پردازنده ها

پردازنده یا CPU، یک برد مدار در داخل یک کامپیوتر است که دستورالعمل ها را از طرف برنامه ها اجرا می کند.

 پردازنده های کامپیوتری مدرن می توانند میلیون ها دستورالعمل را در یک ثانیه پردازش کنند. پردازنده ها تراشه اصلی کامپیوتر در نظر گرفته می شوند.

ارزیابی یک فناوری تازه بدون در نظر گرفتن پردازنده آن سخت است. مشکل اینجاست که رمزگشایی کاری که یک پردازنده انجام می دهد، دشوار است، حتی اگر یک متخصص فنی باشید.

پردازنده ها مغز پشت کامپیوتر هستند. آنها منطقی را که محاسبات را انجام می دهد و برنامه ها را روی رایانه شما اجرا می کند، کنترل می کنند.

در این راهنما، ما قصد داریم در مورد پردازنده‌ها و اجزای سازنده یک پردازنده مدرن صحبت کنیم.

پردازنده چیست؟

پردازنده قطعه ای سخت افزاری است که وظیفه آن تفسیر دستور العمل های درایو کامپیوتر است. پردازنده ها مغز یک کامپیوتر هستند. بدون پردازنده، کامپیوترها نمی توانند برنامه ها را اجرا کنند.

به پردازنده ها واحدهای پردازش مرکزی یا همان cpu نیز گفته میشود. از نظر فنی، بیش از یک پردازنده در یک کامپیوتر وجود دارد، مانند یک واحد پردازش گرافیکی  GPU اما، CPU مسلما مهمترین آنهاست.

واحدهای پردازش دستورالعمل ها را از حافظه دسترسی تصادفی (RAM) کامپیوتر دریافت می کنند. CPU پس از دریافت یک دستورالعمل، یک عمل را رمزگشایی و پردازش می کند. سپس، CPU یک خروجی ارائه می دهد.

واحد پردازش مرکزی در کجا واقع شده است؟

پردازنده ها روی مادربرد کامپیوتر قرار دارند. آنها به یک سوکت CPU یا یک اسلات CPU متصل می شوند. یک اهرم در کنار CPU وجود دارد که برای اطمینان از اتصال آن به مادربرد استفاده می شود.

قطعات یک پردازنده کامپیوتر

یک پردازنده کامپیوتر دارای چهار جزء است: ALU، FPU، رجیسترها و حافظه کش.

واحد منطق محاسباتی (ALU)تمام عملیات حسابی و منطقی را انجام می دهد. با اعداد صحیح که اعداد کامل هستند عمل می کند. واحد ممیز شناور (FPU)، اعداد ممیز شناور را دستکاری می کند، که اعدادی هستند که شامل اعشار هستند.

سپس ثبت نام وجود دارد. رجیستر دستورالعمل های دریافت شده از سایر قسمت های کامپیوتر را نگه می دارد. به ALU می گوید که چه فرآیندهایی را باید انجام دهد و نتایج آن عملیات را ذخیره می کند.

پردازنده ها شامل حافظه L1 و L2 هستند. این حافظه نهان به پردازنده اجازه می دهد تا داده ها را به صورت محلی ذخیره کند، بدون اینکه نیازی به بازیابی آن ها از RAM باشد. گنجاندن این جزء به سریعتر و کارآمدتر شدن CPU کمک می کند.

CPU چگونه کار می کند؟

ممکن است CPU ها بیشتر از هر زمان دیگری زنگ و سوت داشته باشند. آنها در هسته خود از مجموعه فرآیندهای مشابهی استفاده می کنند. این فرآیندها چرخه واکشی-اجرای نامیده می شوند. این چرخه دارای سه مرحله است: واکشی. رمزگشایی و اجرا.

واکشی یا رفت آمد

اولین مرحله در چرخه fetch-execute واکشی است. که شامل دریافت – یا “واکشی” – یک دستورالعمل است. این دستورالعمل از رم به سی پی یو ارسال می شود.

رمزگشایی

CPU یک دستورالعمل را زمانی که از رجیستر دستورالعمل ارسال می شود با استفاده از رمزگشای خود پردازش می کند. CPU دستورالعمل را به یک سری سیگنال تبدیل می کند که می تواند توسط سایر بخش های CPU تفسیر شود.

اجرا کردن

در پایان این فرآیند، کامپیوتر دستورات رمزگشایی شده را اجرا می کند. دستورالعمل ها به قسمت های دیگر یک پردازنده فرستاده می شوند تا اجرا شوند. رجیستر CPU، دستورات را پس از اجرا ذخیره می کند.

این به بهبود سرعت پردازنده کمک می کند زیرا می تواند دستورالعمل هایی را که پردازش کرده است به خاطر بسپارد.

مشخصات CPU

در حالی که CPU ها همه یک کار را انجام می دهند – دستورالعمل های پردازش – مشخصات یک CPU بسته به مورد استفاده آن متفاوت است.

بیایید در مورد چند مورد از مشخصات برتر که باید در مورد آنها بدانید صحبت کنیم.

