زيادة عدد النواة في الهاتف لا يعني كفاءة أكثر

المدينة نيوز:- من أبرز الخدع التجارية التي تقوم بها بعض الشركات المصنعة للهواتف الذكية هو التحدث عن عدد الأنوية في معالجاتها من أجل إبراز مميزات الهاتف مما عمل على جذب المستخدمين لها، حيث يعتقد الكثير من المستخدمين أن زيادة عدد الأنوية (ثنائي النواة - رباعي النواة - ثماني النواة) يعني أن المعالج أفضل وأقوى، زيادة عدد الأنوية له مميزات ودور جيد في التشغيل ولكنه وحده لا يعني مطلقاً الكفاءة الكاملة، وزيادة الأنوية ليس بالضرورة أن يكون هذا أفضل خصوصا أن هناك عوامل أخرى مرجحة، قد ترجح جوالا عن آخر.

زيادة عدد الأنوية يساهم في إمكانية تشغيل برنامجين أو أكثر و العمل عليهم بنفس الوقت دون تأثر أحدهما بالآخر لأن كل نواة ستنفذ برنامجا، والمعالجات متعددة الأنوية لها استخدامات أكثر فاعلية مثل تنفيذ البرامج بطريقة أسرع وزيادة سلاسة الجهاز عند تنفيذ أشياء بالتوازي مثلا تخيل نفسك تتصفح الإنترنت ويعمل برنامج في الخلفية على مزامنة البريد وآخر على عمل hotspot ورابع يشغل راديو FM أو صوتيات MP3 في الخلفية لأنه إن كان أحادي النواة يجب أن تتم كل عملية خلال الشريحة الزمنية المخصصة لها وإلا شعرت بما يعرف بـ lag أو التباطؤ.

كان هناك تصريح شركة Qualcomm التي تقف خلف سلسلة معالجات Snapdragon الشهيرة والتي تناولت مسألة تعدد الأنوية وأوضحت هذه النقطة قليلا عندما وصفت المعالجات ثمانية النواة بالغبية كون الأهم هو تجربة المستخدم وليس عدد الأنوية بنهاية المطاف.

هناك بعض النقاط يجب التركيز عليها عند تقييم أي معالج ، وهي:

معمارية المعالج

بدون الدخول في تفاصيل معقدة، هناك ما يسمى بـ Architecture الخاص بالمعالج، هناك أيضاً التردد الخاص بالأنوية ويقاس بالجيجا هرتز والذي قد يزيد عن إمكانية كسر السرعة، في الهواتف هناك ما يسمى SOC) System on chip)، هناك عوامل أخرى تتدخل في تحديد أداء الـ SOC مثل أداء الـ GPU المرفق فيها وأنواع الشبكات التي تدعمها.

عند استخدام أكثر من معالج multi-core يجب أن يكون هناك تجانس بينها أولاً كي يضمن لك أداء عاليا مع بعض التطبيقات، لذلك تختلف نوعية المعالج من هاتف إلى آخر، ولا يجب اعتبار تعدد الأنوية سيعطيك الأداء المطلوب، لأنه من الممكن أن تؤثر هذه النقطة ويصبح المعالج عادياً بل وربما أقل من المعالجات ذات أنوية أقل.

زيادة الحرارة

تعدد الأنوية كما أنه يملك حسنات فإنه يملك سيئات فهو يزيد من استهلاك الطاقة الكهربائية للضعف وبالتالي نحتاج لمزود طاقة أو بطارية أكثر وما دام هناك زيادة في الطاقة هناك زيادة في الحرارة و بالتالي تقل كفاءة القطع الكهربية والجهاز بشكل عام، ولهذا فإن الشركات الناجحة تسعى دائماً لتصميم جهاز قوي جداً بأقل عدد أنوية فإن كان يعمل بكفاءة فلا داعي لتعدد الأنوية لأنه وقتها لن يفيد، وهذا بالضبط ما تعمل عليه مايكروسوفت وابل، فالشركتان تستطيعان تزويد أجهزتهما بمعالجات رباعية النواة ولكن دون أي حاجة بل تكلفة زائدة وكفاءة أقل ربما، فنرى أن ابل أعلنت عن الآيباد الجديد ثنائي النواة وقالت إنه أسرع من معالج رباعي النواة بأربع مرات وهذا يمكن تفسيره بالتالي: جهاز يملك معالجا ثنائي النواة يشغل تطبيقات لا تستهلك حتى نصف المعالج أحادي النواة وبالتالي يمكن تشغيل حتى 4 تطبيقات معاً دون مشاكل وسيحصل المعالج على كل ما يحتاجه من الطاقة دون الاحتياج لبطارية خارقة وبالتالي على أداء راق وسعر منطقي، بينما معالج رباعي النواة الآن لا يملك تلك التطبيقات التي تحتاج لمعالج رباعي النواة وبالتالي من ناحية السرعة لن تجد فرقا ولكن لأنه رباعي النواة فإننا لا نستطيع تشغيل نواة وإطفاء أخرى وهنا سيحتاج المعالج لطاقة كبيرة وبالفعل هو لا يحتاجها لأن الأنوية الأخرى هي فعلياً مخمدة ولا تعمل، وهنا فإن وجود بطارية عادية أو حتى قوية غير كافية سيقلل من كفاءة كل نواة وبالتالي تقل السرعة وتكثر المشاكل، ونفس الحال مع نظام ويندوز فون فمايكروسوفت تملك الخبرة الكافية لتميز أن تطبيقات الجوال لم تصل بعد لمستوى أن تحتاج لمعالجات متعددة الأنوية فقامت بتصميم نظامها ليتحمل فقط معالجات أحادية ويعطي كفاءة خارقة وسرعة مذهلة وكان هذا واضحا في مقارنات أجهزة أندرويد ثنائية النواة وأجهزة ويندوز فون أحادية النواة .

