مقاله ای کلی در مورد CPU

مقاله ای کلی در مورد CPU

CPU که مخفف کلمه ای تحت عنوان (Central processing unit) است نام های دیگری مانند پردازنده، سی پی یو، واحد پردازش مرکزی، پروسسور، ریزپردازنده، واحد پردازش اصلی، میکروپروسسور، واحد مرکزی پردازش دادها، واحد مرکزی محاسبه و واحد پردازش‌ دهندهٔ مرکزی را دارد.

اگر یادتان باشد در مقاله مادربرد ما آن را به عنوان قلب یک کامپیوتر یاد کردیم. در ادامه می خواهیم شما را با مغز رایانه ها آشنا کنیم. درست حدس زدید، منظور همان CPU است که البته اسم های دیگری دارد که ما در پاراگراف بالا تعدادی از آن ها را نوشتیم. برای این که با این قطعه بیشتر آشنا شوید بگذارید یک مثال برایتان بزنیم. شما شیفته یک بازی با گرافیک بالا و موضوع جالبی شدید و قصد دارید آن را بر روی سیستم خود نصب کنید و از آن استفاده کنید. وقتی که بازی را نصب کردید و آن را اجرا کردید، متوجه می شوید که تصویر به صورت آهسته حرکت می کند و به قول معروف تصویر پرش دارد. شما مستقیم به فکر کارت گرافیک میوفتید و می گویید گرافیک کم آورده. البته که شاید حدس شما درست باشد، ولی همیشه مشکل از کارت گرافیک نیست و مشکلات دیگری مانند ضعیف بودن RAM و همینطور CPU کامپیوتر می تواند از علت های این مشکل باشد. یا وقتی شما یک برنامه سنگین مثل نرم افزار های فتوشاپ و اتوکد را اجرا می کنید، زمان لود این برنامه ها بیشتر از حد انتظار طول می کشد و باعث اعصاب خوردی شما می شود، خب این هم مثل مثال قبلی مربوط به پایین بودن سخت افزار کامپیوتر شما بر می گردد و باز هم پای CPU در میان است!

اگر دوست دارید تا با این قطعه سخت افزاری بیشتر آشنا شوید با ما همراه باشید، چون ما در این مقاله به صورت کامل به تعریف CPU می پردازیم، سپس تاریخچه پردازنده ها را برای شما می گوییم، در ادامه به وظایف سی پی یو اشاره می کنیم، همچنین انواع Processor را می نویسیم و بعد از آن شرکت های بزرگ تولید کننده CPU و تفاوت آن ها با یکدیگر را به شما عزیزان معرفی می کنیم، و در آخر یک راهنمایی جامع و کامل در مورد خرید پردازنده مورد نظر به شما عزیزان می کنیم.

آشنایی کامل با پردازنده های کامپیوتر (CPU)

واحد پردازنده مرکزی (CPU) که ریزپردازنده نیز نامیده می شود، مسئولیت انجام محاسبات را بر عهده دارد.

پردازنده های جدید گرمای بسیار زیادی تولید می کنند و نیاز به یک فن خنک کننده و یک هیت سینک دارند تا از گرم شدن بیش از حد آن ها جلوگیری کند. هیت سینک قطعه ای بزرگ از مس یا آلومینیوم است که گرما را از پردازنده دور می کند. سپس فن خنک کننده گرما را به خارج از کیس هدایت می کند.

پردازنده دارای سازنده و مدل است. درست مانند اتومبیل، برای مثال، تویوتا کمری یا فورد تائوروس. در مورد پردازنده نیز این چنین است. به مرور زمان ، فقط چند سازنده قدرتمند و اصلی پردازنده باقی ماندند. درست مانند اتومبیل. دو سازنده قدرتمند و اصلی پردازنده های کامپیوتر شخصی، شرکت های اینتل و ای ام دی می باشند.

