۰
سبد خرید
هیچ محصولی در سبد خرید وجود ندارد.
CPU چیست؟
CPU قلب کامپیوتر شماست. این شامل قدرت محاسباتی است که برای کارهایی که رایانه شخصی شما باید به طور روزانه انجام دهد ضروری است.
مخفف CPU مخفف چیست؟
مخفف CPU به واحد پردازش مرکزی کامپیوتر شما اشاره دارد. اغلب به سادگی به عنوان پردازنده نامیده می شود. پردازنده جزء سخت افزاری مرکزی و قلب کامپیوتر شما است. بدون آن، یک کامپیوتر به هیچ وجه نمی تواند کار کند. این عمدتاً به این دلیل است که CPU مسئول تمام محاسباتی است که برای عملکرد رایانه شخصی لازم است.
برای درک اهمیت CPU، لازم است که عملکرد اصلی یک کامپیوتر را درک کنیم. محاسبات کامپیوتر توسط دستورالعمل های ماشین انجام می شود که می توانید آنها را به عنوان دستورالعمل هایی برای پردازنده در نظر بگیرید. تمام دستورالعمل های ماشین را می توان به صورت دنباله ای از یک ها و صفرها یا کد باینری نشان داد. این در رایانه شما نیز اتفاق می افتد زیرا CPU فقط می تواند دستورالعمل های باینری را پردازش کند.
انواع مختلف CPU چیست ؟
یک پردازنده وجود ندارد، بلکه طیف کاملی از CPU های مختلف وجود دارد. اینها را می توان در درجه اول با تعداد هسته های پردازنده تشخیص داد. با این حال، زمینه استفاده از CPU ها نیز امکان تمایز بین انواع مختلف پردازنده ها را فراهم می کند. البته، سازندگان متفاوت هستند، اما بازار به طور خاص تحت سلطه دو شرکت اینتل و AMD است.
تمایز از طریق تعداد هسته ها
پردازنده های تک هسته ای
CPU های تک هسته ای فقط یک هسته پردازشگر دارند. این به این معنی است که آنها فقط می توانند یک کار را در یک زمان پردازش کنند. آنها قدیمی ترین CPU ها هستند و اکنون به ندرت مورد استفاده قرار می گیرند زیرا موازی سازی نقش اصلی را در بسیاری از برنامه های مدرن ایفا می کند.
پردازنده های چند هسته ای CPU چیست؟
همتای پردازنده های تک هسته ای، پردازنده های چند هسته ای هستند. آنها با این واقعیت مشخص می شوند که چندین هسته دارند. آنها اغلب دارای دو یا چهار هسته پردازنده (دو هسته ای یا چهار هسته ای) هستند، اما تعداد بیشتر هسته ها غیر معمول نیست. پردازنده هایی با تعداد هسته های بسیار زیاد به خصوص هنگام اجرای سرورها استفاده می شوند. مزیت پردازنده‌های چند هسته‌ای آشکار است: به دلیل واحدهای متفاوت و مستقل، می‌توانند چندین کار را به صورت موازی انجام دهند و کار روان‌تر و سریع‌تر را امکان‌پذیر کنند.
کاربردهای مختلف CPU چیست؟
سی پی یو های رومیزی
اگر با یک کامپیوتر رومیزی معمولی کار می کنید، از یک CPU رومیزی استفاده می کنید. اینها پردازنده های نصب شده در رایانه های شخصی هستند. بسیاری از پردازنده های دسکتاپ مدرن دارای کارت گرافیک یکپارچه هستند که برای برنامه های استاندارد کافی است.
پردازنده های موبایل
اساساً تفاوت عمده ای بین پردازنده های دسکتاپ و موبایل وجود ندارد. در بیشتر موارد، آنها عمدتاً در مصرف برق متفاوت هستند. به طور کلی، CPUهای دسکتاپ قدرتمندتر از همتایان خود نصب شده در دستگاه های تلفن همراه مانند نوت بوک در نظر گرفته می شوند.
