Blog

CPU چیست ؟

توسط سخت افزاردر 7 نوامبر 2020

CPU چیست ؟

CPU چیست ؟ یکی از اجزای اصلی کامپیوتر ها و لپ تاپ ها ، CPU می باشد .

CPU مخفف کلمه ی Central Procesing Unite ، به معنای واحد پردازش مرکزی است و همانطور که از نامش پیداست ،

پردازش تمامی قسمت های کامپیوتر بر عهده ی این قطعه ی مهم می باشد و

تمامی فرمان ها و اطلاعات را مورد پردازش قرار می دهد .
در واقع یکی از مهم ترین نکاتی که باید در موقع خریدن سیستم های کامپیوتری مختلف در نظر داشت ،

نوع و میزان کشش CPU است ، چرا که از CPU به عنوان مغز کامپیوتر یاد می شود .

درست است که CPU تنها واحد پردازشی رایانه نمی باشد ، ولی به جرات می توان گفت که مهم ترین آنها می باشد و

این بدان معنی است که از ارزش بسیار بالایی در کامپیوتر ها برخوردار است .

CPU تقریبا همه ی دستورات داده شده توسط سخت افزار و نرم افزار سیستم را دریافت کرده و آن ها را توسط عملگر های منطقی ،

محاسبات ریاضی و انواع مقایسه ها مورد پردازش قرار می دهد .

این قطعه ی مربع شکل معمولا روی برد تمامی دستگاه های گوشی ، موبایل ، تبلت ، لپ تاپ ، تلویزیون و رایانه های رومیزی وجود دارد .

این قطعه معمولا با دیگر سخت افزار ها وارد تعامل می شود و کارهای آن ها را برنامه ریزی میکند و

پس از پردازش کردن فعالیت دیگر سخت افزار ها ، برای آن ها برنامه ریزی می کند و کار را به بهترین شکل انجام می دهد .

یکی از بارزترین مثال هایی که می توان به CPU تشبیه کرد ، مغز انسان است .

یک انسان بدون داشتن دست ، پا و اندام های دیگر میتواند به زندگی ادامه دهد ولی ،

بدون داشتن مغز هرگز نمیتواند ببیند ، بشنود ، تحلیل و بررسی کند و در اصل می میرد .

مشخصه های مهم پردازنده :

تمامی پردازنده ها دارای سه مشخصه ی مهم هستند که این مشخصه ها تاثیر بسیار زیادی در توانایی،

انجام کار آنها دارد و ارزش CPU بر اساس این شاخصه ها مشخص می شود .

این سه مشخصه هسته های پردازشگر ، حافظه ی Cache و سرعت عملکرد پردازشگر می باشد .

حافظه Cache :

یکی از مشخصه های مهم CPU ، در واقع حافظه ی کش Cache می باشد .

این حافظه معمولا چندین مگابایت فضای ذخیره سازی اطلاعات دارد و

یکی از دلایل افزایش قیمت CPU ها ، بیشتر بودن حافظه ی کش می باشد .

بدیهی است که هرچقدر حافظه ی کش CPU بیشتر باشد ، قیمت آن نیز بالاتر است و

علاوه بر آن تاثیر مستقیم بر روی سرعت عملکرد CPU دارد .

اطلاعاتی که در کش ذخیره می شود در این حافظه (Cache) باقی می ماند .

در واقع Cache وظیفه ی حفظ داده ها را دارد .

پردازنده برای به دست آوردن داده ، ابتدا حافظه ی کش را چک میکند و

پس از نیافتن اطلاعات ، به سراغ حافظه های دیگر از جمله رم می رود .

سرعت عملکرد CPU :

سرعت عملکرد پردازش یکی از مهم ترین شاخصه هایی است که در هنگام تهیه نمودن یک CPU باید به آن توجه کنیم .

در واقع سرعت پردازنده یا همان CPU تعداد فعالیتی است که یک هسته،

می تواند در طول یک ثانیه انجام دهد و واحد آن هرتز می باشد .

هرچه سرعت عملکرد پردازنده بیشتر باشد سرعت انجام کار بالا می رود و

شما احساس رضایت بیشتری نسبت به نوع عملکرد CPU دستگاه خود میکنید .

توجه داشته باشید که این شاخصه هم ارتباط مستقیم با قیمت CPU دارد ،

یعنی هرچه CPU سرعت عملکرد بیشتری داشته باشد ،

شما باید هزینه ی بیشتری برای دریافت CPU متحمل شوید .

هسته های CPU :

سومین مورد از مشخصه های مهم در CPU ، هسته های پردازشگر می باشد .

این هسته ها هرکدام به طور مستقل عملیات پردازش را انجام می دهند .