با اینکه در نگاه اول CPU بسیار هوشمند بنظر می رسد، ولی در مقایسه آن با مغز انسان، قابلیت های آن به شدت کم و ناچیز می نماید.

CPU بیشتر مانند یک ماشین حساب بسیار قدرتمند است، نه مغز انسان. پردازش چنین میزان اطلاعات با سرعت بسیار بسیار بالا، پردازنده را بسیار هوشمند نشان می دهد. این در واقع سرعت پردازنده است نه هوشمندی آن که به پردازنده امکان می دهد تا کارهایی مانند دسترسی به اینترنت، اجرای بازی های بسیار جالب تصویری یا ایجاد گرافیک را انجام دهد.

انواع پردازنده CPU

یک کامپیوتر خوب باید کارکردهای اولیه CPU را تشخیص دهد تا آن را شناسایی کند، پس با بررسی نحوه کار CPU کار خود را آغاز می کنیم. وقتی می خواهید به کسی آموزش دهید که موتور ماشین چگونه کار می کند، باید از یک موتور نمونه بسیار ساده شروع کنید. همین کار را در اینجا نیز انجام می دهیم. مطالعه خود را با استفاده از پردازنده خارج از رده اینتل 8088 شروع می کنیم که در اواخر دهه 70 عرضه شد. با اینکه این پردازنده بیش از 25 سال عمر دارد، ولی ایده اولیه برای ساخت پردازنده های امروزی است و دارای همان قطعات اصلی است که در پیشرفته ترین پردازنده امروزی مورد استفاده قرار می گیرد.

پردازنده های امروزی

پردازنده های امروزی بر پایه همان تکنولوژی 8088 اینتل یعنی رجیسترها، مجموعه دستورالعمل و البته واحد منطق ریاضی (ALU) بنا نهاده شده اند. ولی در دوران کامپیوتر های رومیزی، بسیاری از سازندگان برای براندازی امپراطوری اینتل تلاش کردند و پردازنده هایی با شکل ها ، اتصالات و … مختلف ایجاد کردند. این گستره از پردازنده های جدید، باعث رقابتی جدید در عرصه تکنولوژی شدند. کدام پردازنده روی کدام مادربرد کار می کند؟ آیا یک مادربرد می تواند پردازنده هایی از دو یا چند سازنده مختلف را پشتیبانی کند؟

سازندگان CPU

وقتی IBM به اینتل این موقعیت را داد که برای کامپیوترهای جدید IBM در سال 1980 پردازنده بسازد، اینتل را قطب کنترل کننده تمام CPU ها تبدیل کرد. سایر سازندگان CPU به مرور زمان از رده خارج شدند. تندی، کمودور، تگزاس و … فقط یک شرکت به نام ریزابزارهای پیشرفته (AMD) شروع به کپی برداری از CPU های اینتل کرد و رقابتی جالب را با اینتل آغاز کرد که تا امروز ادامه دارد.

اینتل

شرکت اینتل با CPU ها و چیپ های پشتیبانی مادربرد خود بر بازار کامپیوتر های شخصی حکومت می کند. تقریباً در هر مرحله از پیشرفت رایانه های شخصی، اینتل با پیشرفت های تکنولوژیک خود و انعطاف پذیری تجاری بی مانند پیش قدم در این زمینه بوده است. پردازنده های اینتل (بطور فنی تر ، مجموعه دستورالعمل هایش) کامپیوتر شخصی را تعریف می کنند، اینتل در حال حاظر چندیدن مدل CPU را برای کامپیوتر های رومیزی و قابل حمل تولید می کنید.

