات. يعتمد عدد الممرات المتاحة لك على عدد الممرات الموجودة في اللوحة الأم نفسها ، بالإضافة إلى سعة النطاق الترددي (عدد الممرات) التي يمكن لوحدة المعالجة المركزية توفيرها.
على سبيل المثال ، تحتوي العديد من وحدات المعالجة المركزية (CPU) الخاصة بـ Intel على 16 ممرًا (وحدات المعالجة المركزية من الجيل الأحدث تمتلك 28 أو حتى 40). اللوحات الأم شرائح Z170 توفر 20 أخرى ، ليصبح المجموع 36.
توفر مجموعة شرائح X99 8 ممرات PCI Express 2.0 ، وما يصل إلى 40 حارة PCI Express 3.0 ، حسب وحدة المعالجة المركزية التي تستخدمها.
وبالتالي ، في اللوحة الأم Z170 ، ستستخدم بطاقة رسومات PCI Express 16x 16 ممرًا بحد ذاتها. ونتيجة لذلك ، يمكنك استخدام اثنتين من هذه العناصر معاً على لوحة Z170 بأقصى سرعة ، مما يترك لك أربعة ممرات متبقية لمكونات إضافية. بدلاً من ذلك ، يمكنك تشغيل بطاقة PCI Express 3.0 على 16 ممرًا (16x) وبطاقتين على 8 ممرات (8x) ، أو أربعة بطاقات بسرعة 8x (إذا قمت بشراء اللوحة الأم التي يمكنها استيعاب ذلك العدد).
الآن ، في نهاية اليوم ، لن يؤثر ذلك على معظم المستخدمين. يؤدي تشغيل بطاقات متعددة بمعدل 8x بدلاً من 16x إلى تقليل الأداء بمقدار بضعة إطارات في الثانية ، على كل حال. وبالمثل ، من غير المحتمل أن ترى أي فرق بين PCIe 3.0 و PCIe 2.0 ، في معظم الحالات ، أقل من 10٪.
ولكن إذا كنت تخطط للحصول على قطعة أرض من بطاقات التوسع مثل اثنين من بطاقات الرسومات ، موالف التلفزيون ، وبطاقة واي فاي ، يمكنك ملء اللوحة الأم بسرعة كبيرة. في كثير من الحالات ، ستنفد من فتحات قبل استنفاد كل عرض النطاق الترددي PCIe الخاص بك. ولكن في حالات أخرى ، ستحتاج إلى التأكد من أن وحدة المعالجة المركزية واللوحة الأم لديهم مسارب كافية لدعم جميع البطاقات التي ترغب في إضافتها (أو قد تنفد الممرات وقد لا تعمل بعض البطاقات).
يحدد Chipset Your Overclocking قدرة الكمبيوتر الخاص بك
لذا تحدد شرائحك الأجزاء المتوافقة مع نظامك ، وعدد بطاقات التوسيع التي يمكنك استخدامها. ولكن هناك شيء رئيسي آخر يحدد: رفع تردد التشغيل.
يعني رفع تردد التشغيل ببساطة دفع معدل ساعة مكون أعلى مما تم تصميمه للتشغيل. يختار العديد من أقمصات النظام استبدال وحدة المعالجة المركزية أو وحدة معالجة الرسوميات لتعزيز الأداء أو الألعاب الأخرى دون إنفاق المزيد من المال. قد يبدو ذلك وكأنه لا يحتاج إلى تفكير ، ولكن مع زيادة السرعة هذه ، يأتي استخدام أعلى للطاقة وإخراج حراري ، مما قد يتسبب في مشاكل الاستقرار ويقلل من عمر الأجزاء. وهذا يعني أيضًا أنك ستحتاج إلى خافضات حرارة ومراوح أكبر (أو التبريد السائل) لضمان بقاء كل شيء باردًا. بالتأكيد ليس لضعاف القلب.
هنا الشيء ، على الرغم من: فقط وحدات المعالجة المركزية (CPUs) معينة مثالية لرفع تردد التشغيل (مكان جيد للبدء مع طرازات Intel و AMD مع K في أسمائها). علاوة على ذلك ، قد تسمح شرائح معينة فقط لرفع تردد التشغيل ، وقد تتطلب بعض البرامج الثابتة الخاصة لتمكينها. لذا إذا كنت ترغب في رفع السرعة ، فستحتاج إلى أخذ الشرائح في الاعتبار أثناء التسوق للوحات الأم.