امروزه هسته های CPU از یکی بیشتر شده و ۲ یا ۴ یا ۸ و یا حتی ۱۶ هسته ای در بازار موجود است .

وجود هسته های بیشتر در CPU این امکان را به استفاده کننده می دهد ،

که طبق یک روش عمل کرد موازی ، دستورات داده شده را سریعتر پردازش کنند .

افزایش تعداد هسته ها همیشه دلیل بر افزایش سرعت پردازش هسته نمی باشد،

چراکه هنوز هم چیپ هایی هستند که تعداد هسته ی بالایی دارند،

ولی از روش عملکرد پردازش موازی استفاده نمیکنند .

البته با پیشرفت تکنولوژی این هسته ها می توانند درون خود به دو هسته ی مجازی تبدیل شوند و

این عمل را در واقع با یک هسته ی مجازی انجام دهند که این میتواند بهترین عمل و بهترین عملکرد باشد .

شیوه عملکرد سی‌پی‌یو چگونه است ؟

در طی سال‌های متمادی از زمانی که نخستین سی‌پی‌یو عرضه شد، بهبودهای زیادی در آن‌ها ایجاد شده است.

اما علی‌رغم این واقعیت، هنوز هم کارکرد اصلی سی‌پی‌یو شامل سه مرحله ساده است:

واکشی (Fetch)، کدگشایی (Decode) و اجرا (Execute).

واکشی:

همان‌طور که از نام آن بر می‌آید در این مرحله سی‌پی‌یو یک دستورالعمل را دریافت می‌کند.

این دستورالعمل به صورت یک سری از اعداد است و از RAM به سی‌پی‌یو ارسال می‌شود.

هر دستورالعمل تنها بخشی کوچکی از یک عملیات است.

بنابراین سی‌پی‌یو باید بداند که دستورالعمل بعدی چیست.

آدرس دستورالعمل کنونی به وسیله شمارنده برنامه یا پی‌سی (PC) نگهداری می‌شود.

سپس این پی‌سی به همراه دستورالعمل‌ها در ثبات (Register) دستورالعمل یا IR درج می‌شود.

در نهایت طول پی‌سی برای ارجاع به آدرس دستورالعمل بعدی بسط می‌یابد.

کدگشایی:

زمانی که دستورالعملی واکشی شده و در ثبات دستورالعمل ذخیره شد،

سی‌پی‌یو دستورالعمل‌ها را به یک مدار که مدار کدگشایی دستورالعمل نامیده می‌شود، ارسال می‌کند.

در این مرحله دستورالعمل به سیگنال‌هایی تبدیل می‌شود که برای اقدام‌های مختلف به اجزای متفاوت سی‌پی‌یو ارسال می‌شود.

اجرا:

در مرحله نهایی دستورالعمل‌های کدگشایی شده به اجزای مرتبط سی‌پی‌یو ارسال می‌شوند تا اجرا شوند.

نتیجه کار معمولاً در ثبات سی‌پی‌یو نوشته می‌شود تا بتوان در دستورالعمل‌های بعدی به آن ارجاع داد.

این قسمت مانند حافظه ماشین‌حساب عمل می‌کند.

تعداد هسته‌ها :

در ابتدا سی‌پی‌یوها تنها یک هسته داشتند.

این یعنی واحد پردازش مرکزی به انجام تنها یک مجموعه از وظایف محدود بود.

این یکی از دلایلی بود که در آن زمان رایانه‌ها را با وجود تأثیرگذار بودن، نسبتا کند و وقت‌گیر می‌کرد.

بعد از ساخت پردازنده‌ی تک‌هسته‌ای، تولیدکنندگان به فکر راه‌هایی برای ارتقاء عملکرد آن افتادند.

یکی از این راه‌ها به ساخت پردازنده‌های چندهسته‌ای منتهی شد.

به‌طوری‌که این روزها احتمالا عبارات دوهسته‌ای چهارهسته‌ای و حتی هشت‌هسته‌ای را فراوان شنیده‌اید.
یک پردازنده‌ی دوهسته‌ای به زبان ساده یعنی دو سی‌پی‌یو مجزا روی یک تراشه.

با افزایش تعداد هسته‌ها، سی‌پی‌یوها قادر به مدیریت پردازش‌های چندگانه به‌صورت همزمان شدند.

این موضوع منجر به افزایش عملکرد و کاهش زمان پردازش شد.

دوهسته‌ای به سرعت راه را برای چهارهسته‌ای باز کرد و حتی پردازنده‌های هشت‌هسته‌ای پس از آن پدیدار شدند.

امروزه به لطف فراریسمانی (Hyper-Threading) رایانه‌ی شما می‌تواند به گونه‌ای عمل کند که گویی ۱۶ هسته‌ی پردازشی دارد.

