واحد پردازش مرکزی (CPU)

همه چیز درباره CPU ها، هسته های CPU، سرعت ساعت و بیشتر

واحد پردازش مرکزی (CPU) جزء کامپیوتر است که مسئول تفسیر و اجرای اکثر دستورات از سخت افزار و نرم افزار دیگر کامپیوتر است.

انواع دستگاه ها از یک پردازنده استفاده می کنند، از جمله کامپیوترهای رومیزی، لپ تاپ و رایانه لوحی ، گوشی های هوشمند ... حتی تلویزیون تخت روی صفحه نمایش شما.

اینتل و AMD دو تولید کننده محبوب ترین پردازنده برای رایانه های رومیزی، لپ تاپ ها و سرورها هستند، در حالی که اپل، NVIDIA و Qualcomm پردازنده های بزرگ گوشی های هوشمند و تبلت هستند.

شما ممکن است نام های مختلفی را که برای توصیف پردازنده استفاده می کنید، از قبیل پردازنده، پردازنده کامپیوتر، ریز پردازنده، پردازنده مرکزی و "مغز کامپیوتر" ببینید.

مانیتور کامپیوتر یا دیسک سخت گاهی به اشتباه به عنوان CPU اشاره می شود، اما این قطعات سخت افزار به اهداف کاملا متفاوت و به هیچ وجه از همان CPU استفاده نمی کنند.

چه CPU به نظر می رسد و از کجا در آن واقع شده است

یک CPU مدرن معمولا کوچک و مربع است، با تعداد زیادی اتصال کوتاه، گرد، فلزی در زیر آن. برخی از CPU های قدیمی تر به جای اتصال دهنده های فلزی پین ها دارند.

CPU مستقیما به یک سوکت CPU (یا گاهی اوقات یک "اسلات") بر روی مادربرد متصل می شود . CPU به پین ​​سوکت در سمت چپ قرار داده شده است، و یک اهرم کوچک برای محافظت از پردازنده کمک می کند.

پس از مدتی حتی در کوتاه مدت، پردازنده های مدرن می توانند بسیار گرم شوند. برای کمک به از بین بردن این گرما، تقریبا همیشه لازم است که یک گرما و یک فن به طور مستقیم در بالای CPU پیوست شود. به طور معمول، اینها همراه با خرید CPU همراه است.

دیگر گزینه های خنک تر پیشرفته نیز موجود است، از جمله کیت های خنک کننده آب و واحد های تغییر فاز.

همانطور که در بالا ذکر شد، همه CPU ها در طرف پایینشان پین ها نیستند، اما در مواردی که انجام می شود، پین ها به راحتی خم می شوند. هنگام دست زدن، به ویژه هنگام نصب بر روی مادربرد، مراقب باشید.

سرعت ساعت پردازنده

سرعت ساعت یک پردازنده تعداد دستورالعمل هایی است که می تواند در هر ثانیه داده شده پردازش شده در gigahertz (گیگاهرتز) باشد.

به عنوان مثال، CPU دارای یک سرعت ساعت 1 هرتز است اگر بتواند یک قطعه دستورالعمل را هر ثانیه پردازش کند. به این ترتیب، این به یک نمونه واقعی در دنیای بیشتر میرسد: یک پردازنده با سرعت 3.0 گیگاهرتز میتواند 3 میلیارد دستورالعمل در ثانیه پردازش کند.

هسته پردازنده

برخی از دستگاه ها یک پردازنده تک هسته ای دارند، در حالی که برخی دیگر ممکن است یک پردازنده دو هسته ای (یا چهار هسته ای و غیره) داشته باشند. همانطور که ممکن است در حال حاضر آشکار شود، داشتن دو واحد پردازنده در کنار هم کار می کند بدین معنی است که CPU می تواند به طور همزمان دو بار دستورالعمل ها را هر ثانیه مدیریت کند، به طرز چشمگیری بهبود عملکرد.

برخی از CPU ها می توانند دو هسته را برای هر یک هسته فیزیکی که در دسترس است، به عنوان Hyper-Threading شناخته شود. مجازیسازی به این معنی است که یک پردازنده با تنها چهار هسته میتواند مانند هشت هسته کار کند، با هستههای پردازنده مجازی اضافی که به عنوان موضوعات جداگانه اشاره شدهاند. هسته های فیزیکی ، هر چند، انجام بهتر از آنهایی که مجازی .

اجازه دادن به پردازنده، بعضی از برنامه ها می توانند از آنچه که چند راه اندازی نامیده می شود استفاده کنند. اگر یک موضوع به عنوان یک قطعه واحد از یک فرآیند کامپیوتری در نظر گرفته شود، سپس با استفاده از چندین موضوع در یک هسته CPU واحد، دستورالعمل های بیشتر می توانند در یک زمان درک و پردازش شوند. برخی نرمافزار میتوانند از این ویژگی در بیش از یک هسته پردازنده بهره ببرند، که بدین معناست که حتی دستورالعملهای بیشتری نیز میتوانند به طور همزمان پردازش شوند.

مثال: Intel Core i3 vs i5 v7 i7

برای یک مثال خاص تر از این که چگونه برخی از CPU ها سریعتر از دیگران هستند، بیایید نگاه کنیم که اینتل پردازنده های خود را توسعه داده است.

