وحدة المعالجة المركزية IBM

أنواع وحدات معالجة المركزية من IBM

تلعب وحدة المعالجة المركزية من IBM دورًا أساسيًا في أنظمة الكمبيوتر الحديثة. تصنع IBM أنواعًا مختلفة من وحدات المعالجة المركزية، صُممت كل منها لتلبية احتياجات الحوسبة المحددة.

• PowerPC:

  تُعد وحدة المعالجة المركزية IBM PowerPC وحدة معالجة مركزية متوازنة بشكل جيد مصممة للتعامل مع الحساب العددي ومعالجة الأوامر بشكل فعال. ينطوي الحساب العددي على العمليات الحسابية الرياضية التي تقوم بها أنظمة الكمبيوتر. من ناحية أخرى، فإن معالجة الأوامر تتضمن تفسير وتنفيذ التعليمات في لغات البرمجة. تُستخدم على نطاق واسع في الأنظمة المضمنة مثل معدات الشبكات وأجهزة الألعاب.

• IBM System z:

  يُعرف نظام IBM System z أيضًا باسم z/Architecture. وهي عائلة من بنى الكمبيوتر المركزية. تعتمد هذه التصميمات على بنية IBM المسماة S/360، والتي تم تقديمها في عام 1969. صُممت أجهزة الكمبيوتر المركزية System z للشركات الكبيرة ومراكز البيانات. توفر قدرة معالجة عالية، وسعة ذاكرة كبيرة، وعرض نطاق ترددي لإدخال/إخراج. يُعرف نظام IBM System z بالأمان، والافتراضية، والتعامل الفعال مع المعاملات الضخمة وأحمال العمل.

• IBM Power:

  Power7 وPower8 وPower9 وPower10 هي نماذج من وحدة المعالجة المركزية IBM Power. تستند وحدة المعالجة المركزية Power إلى بنية مجموعة التعليمات المخفضة (RISC). RISC هي فلسفة تصميم تبسط مجموعة تعليمات وحدة المعالجة المركزية لتحسين الأداء. تدعم Power7 وPower8 وPower9 وPower10 أيضًا تقنية المعالجة المتزامنة. تسمح هذه التقنية لمعالج واحد بمعالجة خيوط متعددة في وقت واحد. تُستخدم وحدات المعالجة المركزية من IBM هذه في مختلف الصناعات، بما في ذلك الاتصالات، والخدمات المالية، والحوسبة السحابية.

• Synergy:

  صُممت بنية وحدة المعالجة المركزية IBM Synergy لتحقيق الكفاءة في استهلاك الطاقة في مراكز البيانات. تركز على تحسين الأداء لكل واط، وبالتالي تقليل تكاليف الطاقة والتبريد. تستخدم بنية Synergy تقنيات متقدمة لتحسين عبء العمل والمعالجة الموفرة للطاقة. مما يجعلها مناسبة للشركات التي تسعى للحصول على حلول حوسبة مستدامة وفعالة من حيث التكلفة.

وظائف وميزات وحدة المعالجة المركزية من IBM

تدور وظائف وحدة المعالجة المركزية IBM Power أو وحدة المعالجة المركزية System z بشكل أساسي حول معالجة وتنفيذ التعليمات في بنى حوسبة Power والكمبيوتر المركزي من IBM. هذا أمر مهم للمهام مثل الحوسبة، وإدارة البيانات، وتحليلات الأعمال، وتطبيقات المؤسسات، والحوسبة السحابية. إليك بعض الميزات:

• العمارة متعددة النوى

  تتمتع وحدات المعالجة المركزية IBM POWER بتصميمات أساسية متعددة تسمح لها بتنفيذ تعليمات متعددة في وقت واحد. يحسن هذا التوازي أداء النظام واستجابته، خاصة بالنسبة لأحمال العمل متعددة الخيوط.

• المعالجة المتزامنة (SMT)

  بالنسبة لمعالجات IBM POWER العديدة، فإن SMT ميزة. يسمح لنواة واحدة بتشغيل العديد من الخيوط في نفس الوقت. في وحدات المعالجة المركزية، يحدث هذا التنفيذ المتعدد للخيوط في وقت واحد مع جلب التعليمات، وفك تشفيرها، وتنفيذها. يحسن SMT استخدام الموارد وأداء وحدة المعالجة المركزية بشكل عام.