سی پی یو های سرور
پردازنده های مورد استفاده در داخل سرورها با پردازنده های لپ تاپ و رایانه های شخصی متفاوت است. آنها تعداد هسته های بسیار بیشتری برای اجرای موثر بسیاری از عملیات همزمان دارند. علاوه بر این، سرورها معمولاً به صورت شبانه روزی کار می کنند، بنابراین بار بالا را می توان با تعداد هسته ها جبران کرد.
وظایف کلیدی یک CPU چیست؟
پردازنده وظایف ضروری کامپیوتر شما را انجام می دهد. به طور کلی می توان آنها را به سه طریق زیر تشخیص داد:
- دستورالعمل های پردازش واحد محاسبات وظیفه پردازش دستورالعمل های دریافتی و برگرداندن نتایج مربوطه را بر عهده دارد.
- ارتباط با دستگاه های ورودی و خروجی یا لوازم جانبی. واحد کنترل مسئولیت این کار را بر عهده دارد. همچنین از تعامل تک تک اجزای پردازنده با یکدیگر مراقبت می کند.
- تبادل اطلاعات. یک کامپیوتر معمولی از اجزای زیادی تشکیل شده است، به عنوان مثال. انواع مختلف حافظه یا کارت گرافیک یک پردازنده با گذرگاه سیستم خود اطمینان می دهد که می توان داده ها را بین اجزاء به عقب و جلو فرستاد.
علاوه بر این اجزای مرکزی، CPU ها همچنین می توانند شامل اجزای دیگری باشند که در پردازنده های مدرن ضروری شده اند:
- واحد مدیریت حافظه: واحد مدیریت حافظه یا به اختصار MMU، دسترسی به حافظه اصلی یا رم رایانه را با ترجمه آدرس های حافظه مجازی به آدرس های فیزیکی مدیریت می کند.
- کش: کش اغلب یک حافظه بافر چند سطحی و سریع است.
- واحد ممیز شناور: واحد ممیز شناور یک واحد محاسباتی تخصصی است که مسئول رسیدگی به اعداد اعشاری است.
یک CPU چگونه کار می کند
پردازش دستورالعمل های فردی در CPU بسیار سریع اتفاق می افتد. به عنوان مثال، هنگامی که کلیدی را روی صفحه کلید خود فشار می دهید، معمولاً حرف مربوطه را بدون تأخیر در مانیتور خود مشاهده می کنید. با این وجود، بسیاری از مراحل در پس‌زمینه در حال اجرا هستند تا پردازش دستورالعمل‌ها به خوبی اجرا شود. توالی اساسی پردازش فرمان را می توان به چهار مرحله اساسی تقسیم کرد:
- Fetch: ابتدا آدرس دستورالعمل بعدی دستگاه از حافظه رایانه شما خوانده می شود.
- Decode: سپس دستورالعمل رمزگشایی می شود و مدارهای مربوطه بارگذاری می شوند.
- Fetch operands: سپس تمام پارامترهای مورد نیاز برای دستورالعمل در ثبات ها بارگذاری می شوند. مقادیری که در رجیسترها نوشته می شوند را می توان در حافظه اصلی، حافظه کاری یا حافظه پنهان یافت.
- Execute: در نهایت دستور اجرا می شود.
این چهار مرحله عملاً در یک حلقه پیوسته تکرار می شوند: به محض اینکه یک فرمان کامل شد، دستور بعدی توسط پردازنده انتخاب و پردازش می شود. ترتیب اجرای دستورات به رویه های زمان بندی بستگی دارد. از طریق برنامه ریزی مناسب، آنها اطمینان حاصل می کنند که سیستم به شیوه ای متعادل رفتار می کند.
ویژگی های عملکردی
اینکه یک پردازنده چقدر قدرتمند است به عوامل مختلفی بستگی دارد. از یک طرف کلمه عرض مرتبط است. این مشخص می کند که یک کلمه ماشینی چقدر می تواند طولانی باشد. به عنوان مثال، تعیین می کند که چند بیت را می توان همزمان از حافظه اصلی خواند یا اعداد صحیح یا ممیز شناور را در کدام محدوده پردازش کرد. بیشتر رایانه های رایج دارای عرض کلمه 32 یا 64 بیت هستند.