نظام التشغيل هو ما يتحكم فيها

قوة الأجهزة ومحركها هو المعالج، لذا تسعى كل شركة إلى تقديم أسرع معالج لديها، لكن في الحقيقة زيادة قوة المعالج فقط لا يزيد السرعة بالشكل الكافي، فكلنا نذكر الآي فون 5 الذي جاء بمعالج ثنائي النواة 1.2 جيجا وفوجئنا أنه يقدم أداء مساويا وأحياناً يتفوق على الجالكسي إس 3 المزود بمعالج رباعي النواة 1.4 جيجا. مما جعل البعض يتساءل لماذا؟

السبب هو نظام التشغيل الذي يقوم بتحريك كل شيء، ما فائدة قوة هائلة دون توجيه؟ ففي الأنظمة المغلقة تستطيع الشركة التحكم في كل شيء في الجهاز والاستفادة القصوى من قوة المعالج، لذا نجد المواصفات التقنية لأجهزة الويندوز والبلاك بيري وابل تقل كثيراً عن الأندرويد حتى القادم من نفس الشركة فمثلاً جهاز ويندوز فون من سامسونج أقل كثيراً مع معظم هواتف أندرويد سامسونج، فبسبب طبيعة النظام الأخير المفتوحة فإنه يحتاج إلى معالج أقوى بكثير ليقدم نفس الأداء ومضاعفته لن تؤدي إلى مضاعفة السرعة فمثلاً  سرعة الجالكسي S4 الثماني النواة 1.6 جيجا هي ضعف الآي فون الثنائي النواة 1.2 جيجا رغم أن المواصفات النظرية تظهر أنه أكثر من 4 أضعاف لكن عملياً الضعف فقط.

سرعة المعالج

النواة هي المعالج نفسه بجميع مكوناته ووحداته ووظائفه وبالتالي عندما نذكر النواة نحن نقصد وحدة الحساب والمنطق ووحدة التحكم ووحدة المسجلات، حيث إن هذه الوحدات الثلاث مكملة لبعضها وتؤدي وظيفتين رئيسيتين أو طورين رئيسيين، الطور الأول هو جلب البيانات والطور الثاني هو تنفيذ التعليمات، في الطور الأول يقوم المعالج بجلب التعليمة المراد تنفيذها وفي الطور الثاني يقوم المعالج بتنفيذ التعليمة وتخزين ناتج العملية وعند الانتهاء من الطور الثاني يعود للطور الأول، وهذه الفترة منذ بداية الطور الأول وحتى نهاية الطور الثاني تسمى دورة المعالج وتختلف التعليمات عن بعضها في عدد الدورات التي تحتاجها لتنفذ بشكل كامل. وتقاس سرعة المعالجات بعدد الدورات التي يتم تنفيذها في الثانية الواحدة، فمثلاً لو أن معالجا يملك سرعة 1 جيجا هيرتز هذا يعني أنه قادر على تنفيذ 1000 دورة في الثانية الواحدة أي بمعدل 0.001 ثانية لكل دورة .

المعالج الذي يملك نواتين قادر على تنفيذ دورتين في نفس الوقت أي أنه أسرع بالضعف من معالج أحادي النواة بنفس التردد، فمثلاً لو أخذنا معالجا بتردد 1000 جيجا هيرتز أحادي النواة فإن الزمن لتنفيذ دورة واحدة هو 0.001 ثانية ولكن خلال هذا الزمن سيتم تنفيذ دورة واحدة أما في المعالجات ثنائية النواة فإن الزمن لتنفيذ دورة واحدة لن يختلف وسيبقى 0.001 ثانية ولكن سيتم تنفيذ دورتين خلال هذا الزمن وهذا لا يعني أن كل دورة تحتاج لنصف الزمن للتنفيذ، لا بل أن كل دورة ستأخذ 0.001 ثانية ولكن لأنه يوجد نواتان فإن كل نواة تقوم بتنفيذ دورة خلال الزمن، وطبعاً هذا الكلام ينطبق على المعالجات التي تحتوي على أكثر من نواتين بنفس الطريقة فالمعالج الذي يحتوي على 4 أنوية ينفذ خلال نفس الفترة 4 دورات .