الشرائح التي تسمح لرفع تردد التشغيل سيكون لها الضوابط المطلوبة (الجهد ، المضاعف ، ساعة الأساس ، الخ) في UEFI أوBIOS لزيادة سرعة ساعة وحدة المعالجة المركزية. إذا كانت مجموعة الشرائح لا تتعامل مع رفع تردد التشغيل ، فلن تكون عناصر التحكم هذه موجودة (أو إذا كانت موجودة ، فإنها ستكون جميعها غير مفيدة) وربما تكون قد أنفقت أموالك التي حصلت عليها بشق الأنفس على وحدة المعالجة المركزية التي تم تأمينها بشكل أساسي في السرعة المعلن عنها.
لذا ، إذا كان رفع تردد التشغيل يمثل اعتبارًا جادًا ، فحينئذٍ ، من المفيد معرفة الوقت الذي تكون فيه الرقاقات أكثر ملاءمةً له في الحال. إذا كنت بحاجة إلى مزيد من التوجيه ، فهناك مجموعة من أدلة المشترى ، والتي سوف تخبرك من دون أدنى شك بأن اللوحات الأم Z170 أو اللوحات الأم X99 (أو أي شرائح أخرى قابلة للفك) ستعمل بشكل أفضل من أجلك.
كيفية مقارنة متجر للحصول على اللوحة الأم
إليك الأخبار الجيدة: لا تحتاج إلى معرفة كل شيء عن كل شرائح لاختيار اللوحة الأم. بالتأكيد أنت استطاع البحث في جميع الشرائح الحديثة ، وتحديد ما بين الأعمال التجارية في إنتل ، والأداء العام ، والأداء ، ورقاقات القيمة ، أو تعلم كل شيء عن أيه إم دي A Series و 9 Series. أو ، يمكنك فقط السماح لموقع مثل Newegg بالقيام بالأعمال الثقيلة نيابة عنك.
لنفترض أنك تريد إنشاء جهاز ألعاب قوي باستخدام معالج Intel من الجيل الحالي. يمكنك التوجه إلى موقع مثل Newegg ، استخدم شجرة التنقل لتضييق مجموعتك إلى اللوحات الأم Intel. بعد ذلك ، ستستخدم الشريط الجانبي لتضييق نطاق البحث بشكل أكبر حسب عامل الشكل (اعتمادًا على حجم الهاتف الذي تريده) ، مقبس وحدة المعالجة المركزية (استنادًا إلى وحدة (وحدات) المعالج (CPU) التي يمكنك استخدامها) ، وربما تضييقها حسب العلامة التجارية أو السعر ، إذا كنت تريد.
من هناك ، انقر فوق بعض اللوحات الرئيسية المتبقية وتحقق من مربع "مقارنة" أسفل تلك التي تبدو جيدة. بمجرد اختيار عدد قليل ، انقر فوق الزر "مقارنة" وستتمكن من مقارنته ميزة تلائم كل ميزة.
لنأخذ هذا اللوح Z170 من MSI وهذا اللوح X99 من MSI ، على سبيل المثال. إذا وضعناها في ميزة مقارنة Newegg ، فإننا نرى مخططًا يحتوي على الكثير من الميزات:
تستطيع أن ترى بعض الاختلافات بسبب شرائح. يمكن للوحة Z170 أن تستوعب ما يصل إلى 64 جيجابايت من ذاكرة الوصول العشوائي DDR4 ، في حين أن لوحة X99 يمكن أن تصل إلى 128 جيجابايت. يحتوي لوح Z170 على أربعة فتحات PCI Express بسرعة 16x ، ولكن المعالج الأقصى الذي يمكنه التعامل معه هو Core i7-6700K ، والذي يبلغ أقصى عدد من الممرات 16 إلى ما مجموعه 36 مسارًا. من ناحية أخرى ، يمكن للوحة X99 إلى 40 ممر PCI Express 3.0 إذا كان لديك معالج مكلف مثل وحدة المعالجة المركزية Core i7-6850. بالنسبة لمعظم المستخدمين ، لا يهم هذا ، ولكن إذا كان لديك مجموعة من بطاقات التوسيع ، فستحتاج إلى حساب الممرات والتأكد من أن اللوحة التي تختارها لديها ما يكفي من النطاق الترددي.
