مجله ژینکو

سی پی یو (CPU) چیست؟

سی پی یو (CPU) چیست؟

سی پی یو (CPU) بخش اصلی سخت افزار کامپیوتر ها و لپ تاپ ها می باشد در واقع به نام مغز رایانه نامیده می‌شود.

CPU مخفف کلمه ی Central Procesing Unite  ، به معنای واحد پردازش مرکزی است.

سی‌پی‌یو در واقع آن بخش از رایانه است که اقدامات، محاسبات و اجرای برنامه‌ها را بر عهده دارد.

نحوه عملکرد سی پی یو (CPU)

سی‌پی‌یو ورودی‌ها را به صورت دستورالعمل‌هایی از RAM رایانه دریافت می‌کند، سپس عمل مورد نظر را پردازش کرده و در نهایت در خروجی ارائه می‌دهد. سی‌پی‌یو ها در همه نوع دستگاه‌هایی از رایانه تا لپ‌تاپ، گوشی‌های هوشمند، تبلت، و تلویزیون‌های هوشمند حضور دارند.

برای درک بهتر عملکرد CPU، می‌توانید مغز انسان را به یاد آورید. ممکن است انسان بتواند بدون برخی از اعضای دیگر (در کامپیوتر مانند حافظه‌های جانبی و…)، به حیات خود ادامه دهد اما بدون مغز، امکان زندگی صفر است. در واقع شما نمی‌توانید هیچ تصمیمی بگیرید، اطلاعات را پردازش کنید، تصاویر را درک کنید، به سایر اعضا دستور بدهید و … . مغز یک پردازنده قوی همانند CPU است.

در پروسه پردازش دستورات در CPU چهار مرحله اصلی وجود دارد: 

مرحله اول: فراخوانی

در مرحله اول، پردازنده دستوری که باید پردازش کند را از طرف حافظه مربوط به یک برنامه (از طریق RAM یا به صورت مستقیم) دریافت می‌کند. این برنامه ممکن است در حداقل شرایط یک دستور و در حداکثر شرایط بی نهایت دستور را برای پردازش به CPU ارسال کند. دستورها باید در محل‌های جداگانه آدرس دهی شوند، اما مشکل اینجاست که واحد پردازشی CPU نمی‌داند دستورات با چه ترتیب اجرا کند.

برای حل این مشکل یک واحد دیگر به نام PC که مخفف عبارت Program Counter به معنای “شمارنده برنامه” است، وجود دارد. این واحد مسئول حفظ ترتیب و وضعیت دستوراتی است که به پردازنده ارسال می‌شوند. به طور ساده، واحد پردازشی CPU هر یک از آدرس‌هایی که برای پردازش نیاز دارد را از طریق این واحد شمارنده بدست می‌آورد.

مرحله دوم: رمزگشایی

پس از دریافت دستورات، CPU باید بتواند این دستور را درک کند. واحد پردازنده CPU دستورات را در حالت کدهایی OP ( به معنای کدهای پردازشی یا Operation Codes) می‌تواند پردازش کند. کدهای پردازشی زبان قابل درک ماشین و سخت افزارها هستند.

مرحله سوم: پردازش و اجرا

مرحله سوم و البته مهمترین مرحله، پردازش و اجرا است. در این مرحله واحد پردازنده CPU یک دستور باینری را از یک آدرس مخصوص در دست دارد. این واحد تمامی دستورات را به کمک واحد ALU (واحد محاسبه و منطق)، پردازش می‌کند.

سی پی یو (CPU)

در سیستم‌های بزرگ مانند سرورها ممکن است چندین CPU استفاده شود اما در سیستم های شخصی (کامپیوتر های خانگی و لپ تاپ) معمولاً فقط یک فضا (Slot) برای CPU  بر روی برد اصلی (Motherboard یا Mainboard) وجود دارد.

هر مادربورد معمولاً فقط یک Slot برای اتصال به CPU دارد که محدوده خاصی از انواع CPU ها را پشتیبانی می‌کند. یکی از مهمترین نکاتی که در هنگام خرید مادر بورد یا CPU ویا تعوض و آپگرید (Upgrade) پردازنده باید مورد توجه قرار گیرد، نوع پردازنده پشتیبانی شده توسط مادربورد است. ممکن است پردازنده‌ای که قصد خرید را دارید، توسط مادربرد شما پشتیبانی نشود.

شاخص های سی پی یو (CPU) :

1. سرعت پردازنده

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. 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.

2.  حافظه کش

یکی از مشخصه های مهم CPU ، در واقع حافظه ی کش Cache می باشد . این حافظه معمولا چندین مگابایت فضای ذخیره سازی اطلاعات 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، در واقع Cache  وظیفه ی حفظ داده ها را دارد. بدیهی است که هرچقدر حافظه ی کش CPU بیشتر باشد ، قیمت آن نیز بالاتر است.

3. هسته های CPU

در ابتدا هر سی‌پی‌یو تنها یک هسته داشت. این به معنی بود که سی‌پی‌یو در هر لحظه تنها مجموعه واحدی از وظایف را می‌توانست انجام دهد، امروزه پردازنده‌ها معمولاً دارای بیش از یک هسته هستند که به کاربران این امکان را فراهم می‌کنند که مجموعه دستورات یا برنامه‌های خود را با استفاده از پردازش موازی (Parallel Computing) سریع تر از قبل اجرا کنند.

 البته داشتن هسته‌های بیشتر به معنای افزایش کارایی کلی پردازنده نیست. چون بسیاری از برنامه‌ها هنوز از پردازش موازی استفاده نمی‌کنند. یعنی عملاً سایر هسته‌ها به مراتب کار کمتری نسبت به یک هسته انجام می‌دهند.

سی پی یو (CPU)

برخی از تولید کنندگان CPU:

Intel (اینتل)

AMD (اِی اِم دی)

IBM (آی بی اِم)

nVidia (اِنویدیا)

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

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