CPU چیست؟ واحد پردازش مرکزی، مغز متفکر کامپیوترها

shape
shape
shape
shape
shape
shape
shape
shape

CPU چیست؟ CPU  به عنوان مغز کامپیوتر شناخته می‌شود و یکی از اجزای سخت‌افزاری کامپیوتر است؛ که وظیفه تفسیر و اجرای دستوراتی را که از دیگر سخت‌افزارها و نرم‌افزارهای کامپیوتر دریافت می‌کند، بر عهده دارد.

 CPUدر اکثر دیوایس‌ها از جمله کامپیوترها، لپ‌تاپ‌ها، تبلت‌های کامپیوتری یا ویندوزی، تلفن‌های هوشمند و حتی تلویزیون های صفحه فلت خانگی وجود دارد.

Intel و AMD دو تولیدکننده محبوب CPU برای پی‌سی، لپ‌تاپ و سرور هستند. در حالی‌که Apple، NVIDIA و Qualcomm از سازندگان مطرح CPU برای تلفن‌های هوشمند و تبلت هستند.

CPU را معمولا با این اسم‌ها هم می‌شناسیم: پردازنده، پردازنده کامپیوتر، ریز پردازنده، پردازنده مرکزی و مغز کامپیوتر .

محل قرارگیریCPU

CPU های مدرن معمولا کوچک و مربعی شکل با بسیاری از اتصالات فلزی کوتاه و گرد در قسمت زیرین خود هستند. برخی از  CPUهای قدیمی به جای اتصالات فلزی داری پین هستند.

روی مادربرد سوکتی مخصوص CPU وجود دارد. بعد از این‌که CPU را در این سوکت قراردادیم اهرمی کنار سوکت وجود دارد که وقتی آن را می‌بندیم CPU سر جایش محکم می‌شود.

 یکی از مشکلات  CPUهای مدرن این است که مدت زمان کوتاهی پس از اجرا بسیار داغ می‌شوند. برای از بین بردن این گرما همیشه لازم است یک فن و هیت‌سینک مستقیما روی CPU نصب کنیم. این فن و هیت‌سینک معمولاهنگام خرید همراه CPU هستند. البته گزینه‌های حرفه‌ای‌تری هم برای خنک کردن CPU وجود دارد. از جمله کیت خنک‌کننده آب و واحدهای تغییر فاز؛ که معمولا گیمرها از این وسایل استفاده می‌کنند.

سوکت CPU
نحوه قرار دادن CPU در سوکت.

 

نکته: هنگام نصب CPU  باید بسیار مراقب باشید. چرا که آن مدل پردازنده هایی که دارای پین هستند بسیار آسیب پذیرند و چنانچه این پین ها خم شوند دچار دردسر خواهید شد.

سرعت کلاک CPU چیست؟

سرعت کلاک یک CPU تعداد دستورالعمل‌هایی است که در هر ثانیه پردازش می‌کند و با گیگاهرتز اندازه گیری می‌شود.

مثلا،  CPU ای که دارای سرعت کلاک ۱ هرتز است، می‌تواند در هر ثانیه یک قطعه دستورالعمل را پردازش کند. اگر بخواهیم کمی واقعی تر بگوییم، یک CPU با سرعت کلاک ۳.۰ گیگاهرتز می‌تواند سه میلیارد دستورالعمل را در هر ثانیه پردازش کند.

هسته‌ CPU چیست؟

برخی از دیوایس‌ها از پردازنده تک هسته‌ای استفاده می‌کنند. در حالی‌که برخی دیگر، پردازنده دو هسته‌ای ( یا چهار هسته‌ای و…. ) دارند. فعالیت دو واحد پردازنده به‌طور همزمان به این معناست که CPU می‌تواند همزمان در هر ثانیه دوبار دستورالعمل‌ها را پردازش کند؛ که عملکرد را به شدت افزایش می‌دهد.

برخی از CPU ها می‌توانند هر هسته فیزیکی موجود را به دو هسته مجازی سازی تبدیل کنند؛ به  این روش معروف، Hyper Threading می‌گویند. مجازی سازی به این معناست که یک CPU چهار هسته‌ای می‌تواند مانند یک CPU هشت هسته‌ای عمل کند. البته این را نیز باید گفت که  هسته‌های فیزیکی عملکرد بهتری نسبت به هسته‌های مجازی دارند.

برخی نرم‌افزارها از مفهومی به نام چند نخی استفاده می‌کنند. در واقع اینCPU  است که قابلیت استفاده از چند نخی را به نرم‌افزار می‌دهد. نرم‌افزارها از چیزی به نام پراسس یا فرایند برای انجام فعالیتشان استفاده می‌کنند. هر فرایندی یک یا چند وظیفه مختلف دارد که توسط cpu پردازش می‌شود. حال می‌توان وظایف فرایندها را نیز بین نخ‌ها توزیع نمود تا هر نخ یک وظیفه مشخص را با cpu  به انجام برساند. اگر یک cpu  قابلیت چند نخی داشته باشد وظایف نرم‌افزار بین این نخ‌ها توزیع‌شده و می‌توانند به صورت موازی اجرا شوند. نتیجه این کار سرعت بیشتر cpu  و نرم‌افزار خواهد بود. اکثر پردازنده‌های جدید از قابلیت چند نخی پشتیبانی می‌کنند.

