مقدمة عن معالجات الهواتف الذكية
يُعرّف معالج الهاتف الذكي بأنه مكون يتحكم بجميع الأوامر والمكونات في الهاتف ويضمن عملها بصورة صحيحة، ويمكن تشبيهه بعقل الإنسان، ويكون ذلك من خلال نقل كل إجراء يقوم به المستخدم على الهاتف الذكي مباشرة إلى المعالج، ثم يتم تحويل هذه الإجراءات إلى تغييرات مرئية على الشاشة، ويحدث كل هذا في جزء من الثانية، فعلى سبيل المثال، عند فتح بعض الصور في أحد التطبيقات، يتم تسجيل هذا الإجراء بواسطة المعالج وتخزينه في ذاكرة الجهاز، بعد ذلك يتم ترجمة الإجراء إلى الآحاد والأصفار في مرحلة فك التشفير، ثم يتم حفظ التعليمات بلغة يفهمها الهاتف الذكي، بعدها يكون جاهزًا للتنفيذ - بحيث يقوم المعالج بنقل الآحاد والأصفار على الشاشة - لعرض الصورة على الشاشة، وأخيرًا، يتم حفظ التعليمات المنفذة في ذاكرة التسجيل أثناء مرحلة الحفظ.
تعتمد السرعة التي يعالج بها المعالج إجراءً معينًا على عدد من العوامل، مثل عدد أنوية المعالج وسرعة الساعة أو معدل الساعة والتي تشير إلى مدى سرعة تنفيذ المعالج لإرشادات معينة، بحيث تعمل المعالجات ذات السرعات المنخفضة على مدار الساعة وذات العدد الأقل من أنوية المعالج (في بعض الأحيان) بصورة أبطأ من المعالجات ذات السرعات العالية للساعة والعدد الكبير من نوى المعالج.[1]
معلومات عن معالج الهواتف الذكية
تعد معالجات الهواتف الذكية اليوم قوية جدًا لدرجة أنها تكاد تكون بنفس قوة جهاز الحاسوب، وتأتي المعالجات الآن بمزيد من النوى، حيث كانت في البداية ذات نواة واحدة، ثم أصبحت ثنائية النواة، والآن يوجد معالج رباعي النواة وسداسي النواة وحتى ثماني النواة، وفيما يلي المزيد من المعلومات:[2]
1. تعريف النواة: عنصر موجود في المعالج الرئيسي يقرأ التعليمات وينفذها، وكما أُشير سابقًا بدأت الأجهزة بمعالج أحادي النواة، ثم تم ابتكار أجهزة أكثر قوة من خلال تضمين المزيد من النوى في جهاز واحد، وقد أدى ذلك إلى أجهزة ثنائية النواة، وسرعان ما ظهرت معالجات رباعية النوى، والآن هنالك هواتف ذكية وأجهزة لوحية سداسية (ستة) وثمانية النواة (ثمانية).
2. فائدة النوى المتعددة: كلما زاد عدد النوى زادت سرعة تقسيم العمل الذي يتطلب من الهاتف القيام به، وهذا يعني أن النوى المتعددة تجعل عمليات تنفيذ الأوامر سريعة، بحيث يتم تحميل التطبيقات بسرعة، والتقاط صور عالية الجودة أو مقاطع فيديو عالية الدقة، وبصورة عامة، كلما زاد عدد النوى كان الأداء أفضل.
3. هل الهاتف الذكي ثماني النواة أسرع بمرتين من الهاتف رباعي النواة: الجواب لا، فالمعالج ثماني النواة أسرع من المعالج رباعي النواة فقط عند تشغيل تطبيق يستفيد من قدراته أو عند القيام بمهام متعددة، فعلى سبيل المثال، قد يكون هنالك نواة واحدة تعمل على تصفح الويب، بينما تكون نواة أخرى جاهزة لاستقبال مكالمة، بحيث يستمر كل من تصفح الويب والمكالمة الهاتفية دون عوائق، ولكن ليس بالضرورة أسرع مرتين.
4. ما هي العوامل الأخرى المتضمنة: المعالج هو مكون واحد فقط من الجهاز الذكي، بحيث يوجد أيضًا وحدة معالجة رسومات وذاكرة وصول عشوائي للذاكرة قصيرة المدى وهوائيات لشبكات Wi-Fi وGPS وغير ذلك الكثير، ويعمل كل ذلك معًا كوحدة واحدة ويجب أخذها جميعًا في الاعتبار عند شراء هاتف ذكي أو جهاز لوحي.
هندسة أجهزة الهواتف الذكية
يستخدم كل هاتف ذكي حديث اليوم بنية نظام على شريحة (SoC) مع المكونات الأساسية الثلاثة التالية:[3]
1. معالج التطبيق الذي يقوم بتنفيذ برنامج التطبيق الخاص بالمستخدم مع تعليمات من البرنامج الوسيط ونظام التشغيل (OS).
2. معالج النطاق الأساسي (أو المودم) بمكونات نظام التشغيل الخاصة به، ويقوم بإرسال واستقبال راديو النطاق الأساسي للصوت والفيديو والبيانات.
3. أجهزة طرفية مختلفة لواجهة المستخدم.
الهيكل العام للهاتف الذكي
يمكن اعتبار الهواتف الذكية أجهزة حاسوب صغيرة، حيث يحتوي على معالج وذاكرة وأجهزة إدخال وإخراج (لوحة مفاتيح وشاشة وواجهة USB وواجهة سماعة رأس وكاميرا وما إلى ذلك) وقنوات I / O، ويتصل الهاتف المحمول بالمحطة الأساسية من خلال بروتوكول واجهة هوائية (مثل GSM وCDMA وPHS وما إلى ذلك)، والذي يمكنه نقل الصوت والبيانات.[4]