هر آنچه باید درباره CPU بدانید
هر آنچه باید درباره CPU بدانید
اولین دستگاهی که به‌عنوان پردازنده یا پردازشگر مورد استفاده قرار گرفت به سال ۱۹۴۵ میلادی برمی‌گردد ولی معمولاً در دنیای تکنولوژی، عرضه اولین پردازنده الکترونیکی را به شرکت اینتل نسبت می‌دهند. این شرکت در اوایل دهه ۱۹۷۰ میلادی پردازشگر ۴۰۰۴ را معرفی کرد. البته این پرازنده به‌لحاظ ظاهری تفاوت زیادی با پردازنده‌های کنونی داشت.
دو سال بعد از مدل ۴۰۰۴، اینتل ریزپردازنده ۸۰۸۰ را معرفی کرد و سپس در سال ۱۹۷۶ میلادی معروف‌ترین ریزپردازنده تاریخ یعنی ۸۰۸۶ اینتل عرضه شد؛ پردازنده‌ای که هنوز هم از معماری آن در دنیای تکنولوژی استفاده می‌شود.
پردازنده یا CPU چیست؟
پردازنده یا CPU به‌معنای واحد پردازشگر مرکزی یا Central Processing Unit است. این قطعه را می‌توان مغز کامپیوتر در نظر گرفت که تمام قطعات موجود در آن را کنترل می‌کند، از اینرو در زمان خرید لپ تاپ یا کامپیوتر باید به آن توجه کرد. جنس پردازنده مانند اکثر قطعات الکترونیکی از سیلیکون (سیلیسیم) است که بعد از اکسیژن، فراوان‌ترین عنصر در زمین محسوب می‌شود.
پردازنده یا CPU چه‌کار می‌کند؟
هر پردازنده‌ای توانایی انجام تعداد محدودی دستورالعمل را دارد. در واقع کار اصلی پردازنده، انجام محاسبات بسیار ساده است. شما مقدار ورودی و نوع دستورالعمل را به پردازنده می‌دهید و پردازنده خروجی متناسب با آن را تولید می‌کند. با ترکیب این محاسبات در مقیاس بزرگ، کامپیوتر می‌تواند تقریباً هر کاری را انجام دهد.
البته پردازنده به‌کمک دیگر اجزای بورد اصلی به کنترل دیگر قطعات نیز می‌پردازد. این قطعات شامل لوازم جانبی مثل کیبورد، ماوس، چاپگر و دیگر موارد هستند. به‌عنوان مثال زمانی که کلیدی را روی صفحه کلید می‌فشارید، این کلید به یک دستورالعمل تبدیل شده و به برنامه‌های در حال اجرا ارسال می‌شود. این برنامه به پردازنده می‌گوید که با فشردن کلید مورد نظر باید چه کاری انجام دهد. این فرایند بارها و بارها تکرار می‌شود.
پردازنده یا CPU به‌لحاظ فیزیکی یک تراشه سیلیکونی است که از کنار هم قرار گرفتن میلیاردها یا حتی تریلیون‌ها ترانزیستور تشکیل شده است. پردازنده دو بخش اساسی دارد:
واحد ALU که واحد حسابگر یا پردازشگر است و عملیات ریاضی و دستورات منطقی را روی اطلاعات انجام داده و آنها را به حافظه موقت ارسال می‌کند.
واحد CU که واحد کنترل است و تمام فعالیت‌های ALU را مدیریت می‌کند.
پردازنده یا CPU برای پردازش یک دستور از ۴ یا ۵ مرحله استفاده می‌کند که در زیر به‌اختصار توضیح داده می‌شوند:
۱. واکشی یا Fetch: در این مرحله دستوری که باید پردازش شود از حافظه RAM فراخوانی می‌شود.
۲. رمزگشایی یا Decode: در این مرحله باید دستور به کدهای قابل فهم برای پردازنده تبدیل شوند که به آن رمزگشایی می‌گویند.
۳. برداشت داده: گاهی اوقات برای اجرای دستور، به برداشت اطلاعات از دستگاه‌های ورودی/خروجی نیاز داریم. این مرحله همیشه رخ نمی‌دهد و ممکن است پردازش یک دستور به برداشت داده نیاز نداشته باشد.
۴. اجرا یا Execute: پردازنده پس از رمزگشایی دستور، عملیات محاسباتی یا منطقی را روی داده انجام می‌دهد که به آن اجرا یا همان پردازش می‌گویند.
۵. نوشتن نتیجه یا Write Back: پس از انجام عملیات پردازش، نتیجه برای انجام دستورات بعدی ذخیره می‌شود یا در اختیار ماژول‌های ورودی/خروجی قرار می‌گیرد.
انواع پردازنده
در حال حاضر در دنیای پردازنده‌های کامپیوتر دو رقیب اصلی وجود دارد: اینتل (Intel) و ای‌ام‌دی (AMD). این دو شرکت سال‌هاست که در این حوزه با یکدیگر رقابت می‌کنند و چند سالیست که اینتل گوی سبقت را ربوده است. این دو شرکت، محصولات متنوعی را برای استفاده‌های مختلف عرضه می‌کنند. سری پردازنده‌های خانگی اینتل در دسته‌های سلرون، پنتیوم و Core جای می‌گیرند.
شرکت AMD نیز با سری رایزن (Ryzen) توانسته جای پای خود را در این بخش محکم‌تر کند. در بخش پردازنده‌های قدرتمند سرور نیز شاهد عرضه خانواده زئون (Xeon) از اینتل و اپیک (Epyc) از AMD هستیم.
پردازنده‌ها از نظر تعداد هسته، سرعت پردازش، تکنولوژی ساخت و نوع سوکت با یکدیگر متفاوت‌اند و انتخاب دیگر قطعات کامپیوتر نیز بر اساس ویژگی‌های پردازنده و پشتیبانی از آنها صورت می‌گیرد.
سرعت پردازش اطلاعات در CPU
سرعت پردازش CPU به فاکتورهای مختلفی بستگی دارد. یکی از این فاکتورها فرکانس کاری پردازنده است که بر اساس واحد هرتز (با نماد Hz) سنجیده می‌شود. هر هرتز نشانگر توانایی پردازش یک دستورالعمل در ثانیه است. البته سرعت پردازنده‌های مدرن به‌قدری بالا رفته که معمولاً از واحد گیگاهرتز برای نمایش آن استفاده می‌شود.
در کنار فرکانس، موارد دیگری نظیر تعداد هسته و مقدار حافظه موقت (Cache) نیز در سرعت پردازش CPU تأثیر دارند. معمولاً هرچه تعداد هسته بیشتر باشد، مقدار حافظه موقت نیز بیشتر می‌شود. اگر این دو عامل یعنی تعداد هسته و مقدار حافظه موقت یکسان باشند، نتیجه نهایی را فرکانس پردازنده مشخص خواهد کرد.
نظرات بازدیدکنندگان