• التنفيذ خارج الترتيب

  يمكن لوحدة المعالجة المركزية من IBM تنفيذ التعليمات خارج الترتيب لتحسين الأداء. تقوم بذلك حتى يتم حل الاعتماديات على التعليمات. هذا الجدولة الديناميكي يقلل من تأثير زمن الوصول للتعليمات ويعزز الإنتاجية الإجمالية.

• امتدادات متجه متقدمة (PowerAVEs)

  بالنسبة لأحمال العمل التي تحتاج إلى معالجة متجه أو عمليات SIMD (تعليم واحد بيانات متعددة)، يمكن أن يكون دعم Power AVE مهمًا. يسمح للمبرمجين باستخدام AVE لتسريع مهام معالجة الوسائط المتعددة، وتحليلات البيانات، والحوسبة العلمية.

• دعم الافتراضية

  توفر وحدة المعالجة المركزية من IBM دعمًا للأجهزة للتمكين من الافتراضية. يمكن إنشاء وإدارة الأجهزة الظاهرية. يسمح هذا بتشغيل أحمال عمل المؤسسة في وقت واحد على خادم فعلي. بناءً على نظام التشغيل المضيف، يمكن تشغيل مثيلات متعددة من نظام التشغيل IBM i.

• كفاءة الطاقة

  مقارنة بالأجيال السابقة، تركز بنية IBM POWER بشكل أكبر على كفاءة الطاقة. تُحسّن كفاءة الطاقة الأداء لكل واط بينما تُقلل من تكاليف تشغيل مركز البيانات.

• ميزات الأمان

  تساعد ميزات أمان المعالج على تحسين أمان النظام بشكل عام. تساعد الميزات مثل الأنظمة المحمية في إنشاء بيئة بدء تشغيل آمنة. من خلال توفير جذر موثوق به على مستوى الأجهزة وتنفيذ وظائف التشفير على مستوى وحدة المعالجة المركزية، تساعد هذه الميزات على الدفاع ضد الهجمات على مستوى البرامج الثابتة ونظام التشغيل.

تطبيقات وحدة المعالجة المركزية من IBM

من المتوقع أن يتجاوز السوق العالمي لوحدات المعالجة المركزية في المؤسسات، الذي يشمل أنظمة الكمبيوتر، 61 مليار دولار أمريكي بحلول عام 2028، مع نمو سنوي مركب بنسبة 14.1٪ (Research and Markets). نظرًا لزيادة الطلب من العديد من الصناعات، فإن مبيعات وحدة المعالجة المركزية من IBM تتوسع.

• الحوسبة السحابية

  تُدار بيئات السحابة الهجينة للمنظمات بواسطة وحدات المعالجة المركزية من IBM، والتي تُسهّل وظائف مثل التحليلات، وأحمال العمل، والتطبيقات الأصلية للسحابة، والتحول الرقمي العام. تقدم IBM حلول سحابية متنوعة لتحسين الأداء، وذلك لضمان قدرة الشركات على البقاء تنافسية ومرنة.

• تحليلات البيانات والذكاء الاصطناعي

  تم دمج تصميمات وحدة المعالجة المركزية من IBM في أنظمة التحليلات لمساعدة المنظمات على اكتساب رؤى مهمة من كمية هائلة من البيانات. سواءً أكانوا يعالجون البيانات الضخمة بسرعة قواعد البيانات العادية أو يقدمون بنى محسنة للذكاء الاصطناعي، فإن أنظمة تحليلات IBM توفر تحليلات للشركات الحديثة.

• حوسبة الخوادم والكمبيوتر المركزي

  تصور IBM عالمًا يعمل فيه الجميع وكل شيء معًا - على الحافة، وفي السحابة، وفي مركز البيانات. تُوفر خوادم IBM والكمبيوتر المركزي العمود الفقري للحوسبة المركزي للمنظمات لتشغيل تطبيقات المؤسسات ومعالجة المعاملات، مما يوفر حلول حوسبة موثوقة وقوية وآمنة للشركات.

• الحوسبة المضمنة والحافة

  توفر IBM حلول حوسبة الحافة من خلال منصتها المتكاملة للسحابة الهجينة والذكاء الاصطناعي (AI). يمكن للشركات الوصول إلى البيانات التي تم إنشاؤها على الحافة، حيث يتم إنشاء المعلومات، للحصول على رؤى قيمة بسرعة وتقليل زمن الوصول.

