درباره CPU

درباره  CPU :

پردازنده یا واحد پردازنده مرکزی (CPU) اصلی ترین بخش کامپیوتر است . این قطعه وظایف مهمی از قبیل عملکرد های ریاضی ، منطقی ، مقایسه ای و محاسبه های مربوط به آدرس دهی در کامپیوتر را به عهده دارد . CPU مهم ترین تراشه بر روی برد اصلی هر کامپیوتر می باشد و آن مدیریت کلیه مراحل پردازش داده ها را به عهده دارد . این قطعه به صورت مستقیم و یا غیر مسقیم سایر قطعات روی برد اصلی و سایر قسمتهای کامپیوتر را نظارت و مقداردهی می کند . پردازنده ها هر چند دارای ابعاد فیزیکی بسیار کوچکی هستند ولی از ابتدایی ترین آنها که از 29000 ترانزیستور تا انواع پیشرفته آنها که 7/5 میلیون ترانزیستور می باشد ، ابعاد فیزیکی آنها بسیار محدود و در حد 2 تا 3 اینچ مربع می باشند

مشخصه با اهمیت ریز پردازنده ها عبارتند از :

 سرعت، پهنای گذرگاه داده، پهنای گذرگاه آدرس، ماکزیمم حافظه،علاوه بر این مشخصه ها تعداد ترانزیستور با کار گرفته شده ، cache داخلی ، پهنای پالس ، اندازه رجیستر های داخلی در پردازنده ها از اهمیت ویژه ای برخوردار هستند . همه پردازنده ها سه عمل اساسی را انجام می دهند :1-انتقال اطلاعات2-محاسبه و منطق3- تصمیم گیری

مشخصات فنی پردازنده ها :

پردازنده ها به عنوان یکی از اصلی ترین عناصر در یک کامپیوتر به صورت یک تراشه به شکل مربع روی برد اصلی قرار می گیرد . معمولا هر پردازنده دارای خصوصیات ویژه ای است که توسط تعدادی حروف و ارقام که بر روی هر کدام از آن ها چاپ شده ، مشخص می شوند . این اطلاعات شامل موارد زیر می باشد

- نام شرکت سازنده .

- نسل پردازنده .

- مدل و نوع پردازنده .

- سرعت پردازنده (MHZ ) .

- ولتاژ مورد نیاز پردازنده .

- شماره سریال پردازنده .

در ادامه به توضیح برخی از این مشخصه ها می پردازیم

نام شرکت سازنده پردازنده :

پردازنده ها توسط شرکت های مختلفی ساخته و ارائه شده اند. شرکت های مشهور سازنده پردازنده عبارتند از :

- Intel- IBM- AMD- Syrex- Motorola- IDT- NIC- IIT

گاهی بر روی پردازنده ها نام شرکت سازنده به صورت کامل و گاهی به صورت علائم اختصاری مخصوص شرکت مشخص می شود . مثلا برای محصولات شرکت از AMD برای مشخص کردن نام پردازنده عبارت ADVANCED شرکتهای MICRO DEVICES که کلمه AMD از آن گرفته شده چاپ می شود . 

نسل پردازنده :

پردازنده ها بسته به تنوع در مدل و عملکرد آن ها دارای مدل های مختلفی می باشند . معمولا هر گاه یک تغییر اساسی در ساختار یا پردازنده به وجود آمده است نسل جدیدی برای آن نام گذاری شده است . معمولا نسل های مختلف پردازنده ها را با نام ، علائم یا شماره های مختلف نشان می دهند . شرکتهای سازنده پردازنده تولیدات خود را بر اساس یک روش استاندارد نام گذاری می کنند . مثلا شرکت Intel تولیداتش را به صورت 80x86 و شرکت Motorola به صورت 68xxx نام گذاری می کنند ، که معمولا علامت x جایگزین نسل و مدل پردازنده می شود . مثلا در مورد پردازنده های Intel نسل های اول تا هفتم   به صورت زیر می باشد :

همانگونه که مشاهده می کنید از نسل چهارم (80486) به بعد نامگذاری پردازنده های Intel به صورت 80x86 نمی باشد بلکه از نام پنتیوم استفاده شده است.

cpu 486

cpu core i7

cpu dual core

 

سرعت پردازنده :

 یکی دیگر از پارامتر های مهم برای پردازنده که معمولا روی پردازنده چاپ می شود ، سرعت پردازنده است . سرعت پردازنده بر حسب مگاهرتز (MHZ) مشخص می شود . گاهی سرعت پردازنده ها معادل سرعت پردازنده مشابه Intel بر روی آن چاپ می شود. در این پردازنده ها که شبیه پردازنده های پنتیوم Intel هستند ، برای نشان دادن سرعت AMD-K5 که در سطر دوم آن عبارت PR100 چاپ شده است ، بدین معنی است که این پردازنده دارای سرعتی معادل سرعت پردازنده های پنتیوم اینتل با سرعت 100MHZ می باشد . هر چند ممکن است سرعت واقعی این پردازنده کمتر باشد . چنانچه بعد از PR100 علامت + هم داشته باشیم یعنی سرعت این پردازنده حتی از پردازنده اینتل با سرعت 100MHZ هم بیشتر می باشد .