AMD

هرگز نمی توان در مورد CPU صحبت کرد و نام ریزابزارهای پیشرفته (AMD) را ذکر نکرد. AMD پردازنده هایی بسیار عالی برای بازار کامپیوترهای شخصی می سازد و تقریباً نیمی از بازار را در دست دارد. مانند اینتل، AMD فقط به تولید CPU نمی پردازد و تولید CPU بخشی است که قابل مشاهده است. AMD پردازنده هایی تولید می کند که کپی توابع CPU های اینتل می باشند. ولی اگر اینتل این تکنولوژی را اختراع کرده است، AMD چگونه می تواند بدون مشکل حقوقی داشته باشد از چیپ ست های اینتل کپی برداری کند؟

سازندگان چیپ عادت دارند که تکنولوژی های خود را از طریق توافق نامه های فی مابین با یکدیگر رد و بدل کنند. در سال 1976، AMD و اینتل چنین توافق نامه ای را امضاء کردند که به AMD حق کپی انواع خاصی از CPU های اینتل را می داد.

ولتاژ CPU

در ساده ترین حالت، CPU مجموعه ای است از ترانزیستور ها، سوییچ های کوچک الکترونیکی که به پردازنده امکان پردازش کدهای دودویی سازنده برنامه ها را می دهند. ترانزیستور ها مانند سایر دستگاه های الکترونیکی نیاز به تنظیم ولتاژ دارند تا به درستی کار کنند. ولتاژ زیاد باعث خرابی می شود و ولتاژ کم اصلاً آن را بکار نمی اندازد. در 10 سال اول صنعت کامپیوتر، CPU با ولتاژ 5 ولت کار می کرد.

بعد ها سازندگان دریافتند که با کاهش ولتاژ، می توان اندازه ترانزیستورها را نیز کاهش داد و تعداد بیشتری از آن ها را در پردازنده جای داد. بنابراین اینتل پنتیوم خود را با 3/3 ولت ارائه کرد. AMD نیز نسخته هایی از پردازنده های کلاس پنتیوم خود را ارائه کرد که با ولتاژهای پایین تری کار می کردند.

پردازنده های دو هسته ای

سرعت ساعت پردازنده ها در سال های 2002 تا 2003 به حد نهایی عملی خود یعنی 4 گیگاهرتز رسید و سازندگان پردازنده را تشویق به یافتن روش هایی برای گرفتن قدرت پردازش بیشتر از پردازنده کرد. با اینکه اینتل و AMD عقاید متفاوتی نسبت به پردازنده های 64 بیتی داشتند، ولی هر دو در یک زمان تصمیم گرفتند تا دو پردازنده را در یک چیپ ترکیب کنند. یک پردازنده دو هسته دارای دو واحد پردازش است (دو مجموعه خط لوله) ولی این دو مجموعه از کش ها و رم مشترک استفاده می کنند.

طریقه نصب پردازنده ها

نصب یا جایگزینی پردازنده یک کار ساده است. فن و هیت سینک را برداشته و پردازنده را خارج می کنیم. پردازنده جدید را در جای خود قرار می دهیم و دوباره فن و هیت سینک را نصب می کنیم. ولی دو سئوال مهم در این مرحله وجود دارد. یکی این که آیا نیازی به تعویض CPU وجود دارد؟ و دوم این که از کدام CPU ها می توانیم استفاده کنیم؟

چرا CPU را عوض کنیم؟

پردازنده مغز سیستم شماست، پس تعویض این قسمت با یک پردازنده جدیدتر، سریع تر و قوی تر طبیعی است.

یافتن پردازنده مناسب

وقتی تمام مراحل تصمیم گیری را به پایان رساندید و تصمیم به خرید یک پردازنده جدید گرفتید، ممکن است بخواهید یک سیستم نو ببندید یا این که فقط پردازنده را بروز کنی. در هر صورت، اولین نکته مهم دفترچه مادربرد است. هر کامپیوتری باید این دفترچه را همراه داشته باشد. این دفترچه شامل تمام جزئیات در مورد پردازنده هایی است که می توانید با مادربرد خود استفاده کنید. معمولاً در چند صفحه اول، این اطلاعات در مورد انواع پردازنده ها برای شما آورده می شود.