• الحوسبة عالية الأداء (HPC)

  تُعد أنظمة IBM HPC أدوات حوسبة حيوية لتنفيذ تحقيقات علمية مجهدة ومعالجة التحديات التجارية المعقدة في مجالات متنوعة، بما في ذلك التنبؤ بالطقس، واكتشاف الأدوية، والنمذجة المالية. من خلال الاستفادة من قوة الحوسبة الهائلة لـ IBM HPC، يمكن للمستخدمين محاكاة وتحليل وحل مشكلات معقدة بسرعة.

• الروبوتات والأتمتة

  تلعب IBM دورًا أساسيًا في الأتمتة من خلال توفير الأنظمة والتقنيات التي تدعم الأتمتة الذكية وأتمتة العمليات التجارية. IBM Watson هي منصة ذكاء اصطناعي تُمكّن من إنشاء حلول أتمتة ذكية.

• الإلكترونيات الاستهلاكية

  تُستخدم وحدات المعالجة المركزية من IBM في مجموعة متنوعة من التطبيقات، من مساعدة البيئات السحابية الهجينة إلى تقديم قدرات تحليلية لمختلف الشركات. يمكن للمنظمات في مختلف الصناعات تسخير قوة وحدات المعالجة المركزية من IBM لتحسين الأداء.

كيفية اختيار وحدة المعالجة المركزية من IBM

• فهم التطبيقات:

  أول خطوة هي معرفة أحمال العمل التي سيتعامل معها النظام. تقييم التطبيقات وأحمال العمل المحددة التي سيتم تشغيلها على النظام. ضع في الاعتبار ما إذا كان عبء العمل أحادي الخيط أو متعدد الخيوط. يساعد ذلك في اختيار وحدات المعالجة المركزية المصممة لأحمال العمل المحددة.

• تقييم احتياجات الأداء:

  ضع في اعتبارك متطلبات الأداء بعناية. تحتاج المنظمات إلى تحليل متطلبات الأداء. يشمل ذلك نوى وحدة المعالجة المركزية وخيوطها، والتردد الأساسي والتردد المعزز، ونتائج معايير عبء العمل. من المهم اختيار وحدة معالجة مركزية ذات عدد كافٍ من النوى والخيوط لأحمال العمل متعددة الخيوط. انظر إلى التردد الأساسي والتردد المعزز. تحدد هذه السرعة لكل من المهام الخفيفة والثقيلة. تُعد المعايرة طريقة جيدة لقياس الأداء الفعلي. ضع في اعتبارك نتائج معايير وحدات المعالجة المركزية من IBM التي تتناسب مع المهام المقصودة.

• ضع في اعتبارك كفاءة الطاقة:

  ألق نظرة على كفاءة الطاقة لوحدة المعالجة المركزية من IBM. هذه هي الطريقة التي تنقل بها المهام الحاسوبية بينما تستخدم الطاقة. يُعد استخدام طاقة أقل أمرًا جيدًا لتوفير المال على الطاقة. تؤثر كفاءة الطاقة على الأداء والتكاليف التشغيلية. تُؤثر الميزات مثل هذه على كيفية معايرة وحدة المعالجة المركزية:

  - تقنية العملية؛

  - إدارة الطاقة الديناميكية (DEM)؛

  - النوى منخفضة الطاقة؛

  - تصميم مُحسّن للطاقة؛

  - مراقبة الطاقة المحسنة.

  تعني تقنية العملية الأصغر عددًا أكبر من الترانزستورات في نفس المساحة. يُحسّن هذا الكفاءة ويُسرع الأداء. تُساعد DEM وحدة المعالجة المركزية على استخدام طاقة أقل عندما لا تكون مشغولة. تحتوي بعض وحدات المعالجة المركزية على نوى منخفضة الطاقة تستخدم طاقة أقل ولكنها تُنفذ المهام. تساعد التصميمات المُحسّنة للطاقة وميزات مراقبة الطاقة المحسنة على جميع أحمال العمل.

• الميزانية والتكلفة:

  ضع ميزانية وانظر إلى التكلفة الإجمالية للملكية (TCO). قارن أسعار نماذج وحدة المعالجة المركزية من IBM المختلفة، ضع في اعتبارك الخيارات الميسورة التي تناسب المنظمة. تقييم نسب التكلفة لكل أداء وموازنة القيود الميزانية مع القدرات المطلوبة. يجب الاتصال بالبائعين للتحقق من الأسعار والبحث عن الخصومات.

