CPU چیست و چه کاری انجام می‌دهد

ساخت وبلاگ

در دنیای فناوری آنچه بسیار کاربرد دارد، کلمات مخفف است؛ عبارت هایی که شاید تعدد آن ها باعث سردرگمی کاربران شود. یکی از این عبارات که اهمیت بالایی داردCPUاست. هنگام خرید کامپیوتر شخصی یا نوت بوک، مشخصه ای که باید بیش از همه به آن توجه کرد سی پی یو است. شاید تصمیم گیری بینAMDو اینتل، دوهسته ای و چهارهسته ای، i3 و i7 به دلیل عدم دانش کافی از تفاوت آن ها برای کاربران دشوار باشد؛ به همین دلیل در این مطلب به ویژگی های سی پی یو و میزان اهمیت هر بخش از آن خواهیم پرداخت.

سی پی یو چیست؟

پردازنده

واحد پردازش مرکزی (CPU) که از آن با عنوان مغز رایانه یاد می شود، تنها واحد پردازشی رایانه نیست؛ اما مهم ترین آن ها به شمار می رود. سی پی یو در واقع آن بخش از رایانه است که اقدامات، محاسبات و اجرای برنامه ها را بر عهده دارد.

سی پی یو داده های دستوری را ازRAMدریافت، کدگشایی و پردازش می کند و تحویل می دهد. سی پی یو در انواع و اقسام دستگاه ها از رایانه و لپ تاپ گرفته تا گوشی هوشمند، تبلت و تلویزیون هوشمند وجود دارد. این تراشه ی کوچک و معمولا مربع شکل روی بورد اصلی دستگاه ها قرار می گیرد و با سایر سخت افزارها برای اجرای رایانه ی شما در تعامل است.

طرز کار سی پی یو

از اولین پردازنده هایی که ظهور کردند، تاکنون پیشرفت های زیادی در طول سالیان حاصل شده است. با این وجود، عملکرد پایه ی سی پی یو شامل سه گام واکشی (Fetch)، رمزگشایی (Decode) و اجرا (Execute) به قوت خود باقی مانده است.

واکشی (Fetch)

واکشی به دریافت دستورالعمل گفته می شودY دستورالعملی که در غالب صفر و یک و از طریق رم به سی پی یو ارسال می شود. هر دستور تنها بخش کوچکی از یک عملیات است. بنابراین، سی پی یو نیازمند این است که بداند دستورالعمل بعدی چیست. نشانی دستور فعلی توسط یک شمارشگر برنامه (PC) نگه داشته می شود. سپسPC و دستورالعمل ها در قسمت ثبت دستور (IR) قرار می گیرند. بعد از آن طول PC افزایش پیدا می کند تا به نشانی دستورالعمل بعدی ارجاع دهد.

پردازنده صفر و یک

رمزگشایی (Decode)

وقتی یک دستور، واکشی و در IR ذخیره می شود، سی پی یو دستور را به مداری به نام رمزگشای دستور منتقل می کند. این مدار دستور را به سیگنال هایی تبدیل می کند که برای فعالیت به بخش های دیگر سی پی یو فرستاده می شود.

اجرا (Execute)

در گام نهایی، دستورات رمزگشایی شده برای تکمیل به بخش های مربوطه در سی پی یو ارسال می شوند. نتایج معمولا در بخشی از سی پی یو ثبت می شوند تا در دستورالعمل های آتی به آن ها رجوع شود. برای درک بهتر می توانید این روند را به عملکرد حافظه ی ماشین حساب تشبیه کنید.

تعداد هسته ها

در ابتدا سی پی یوها 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 رایانه ها را با وجود تأثیرگذار بودن، نسبتا کند و وقت گیر می کرد. بعد از ساخت پردازنده ی تک هسته ای، تولیدکنندگان به فکر راه هایی برای ارتقاء عملکرد آن افتادند. یکی از این راه ها به ساخت پردازنده های چندهسته ای منتهی شد. به طوری که این روزها احتمالا عبارات دوهسته ای چهارهسته ای و حتی هشت هسته ای را فراوان شنیده اید.

سی پی یو CPU

یک پردازنده ی دوهسته ای به زبان ساده یعنی دو سی پی یو مجزا روی یک تراشه. با افزایش تعداد هسته ها، سی پی یوها قادر به مدیریت پردازش های چندگانه به صورت همزمان شدند. این موضوع منجر به افزایش عملکرد و کاهش زمان پردازش شد. دوهسته ای به سرعت راه را برای چهارهسته ای باز کرد و حتی پردازنده های هشت هسته ای پس از آن پدیدار شدند. امروزه به لطف فراریسمانی (Hyper-Threading) رایانه ی شما می تواند به گونه ای عمل کند که گویی ۱۶ هسته ی پردازشی دارد.