درک مشخصات :

داشتن دانش درباره‌ی عملکرد سی‌پی‌یو و برندهای مختلف و تعداد هسته‌ها می‌تواند مفید باشد؛

اما گزینه‌های بسیاری در بازار وجود دارند که دارای مشخصات رده‌بالای یکسانی هستند.

در این مواقع، مشخصه‌های دیگری وجود دارند،

که در زمان خرید به تصمیم‌گیری بهتر شما در انتخاب سی‌پی‌یو کمک خواهند کرد.

موبایل در برابر دسکتاپ :

رایانه‌ها همواره دستگاه‌های الکترونیکی بزرگی بوده‌اند که توسط منبع برق تغذیه می‌شدند.

اما، حرکت به سمت موبایل و ظهور گوشی‌ هوشمند این وضعیت را به وجود آورد که ما همواره یک رایانه را همراه خود داریم.

پردازنده‌های موبایل برای عملکرد بهینه با مصرف انرژی کم طراحی شده‌اند تا باتری دستگاه تا حد ممکن دیرتر خالی شود.

تولیدکنندگان سی‌پی‌یو، پردازنده‌های موبایل و دسکتاپ خود را با وجود داشتن تفاوت زیاد به یک شکل نام‌گذاری می‌کنند و

تنها پیشوندهای متفاوت برای آن‌ها در نظر می‌گیرند.

پیشوند پردازنده‌های موبایل U است که نشان از فوق کم‌مصرف بودن دارد.

HQ نشانه‌ی عملکرد بالای گرافیکی و HK ضمن گرافیک بالا، نشان‌دهنده‌ی قابلیت اورکلاک است.

پیشوندهای دسکتاپ شامل K به معنی قابلیت اورکلاک و T به معنی کم‌مصرف بودن هستند.

پردازنده داده‌ها را به‌صورت مداوم دریافت نمی‌کند؛

بلکه داده‌ها در قالب تکه‌هایی به نام واژه (Word) به آن می‌رسند.

پردازش به تعداد بیت‌هایی که در هر واژه وجود دارد محدود می‌شود.

وقتی اولین بار پردازنده‌های ۳۲ بیت طراحی شدند، اندازه‌ی واژه‌ی دریافتی به طرز غیر قابل‌ باوری بزرگ به نظر می‌رسید؛

اما خیلی زود پشتیبانی از رم بالای ۴ گیگ به رایانه‌ها اضافه و راه برای پردازنده‌های ۶۴ بیت باز شد.

مغزهای عملیات :

سی‌پی‌یو واقعا مغز رایانه است.

هر عملیات محاسباتی در رایانه توسط سی‌پی‌یو انجام می‌گیرد.

در واقع وجود سایر اجزای کامپیوتر برای پشتیبانی از عملیات سی‌پی‌یو است.

پیشرفت‌های فناوری پردازنده، مانند فراریسمانی و چندهستگی؛ نقش مهمی در انقلاب فنی ایفا کرده‌‌اند.

با دانستن تفاوت بین پردازنده‌ی دوهسته‌ای اینتل i7 و

پردازنده‌ی چهارهسته‌ای AMD X4 860K می‌توانید انتخاب سریع‌تر و آسان‌تری داشته باشید.

همچنین می‌توانید با یک انتخاب متناسب با نیاز در هزینه‌های خود صرفه‌جویی کنید.

ضمنا سی‌پی‌یو با وجود اهمیت زیاد، همیشه تنها راه برای ارتقاء کامپیوتر شخصی شما نیستند.

انواع CPU از گذشته تا به امروز :

شرکت اینتل یکی از پر قدرت ترین شرکت ها در زمینه ی ساخت انواع چیپ ،

به خصوص چیپ های GPU و CPU میباشد .

چیپ های CPU شرکت اینتل از گذشته تا کنون انواعی داشتند که در زیر برایتان توضیح داده ایم .

انواع چیپ اینتل
core 2 solo
core 2 Due
core 2 quad
core i 3
core i 5
core i 7

پس از این شرکت ، شرکت AMD قرار گرفته است .

این شرکت چیپ های خوبی را تولید و روانه ی بازار میکند ،

ولی کیفیت این چیپ ها در مقایسه با چیپ های اینتل ضعیف است .

در واقع اگر میخواهید یک سیستم معمولی داشته باشید می توانید از این چیپ ها استفاده کنید .

در رتبه های بعدی شرکت های IBM و Nvidia قرار گرفته اند،

که به مراتب کیفیت چیپ هایشان از دو شرکت بالایی کمتر است .

دیدگاه خود را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

    سبد خرید
    question