• القدرة على التوسع:

  ابحث عن وحدات المعالجة المركزية من IBM التي تتمتع بميزات قابلة للتوسع. تسمح هذه الميزات للمنظمة بزيادة قوة الحوسبة حسب الحاجة. اكتشف ما إذا كانت وحدة المعالجة المركزية تدعم تكوينات متعددة المقابس. يجعل هذا من الممكن إضافة المزيد من وحدات المعالجة المركزية إلى نظام. تحقق من ميزات وإمكانيات قابلية التوسع. تُمكّن هذه الأنظمة من التوسع بسهولة. ضع في اعتبارك ما إذا كانت بنية وحدة المعالجة المركزية مصممة لدعم قابلية التوسع. ذلك يتناسب مع زيادة أحمال العمل مع مرور الوقت.

• التوافق:

  ضمان التوافق مع البنية التحتية الحالية أمر أساسي، ومن ثم الحاجة إلى مراجعة توافق الأجهزة. هذا هو التوافق المرتبط بتكوين النظام، مثل اللوحات الأم والذاكرة، والتي يجب مطابقتها. كما يجب ضمان توافق البرامج من خلال تقييم نظام التشغيل والتطبيقات. يجب أن يكون التكامل سلسًا مع عمل جميع الأجزاء معًا.

  وهذا يدعو إلى فهم منصة وعروض IBM، بما في ذلك أنظمة Power لأنظمة AIX و iSeries. توفر هذه المنصة أنظمة مُصممة لأحمال عمل IBM i مع تقنية الافتراضية المتكاملة Power-VM. تستحق خوادم IBM الأخرى الاهتمام، والتي تُعد أساس تقنية وحدة المعالجة المركزية من IBM. يُمكن ذلك من التوافق مع أحمال عمل المؤسسات.

أسئلة وأجوبة

س: هل يمكن تشغيل التطبيقات الحديثة على نظام IBM z16؟

ج: نعم. على الرغم من أن العديد من التطبيقات تم إنشاؤها لبنى مختلفة، إلا أن IBM لديها أدوات لمساعدة في نقل التطبيقات من منصات أخرى. علاوة على ذلك، يتم تطوير معظم التطبيقات الحديثة اليوم مع التركيز على السحابة والحاويات. وهذا يجعل نشر هذه التطبيقات على أنظمة IBM أسهل.

س: ما هو مستقبل وحدات المعالجة المركزية من IBM؟

ج: تهدف IBM إلى توفير بنى حوسبة أكثر قوة تُعالج التحديات الناشئة في أمان البيانات، وقوة المعالجة، والبيئات السحابية الهجينة. تُستثمر في الحوسبة الكمومية، والتي يمكن أن تُعيد تعريف مفاهيم الحوسبة، وتستمر في تحسين أنظمتها الكلاسيكية.

س: كيف تُعالج وحدة المعالجة المركزية من IBM التنفيذ المتعدد للخيوط؟

ج: يتم تنفيذ التنفيذ المتعدد للخيوط من IBM باستخدام المعالجة المتزامنة (SMT)، والتي تسمح للنواة بتنفيذ خيوط متعددة بشكل متزامن. يمكن أن تحتوي كل نواة على ما يصل إلى ثمانية خيوط أجهزة يتم جدولة بواسطة نظام التشغيل.

س: ما هو الفرق بين بنية Power و z؟

ج: تُستخدم بنية Power للحوسبة العامة، بينما صُممت بنية z خصيصًا لخوادم المؤسسات. يتم تحسين ميزات التصميم المحددة، مثل التشفير، وإدارة عبء العمل، ومعالجة إدخال/إخراج، للموثوقية والأمان في بنية z.

س: ما هي سرعة ساعة وحدة المعالجة المركزية من IBM؟

ج: تُعد سرعة الساعة عاملاً أساسيًا لتحديد أداء وحدة المعالجة المركزية. ومع ذلك، لا تُحدد IBM سرعات ساعة وحدات المعالجة المركزية IBM z16 وPower10. بدلاً من ذلك، تركز على الإنتاجية الإجمالية وكفاءة معالجة التعليمات.