درک مشخصات

داشتن دانش درباره ی عملکرد سی پی یو و برندهای مختلف و تعداد هسته ها می تواند مفید باشد؛ اما گزینه های بسیاری در بازار وجود دارند که دارای مشخصات رده بالای یکسانی هستند. در این مواقع، مشخصه های دیگری وجود دارند که در زمان خرید به تصمیم گیری بهتر شما در انتخاب سی پی یو کمک خواهند کرد.

موبایل در برابر دسکتاپ

رایانه ها همواره دستگاه های الکترونیکی بزرگی بوده اند که توسط منبع برق تغذیه می شدند. اما، حرکت به سمتموبایلو ظهور گوشی هوشمند این وضعیت را به وجود آورد که ما همواره یک رایانه را همراه خود داریم. پردازنده های موبایل برای عملکرد بهینه با مصرفانرژیکم طراحی شده اند تاباتریدستگاه تا حد ممکن دیرتر خالی شود.

تولیدکنندگان سی پی یو، پردازنده های موبایل و دسکتاپ خود را با وجود داشتن تفاوت زیاد به یک شکل نام گذاری می کنند و تنها پیشوندهای متفاوت برای آن ها در نظر می گیرند. پیشوند پردازنده های موبایل U است که نشان از فوق کم مصرف بودن دارد. HQ نشانه ی عملکرد بالای گرافیکی و HK ضمن گرافیک بالا، نشان دهنده ی قابلیت اورکلاک است. پیشوندهای دسکتاپ شامل K به معنی قابلیت اورکلاک و T به معنی کم مصرف بودن هستند.

پردازندهداده ها را به صورت مداوم دریافت نمی کند؛ بلکه داده ها در قالب تکه هایی به نام واژه (Word) به آن می رسند. پردازش به تعداد بیت هایی که در هر واژه وجود دارد محدود می شود. وقتی اولین بار پردازنده های ۳۲ بیت طراحی شدند، اندازه ی واژه ی دریافتی به طرز غیر قابل باوری بزرگ به نظر می رسید؛ اما خیلی زود پشتیبانی از رم بالای ۴ گیگ به رایانه ها اضافه و راه برای پردازنده های ۶۴ بیت باز شد.

سی پی یو CPU

طراحی توان حرارتی

طراحی توان حرارتی در واقع میزان برق بیشینه ای است که سی پی یو مصرف می کند و واحد آن وات است. یک پردازنده ی کم مصرف علاوه بر کاهش مصرف برق حسن دیگری نیز دارد و آن ایجاد گرمای کمتر است.

شکل سوکت سی پی یو

سی پی یو برای این که کار کند باید روی بورد اصلی سوار شود. بنابراین، هنگام انتخاب یک سی پی یو باید مطمئن شوید که سوکت های مادربورد و سی پی یو به هم می خورند.

کش L2 و L3

کش ال۲ و ال۳ حافظه ی اختصاصی سی پی یو است که در هنگام پردازش مورد استفاده قرار می گیرد. هرچه حافظه ی کش بیشتر باشد سرعت عملکرد سی پی یو نیز بالاتر خواهد بود.

فرکانس

فرکانس به سرعت عملکرد پردازنده اطلاق می شود. قبل از ظهور پردازنده های چندهسته ای، فرکانس مهم ترین معیار سنجش بین سی پی یوها بود. امروزه، با وجود تغییر و تحولات زیاد همچنان فرکانس پردازنده نقش مهمی در عملکرد رایانه ها ایفا می کند. به طوری که یک پردازنده ی خیلی سریع دوهسته ای می تواند عملکرد بهتری از یک پردازنده ی کند چهارهسته ای داشته باشد.

مغزهای عملیات

سی پی یو واقعا مغز رایانه است. هر عملیات محاسباتی در رایانه توسط سی پی یو انجام می گیرد. در واقع وجود سایر اجزای کامپیوتر برای پشتیبانی از عملیات سی پی یو است. پیشرفت های فناوری پردازنده، مانند فراریسمانی و چندهستگی؛ نقش مهمی در انقلاب فنی ایفا کرده اند.

با دانستن تفاوت بین پردازنده ی دوهسته ای اینتل i7 و پردازنده ی چهارهسته ای AMD X4 860K می توانید انتخاب سریع تر و آسان تری داشته باشید. همچنین می توانید با یک انتخاب متناسب با نیاز در هزینه های خود صرفه جویی کنید. ضمنا سی پی یو با وجود اهمیت زیاد، همیشه تنها راه برای ارتقاء کامپیوتر شخصی شما نیستند.

علم وفناوری...
ما را در سایت علم وفناوری دنبال می کنید

برچسب : نویسنده : 9elme1404c بازدید : 141 تاريخ : سه شنبه 7 آذر 1396 ساعت: 20:45