وقتی می‌خواهید عملکرد یک پردازنده را ارزیابی کنید، تعداد هسته‌های CPU نیز نقش تعیین‌کننده‌ای دارد: هرچه هسته‌های یک پردازنده بیشتر باشد، وظایف بیشتری را می‌توان به صورت موازی پردازش کرد. توزیع بار در سیستم شما نیز با افزایش تعداد هسته ها بهتر عمل می کند.
با این حال، تنها تعداد هسته ها مهم نیست. حداقل به همان اندازه که برای عملکرد یک CPU مهم است فرکانس ساعتی است که هر هسته با آن کار می کند. فرکانس ساعت بر حسب هرتز یا گیگاهرتز مشخص می شود. اساساً، هرچه فرکانس کلاک بالاتر باشد، دستورات دستگاه بیشتری را می توان توسط CPU در هر ثانیه پردازش کرد.
با این حال، ساعت پایه مین برد برای فرکانس ساعت نیز نقش دارد، که می تواند به صورت دستی در BIOS برای برخی از مادربردها تنظیم شود. علاوه بر این، فرکانس ساعت را نمی توان خودسرانه افزایش داد، اما همیشه توسط دمای CPU محدود می شود. اگر این مقدار بیش از حد افزایش یابد، پردازنده تحت شرایط خاصی ممکن است آسیب ببیند. به همین دلیل، اورکلاک کردن CPU ها نیز به دانش خاصی نیاز دارد.
فرکانس ساعت در مقابل تعداد هسته های CPU
چه چیزی برای عملکرد CPU تعیین کننده تر است: تعداد هسته ها یا فرکانس ساعت؟ متاسفانه پاسخ روشنی برای این سوال وجود ندارد. این نه تنها به برنامه، بلکه به خود پردازنده نیز بستگی دارد.
پردازنده‌های مدرن اغلب در پردازش دستورالعمل‌ها کارآمدتر هستند و بنابراین می‌توانند همان عملکرد را با فرکانس ساعت پایین‌تر مانند پردازنده‌های قدیمی‌تر با فرکانس کلاک بالاتر ارائه دهند. علاوه بر این، پردازنده‌های مدرن اغلب امکان چند نخی یا Hyperthreading را ارائه می‌دهند، به طوری که می‌توان چندین رشته را به صورت موازی روی یک هسته اجرا کرد.
اگر برنامه‌هایی را بر روی رایانه خود اجرا می‌کنید که از چندین هسته و موازی‌سازی بهره می‌برند، ارزش دارد که به تعداد هسته‌های پردازنده بالایی متوسل شوید تا بار CPU را به بهترین شکل ممکن توزیع کنید. چنین برنامه هایی شامل استفاده از ماشین های مجازی یا رندرینگ است. این به این دلیل است که حجم کار چنین برنامه هایی را می توان به خوبی توزیع کرد.
اگر از رایانه شخصی خود عمدتاً برای برنامه هایی استفاده می کنید که نمی توانند حجم کاری خود را به خوبی توزیع کنند، برای مثال بازی های رایانه ای، فرکانس ساعت تعیین کننده تر می شود.
پردازنده های مدرن اغلب دارای توزیع بار کاری هوشمند در سراسر هسته های CPU هستند. اگر بتوان حجم کار فعلی را به طور موثر در چندین هسته توزیع کرد، این دقیقاً همان کاری است که انجام می شود و تمام هسته های موجود استفاده می شوند. سپس تک تک هسته ها با فرکانس ساعت پایین تری اجرا می شوند. با این حال، اگر استفاده از چندین هسته معقول یا ضروری نباشد، فرکانس کلاک هسته های مورد استفاده افزایش می یابد.
CPU چیست؟
ترجمه شده توسط سایت دریای شرق از سایت
کپی بدون ذکر نام و لینک سایت دریای شرق ممنوع است !
About The Author