تراشه های Intel Core i7 بهتر از تراشه های i5 هستند که بهتر از تراشه های i3 عمل می کنند. چرا یکی بهتر یا بدتر از دیگران عمل می کند کمی پیچیده تر است، اما هنوز هم بسیار آسان است.

پردازنده های اینتل Core i3 پردازنده های دو هسته ای هستند، در حالی که تراشه های i5 و i7 چهار هسته ای هستند.

Turbo Boost یکی از ویژگی های تراشه های i5 و i7 است که پردازنده را قادر می سازد تا سرعتش را از سرعت پایه خود مانند سرعت 3.0 گیگاهرتز تا 3.5 گیگاهرتز افزایش دهد. تراشه های اینتل Core i3 این قابلیت را ندارند. مدل های پردازنده ای که در "K" به پایان می رسد می توانند اورکلاک شوند، که این بدان معناست که این سرعت ساعت اضافی را می توان مجبور و تمام وقت مورد استفاده قرار داد.

همانطور که قبلا ذکر شد، Hyper-Threading دو موضوع را در هر هسته CPU پردازش می کند. این به این معنی است که پردازنده های I3 با پشتیبانی Hyper-Threading تنها چهار موضوع همزمان (از آنجا که آنها پردازنده های دو هسته ای هستند). پردازنده های اینتل Core i5 Hyper-Threading را پشتیبانی نمی کنند، بدین معنا که آنها می توانند همزمان با چهار موضوع کار کنند. پردازنده های i7، با این حال، از این تکنولوژی پشتیبانی می کنند و بنابراین (چهار هسته ای) می توانند همزمان 8 threads را پردازش کنند.

با توجه به محدودیت های قدرت ذاتی دستگاه هایی که قدرت مداوم عرضه ندارند (محصولات باطری مانند گوشی های هوشمند، قرص و غیره)، پردازنده هایشان، صرف نظر از اینکه i3، i5 یا i7 آنها هستند، متفاوت از دسکتاپ پردازنده هایی که در آن آنها باید تعادل بین عملکرد و مصرف برق را پیدا کنند.

اطلاعات بیشتر در مورد CPU ها

نه سرعت ساعت، و نه فقط تعداد هسته CPU، عامل اصلی تعیین کننده این است که آیا یک پردازنده بهتر از دیگر است. اغلب بیشتر به نوع نرم افزاری که بر روی کامپیوتر اجرا می شود، به عبارت دیگر، برنامه های کاربردی که از CPU استفاده می کنند بستگی دارد.

یک پردازنده ممکن است یک سرعت پایین ساعت داشته باشد، اما یک پردازنده چهار هسته ای است، در حالی که دیگر سرعت یک ساعته بالا است، اما تنها یک پردازنده دو هسته ای است. مجددا تصمیم می گیرید که کدام CPU بهتر از دیگران باشد، به طور کامل بستگی به این دارد که CPU برای آن استفاده می شود.

به عنوان مثال، یک برنامه ویرایش ویدئو مورد نیاز CPU که بهترین عملکرد را در هسته های چند پردازنده ای دارد، بهتر است در یک پردازنده چند هسته ای با سرعت کم ساعت کار کند تا پردازشگر تک هسته ای با سرعت بالا باشد. نه همه نرم افزارها، بازی ها و غیره حتی می توانند بیش از یک یا دو هسته را استفاده کنند، هرچه هسته های پردازنده بیشتر در دسترس نباشد.

یکی دیگر از اجزای یک CPU حافظه پنهان است. حافظه CPU مانند مکان نگهداری موقت برای داده های معمول استفاده می شود. به جای فراخوانی حافظه تصادفی ( RAM ) برای این موارد، پردازنده تعیین می کند که چه اطلاعاتی را که به نظر می رسد برای استفاده از آن نگه دارید، فرض کنید شما می خواهید از آن استفاده کنید و آن را در حافظه ذخیره کنید. حافظه پنهان سریعتر از استفاده از RAM است، زیرا این یک قسمت فیزیکی پردازنده است؛ حافظه بیشتر به معنای فضای بیشتر برای نگهداری چنین اطلاعاتی است.

این که آیا رایانه شما میتواند یک سیستم عامل 32 بیتی یا 64 بیتی را اجرا کند بستگی به اندازه واحد داده ای دارد که پردازنده می تواند اداره کند. حافظه بیشتر می تواند در یک بار و در قطعات بزرگتر با پردازنده 64 بیتی از 32 بیتی قابل دسترسی است، به همین دلیل سیستم عامل ها و برنامه های کاربردی که 64 بیتی خاص نمی توانند در یک پردازنده 32 بیتی اجرا شود.

شما می توانید جزئیات CPU کامپیوتر همراه با اطلاعات سخت افزاری دیگر، با اکثر ابزارهای اطلاعات سیستم رایگان را ببینید .

هر مادربورد فقط یک سری از انواع CPU را پشتیبانی می کند، بنابراین همیشه قبل از خرید باید سازنده مادربرد خود را بررسی کنید. به هر حال CPU ها همیشه کامل نیستند. این مقاله به بررسی آنچه می تواند با آنها اشتباه باشد.