Intel core i5  در مقابل Intel core i7

برخی از CPUها سریعتر از برخی دیگر هستند. همانطور که احتمالا از نامگذاری پردازنده‌ها متوجه شده‌اید، تراشه‌های Intel Core i7 کیفیت بهتری نسبت به Intel Core i5 دارند. و این دو نیز عملکرد بهتری نسبت به تراشه i3 دارند. این‌که چرا عملکرد آن‌ها بهتر یا بدتر از یکدیگر است کمی پیچیده‌ اما قابل درک است.

پردازنده‌های Core i3 Intel پردازنده‌های دو هسته‌ای هستند. در حالی‌که پردازنده های i5 و i7 چهار هسته‌ای هستند.

توربو بوست یک ویژگی در تراشه های i5 و i7 است که  به پردازنده توانایی افزایش سرعت کلاک خود از سرعت پایه را می‌دهد. مثلا پردازنده ای که دارای این ویژگی است می تواند سرعت خود را از ۳.۰ گیگاهرتز تا ۳.۵ گیگاهرتز افزایش دهد. تراشه های Core i3 Intel این ویژگی را ندارند. پردازنده‌هایی از ویژگی اورکلاک برخوردارند که مدل آن‌ها به حرف «K» ختم می‌شود.

Hyper Threading باعث می‌شود که هر هسته پردازنده دو نخ را پردازش کند. این بدین معناست که پردازنده‌های i3 با Hyper Threading فقط چهار نخ را به صورت همزمان پردازش می‌کنند. ( چون که این پردازنده‌ها دو هسته‌ای هستند.) پردازنده‌های Intel Core i5 از قابلیت Hyper Threading پشتیبانی نمی‌کنند. اما با توجه به تعداد هسته‌هایی که دارند می‌توانند به طور همزمان با چهار نخ کار کنند. پردازنده‌های i7 نیز از این فناوری پشتیبانی می‌کنند. به همین علت( چهار هسته ای بودن) می‌توانند همزمان ۸ نخ را پردازش کنند.

CPU
چند نمونه از CPU های اینتل

اطلاعات بیشتر درباره CPU

این که یک CPU بهتر از CPU دیگر باشد تنها به این دلیل نیست که تعداد هسته های بیشتری  دارد یا سرعت کلاکش بیشتر است. این موضوع اغلب به نرم‌افزاری که روی کامپیوتر اجرا می‌شود بستگی دارد.

یک CPU ممکن است سرعت کلاک کمتری داشته باشد اما چهار هسته ای باشد. در صورتی که CPU دیگر می تواند سرعت کلاک بالایی  داشته باشد اما دو هسته ای باشد. تصمیم گیری درمورد این که کدام CPU بهتر است کاملا به این بستگی دارد  که چه استفاده ای از آن ها می شود.

مثلا CPU ای که برای ویرایش ویدئو انتخاب می شود بهتر است یک CPU چند هسته ای با سرعت کلاک کمتر باشد تا اینکه یک CPU تک هسته ای با سرعت کلاک بالا.

کش CPU چیست؟

یکی دیگر از اجزای اصلی CPU کش است. کش CPU چیست؟ کش CPU مانند یک مکان موقت برای داده هایی است که معمولا استفاده می شود. CPU به جای این که هر بار داده ها را از حافظه اصلی (رم) فراخوانی کند، داده‌هایی را که بیشتر استفاده می شوند تشخیص می دهد وآن‌ها را در کش دخیره می کند و سپس هنگام نیاز مجددا به کش مراجعه می‌کند. کش بسیار سریع‌تر از رم است چون داخل خود CPU قرار دارد. همچنین قیمت کش به علت تکنولوژی ساخت آن بسیار بالاتر از رم است.

اینکه کامپیوتر شما بتواند یک سیستم عامل ۳۲ بیتی یا ۶۴ بیتی را اجرا کند، بستگی به اندازه واحد‌هایی دارد که CPU می‌تواند آن‌ها را پردازش کند. پردازنده‌های ۶۴ بیتی می‌توانند به حافظه بیشتری دسترسی داشته باشند؛ به همین دلیل است که سیستم عامل‌ها و برنامه‌های ۶۴ بیتی نمی‌توانند روی  پردازنده‌های ۳۲ بیتی نصب شوند.

علاوه‌بر پردازنده‌های استاندارد موجود در کامپیوترهای تجاری، نوع دیگری از پردازنده‌ها به نام پردازنده‌های کوآنتونومی در کامپیوتر‌های کوآنتونومی و با استفاده از علم مکانیک کوآنتونوم تولید شده‌اند.

دیدگاهتان را بنویسید

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