من الواضح أن نظام X99 أكثر قوة ، ولكن أثناء استعراضك لمخططات المقارنة هذه ، ستحتاج إلى أن تسأل نفسك ما هي الميزات التي تحتاج إليها بالفعل. ستقبل شرائح Z170 ما يصل إلى ثمانية أجهزة SATA وتتضمن هذه اللوحة الخاصة مجموعة كبيرة من الميزات الأخرى التي تجعلها فرصة جذابة لجهاز كمبيوتر قوي للألعاب. إن مجموعة شرائح X99 ضرورية فقط إذا كنت بحاجة إلى وحدة معالجة مركزية خطيرة تحتوي على أربعة أو أكثر من النوى ، أو أكثر من 64 غيغابايت من ذاكرة الوصول العشوائي ، أو تحتاج إلى الكثير من بطاقات التوسيع.
قد تجد ، كما تقارنين اللوحات الأم ، أنه يمكنك الاتصال بالأشياء إلى أبعد من ذلك. ربما ينتهي بك الأمر نظرًا لنظام Z97 أكثر تواضعاً ، والذي سيعالج ما يصل إلى 32 غيغابايت من ذاكرة الوصول العشوائي DDR3 ، ووحدة المعالجة المركزية Core i7-4790K Core سعة 16 حرفًا ، وبطاقة رسومات PCI Express 3.0 واحدة تعمل بسرعة قصوى.
المفاضلات بين هذه الشرائح هي واضحة: مع كل شرائح تصاعدي ، لديك خيار أفضل من وحدات المعالجة المركزية ، وذاكرة الوصول العشوائي ، وخيارات الرسومات ، ناهيك عن المزيد من كل. لكن التكاليف ترتفع بشكل ملحوظ كذلك. لحسن الحظ ، لم يكن لديك لمعرفة خصوصيات وعموميات كل شرائح قبل الغوص في - يمكنك استخدام هذه الرسوم البيانية المقارنة للمقارنة ميزة عن طريق ميزة.
(لاحظ أنه على الرغم من أنه من المحتمل أن يكون Newegg هو أفضل موقع لإجراء مقارناتك ، فهناك الكثير من المتاجر الرائعة الأخرى لشراء الأجزاء منها بما في ذلك Amazon ، و Fry ، و Micro Center).
الشيء الوحيد الذي لا تناقشه هذه المخططات المقارنة ، عادة ، هو القدرة على رفع تردد التشغيل. قد يذكر بعض ميزات رفع تردد التشغيل ، ولكن يجب عليك أيضا حفر في الاستعراضات والقيام قليلا جوجل للتأكد من أنه يمكن التعامل مع رفع تردد التشغيل.
تذكر ، عند النظر في أي مكونات ، اللوحة الأم أو غير ذلك ، تأكد من القيام بك العناية الواجبة. لا تعتمد فقط على تعليقات المستخدمين ، واستغرق بعض الوقت في مراجعات Google الفعلية للأجهزة لمعرفة كيف يشعر المحللون بشأنها.
بالإضافة إلى الضرورات المطلقة (ذاكرة الوصول العشوائي والرسومات ووحدة المعالجة المركزية) ، يجب أن تتعامل أي شرائح مع جميع احتياجاتك الأساسية - سواء كانت على متن الصوت أو منافذ USB أو الشبكة المحلية أو الموصلات القديمة وما إلى ذلك. ولكن ما ستحصل عليه سيعتمد على اللوحة الأم نفسها والميزات التي قرر المصنع تضمينها. لذا إذا كنت تريد شيئًا مثل Bluetooth أو Wi-Fi ، واللوحة التي تفكر في تضمينها ، فسيتعين عليك شراؤها كمكوّن إضافي (والذي غالبًا ما سيشغل واحدة من تلك الفتحات السريعة لـ USB أو PCI ).
بناء النظام هو فن في حد ذاته ، وهناك أكثر من ذلك بكثير مما تحدثنا عنه هنا اليوم. ولكن من المأمول أن يمنحك هذا صورة أكثر وضوحًا لماهية شرائح ، ولماذا هو مهم ، وبعض الاعتبارات التي تحتاج إلى أخذها في الاعتبار عند اختيار اللوحة الأم والمكونات لنظام جديد.
Image Credits: Artem Merzlenko / Bigstock، German / Wikimedia، László Szalai / Wikimedia، Intel، mrtlppage / Flickr، V4711 / Wikimedia