1. پردازنده های 32 و 64 بیتی

دو نوع اصلی پردازنده وجود دارد: 32 بیتی و 64 بیتی. این اعداد به چند بیت اشاره دارد که می توان همزمان بین بخش های مختلف CPU ارسال کرد.

پردازنده های 32 بیتی به دلیل قدرتشان به شهرت رسیدند. اخیراً رایانه ها قادر به پردازش تا 64 بیت بوده اند. هر چه تعداد بیت بیشتر باشد، پردازنده سریعتر است.

• سرعت ساعت

سرعت ساعت به تعداد دستورالعمل هایی که یک CPU می تواند در ثانیه پردازش کند اشاره دارد. گیگاهرتز (گیگاهرتز) واحد اصلی اندازه گیری برای ردیابی سرعت ساعت است.

شما اعداد گیگاهرتز زیادی را در مشخصات پردازنده خواهید دید. هرچه سرعت کلاک بیشتر باشد، CPU سریعتر کار می کند.

در بیشتر مواقع، زمانی که در حال ارزیابی CPUهای یک نسل هستید، لازم است سرعت ساعت را با هم مقایسه کنید.

این به این دلیل است که در حالی که سرعت ساعت یک عامل تأثیرگذار در سرعت یک پردازنده است، اجزای دیگری نیز وجود دارند که به همان اندازه اهمیت دارند.

• حافظه نهان L2/L3

یک CPU داده های رایج مورد استفاده را در حافظه L2 و L3 ذخیره می کند. به جای اینکه هر بار که CPU نیاز به پردازش یک دستورالعمل دارد، RAM را فراخوانی کند، CPU می تواند برخی از دستورالعمل های رایج را ذخیره کند.

حافظه نهان L2 یا L3 سریعتر از RAM است زیرا بخشی از پردازنده است. هرچه حافظه نهان بیشتر باشد، CPU شما سریعتر است.

هسته های پردازنده چگونه کار می کنند؟

در دوران قدیم محاسبات، یک پردازنده کامپیوتر دارای یک هسته واحد بود. این بدان معنی است که می تواند یک مجموعه از دستورالعمل ها را در هر زمان مشخص انجام دهد.

مهندسان سخت افزار این محدودیت را پشت سر گذاشته اند و امروزه پردازنده های چند هسته ای به یک استاندارد تبدیل شده اند. آنها می توانند دستورالعمل های مختلف را به طور همزمان اجرا کنند.

اکثر کامپیوترهای امروزی بین دو تا چهار هسته دارند. این تنظیمات را به ترتیب “دو هسته ای” و “چهار هسته ای” می شنوید.

برخی از پردازنده ها بسته به هدفشان تا 12 هسته دارند. هرچه یک CPU هسته های بیشتری داشته باشد، پردازنده دستورالعمل های بیشتری را می تواند تفسیر کند.

پردازنده هایی با چندین هسته به سادگی دو یا چند CPU روی یک تراشه واحد هستند. یک پردازنده چهار هسته ای چهار CPU است که همه روی یک تراشه قرار دارند. یک پیوند بین هر هسته وجود دارد تا آنها بتوانند با هم کار کنند.

پردازنده های i7 و پردازنده های i9

هر دو پردازنده i7 و پردازنده i9 در بازار محاسبات مدرن رایج هستند. این اصطلاحات را برای توصیف پردازنده هایی که لپ تاپ ها و دسکتاپ ها استفاده می کنند، خواهید یافت.

i7 یک سری از پردازنده های اینتل است. پردازنده های i7 دارای چهار یا شش هسته و فرکانس بین 2.6 تا 3.7 گیگاهرتز هستند.

آنها مقدار زیادی حافظه کش دارند که به این معنی است که می توانند دستورالعمل های بیشتری را به صورت محلی ذخیره کنند. طراحان، گیمرها و برنامه نویسان اغلب از این پردازنده به دلیل قدرت آن استفاده می کنند.

پردازنده های i9 یک پله بالاتر از پردازنده های i7 هستند. این پردازنده ها بیشتر در رایانه های رومیزی رایج هستند، اگرچه برخی از لپ تاپ ها دارای پردازنده i9 هستند. این پردازنده می تواند تا 4.5 گیگاهرتز اورکلاک شود. آنها بهترین مدل در بازار هستند.

برای اکثر کاربران، یک پردازنده i7 بیش از حد کافی است. در واقع نسل های قبلی مانند i5 برای بسیاری از افراد کافی است. اگر شما یک گیمر یا شخص دیگری هستید که به قدرت محاسباتی زیادی نیاز دارد، ممکن است بخواهید یک پردازنده i9 را ولخرجی کنید.

بسته بندی

CPU ها بخش مهمی از کامپیوتر هستند. این مسئول پردازش داده هایی است که به شما امکان می دهد برنامه ها را روی رایانه خود اجرا کنید. در سال‌های اخیر، پیشرفت‌های زیادی در CPU صورت گرفته است.