 ولتاژ پردازنده :

پردازنده های قدیمی (قبل از کار 468DX4) با ولتاژ 5v کار می کردند . پردازنده هایی که بعد از 486DX4 به بازار ارائه شد با ولتاژ 3.3v کار می کردند . امروزه پردازنده های K6 از شرکت AMD با ولتاژهای پایین تر از 3.3v (2.2v می کنند . طبیعی است هر چه پردازنده با ولتاژ کمتری کار کند توان مصرفی آن کمتر شده و در نتیجه پردازنده کمتر داغ می شود

 ریز پردازنده های پنتیوم IIII

اگر بخواهیم به پردازنده پنتیوم 4 به جای تخصیص نام، یك شماره اختصاص دهیم، می‏بایست آنرا پردازنده 786 بنامیم زیرا این پردازنده نسل جدیدی ا پردازنده‏ها را پس از پردازنده‏های كلاس قبلی 686 ارائه می‏نماید.

 ویژگی‏ها و مشخصات فنی اصلی پردازنده پنتیوم 4 عبارتند از:

• سرعت آن از 3/1 گیگاهرتز در پردازنده‏های اولیه این خانواده آغاز گشته و به مقادیر بالاتر از 2 گیگا هرتز می‏رسد.

• 42 میلیون ترانزیستور در داخل آن تعبیه گشته و از تكنولوژی 18/0 میكرون استفاده می‏كند.

• با پردازنده‏های 32 بیتی قبلی اینتل سازگاری نرم‏افزاری دارد.

• باس پردازنده دارای فركانس 400 مگاهرتزی می‏باشد.

• واحد حسابی / منطقی (ALU) با فركانسی دو برابر فركانس هسته پردازنده اجرا می‏شود.

 از یك تكنولوژی 20 مرحله‏ای Hyper-pipelined استفاده می‏كند.

• قابلیت اجرای خارج از ترتیب دستورالعمل‏ها را با قدرت خیلی زیاد ارائه می‏نماید.

• قابلیت پیش‏بینی انشعاب پیشرفته

• دارای 20 كیلوبایت حافظه كاشه L1، دارای 256 كیلوبایت حافظه كاشه L2 با سرعت كامل پردازنده

• حافظه كاشه L2 می‏تواند تا 4 گیگابایت حافظه RAM را پشتیبانی نماید.

• مجموعه دستورالعمل‏های SSE2 (144 دستورالعمل SSE2)

• واحد ممیز اعشار پیشرفته

• چندین حالت دارای مصرف پایین

نسل جدید پردازنده های کارخانه INTELL : 

پس از آن پردازنده های DualCore که در Intell به بازار آمد  تکنولوژی آنها به گونه ای بود که پردازنده به صورت نرم افزاری به دو قسمت تقسیم می شد و دو عمل موازی هم زمان انجام می شد که سرعت پردازش را به شدت افزایش داد اما طولی نکشید که پردازنده های QUAD به بازار آمد اما به دلیل قیمت بالا و نداشتن بازدهی بالا در باز به موفقیتی دست نیافت و نادیده گرفته شد سپس نسل بعدی با نام CORE I به بازار عرضه شد که با استقبال بسیار زیادی روبرو شد و تکنولوژی آن به نحوی بود که هسته های پردازنده به صورت سخت افزاری تقسیم می شد از مدلهای این پردازنده می توان به CORE I3، CORE I5،CORE I7 اشاره کرد که I3 از یک هسته نرم افزاری با دو عمل موازی هم زمان I5 دو هسته سخت افزاری با چهار عمل موازی هم زمان و I7 چهار هسته سخت افزاری و 8 عمل موازی تشکیل شده اند . 

انواع CPU های CORE I : 

مدتی است که پردازنده های نسل ۵ خانواده اینتل موسوم به Broadwell سرو صدا زیادی به پا کرده اند بطوری که اینتل در کنفرانس نمایشگاه CES 2015 به معرفی مدل های جدید این خانواده پرداخت. این پردازنده ها نسبت به نسل قبلی خود از فناوری ساخت کوچکتر ۱۴ نانومتری استفاده کرده اند که موجب کاهش مصرف انرژی و حرارت تولیدی خواهد شد.

اگر نگاهی به سیر تکاملی پردازنده ها در بخش های مختلف اعم از کامپیوتر های رومیزی، لپ تاپ ها، تبلت ها و تلفن های همراه بیندازیم متوجه خواهیم شد که پردازشگر ها رفته رفته قوی تر و کوچکتر شده اند تا جایی که امروزه به سطح خوبی از قدرت در پردازشگر ها رسیده ایم و شاهد عرضه پردازشگر هایی هستیم که تنها چند درصد از نسل قبلی خود قوی تر هستند که این موضوع خود شاهدی بر این ادعا است. مساله مهمی که امروزه در پردازنده ها بخصوص پردازند های سری M که مختص تجهیزات همراه هستند مورد توجه قرار گرفته است مساله حرارت و توان مصرفی است.

6- نسل ششم Skylake

پردازنده مرکزی جدید شرکت اینتل (Intel)، جز ششمین نسل از پردازنده‌های این شرکت است که با استفاده از معماری اسکای‌لیک (Skylake) ساخته شده‌اند. این سری از پردازنده‌های اینتل با فناوری ساخت (لیتوگرافی) 14 نانومتر تولید شده‌اند که به مصرف توان کمتر و بازده بیشتر منجر می‌شود. درپردازنده CORE I7 این سی پی یو ،مرکزی دارای 4 هسته پردازشی و 8 رشته (Thread) است. با وجود 4 هسته، پردازنده می‌تواند چندین برنامه به‌صورت هم‌زمان اجرا کند و عملکرد کلی سیستم هم دچار افت نشود؛ در حالی که استفاده از 8 رشته باعث می‌شود پردازنده بتواند وظایف محوله را به‌صورت موازی پیش ببرد و به سرعت بالاتر سیستم کامپیوتری منجر شود. فرکانس مرجعی که Core i7-6700 در آن فعالیت می‌کند 3.4 گیگاهرتز است که با وجود فناوری کمکی2.0 Turbo Boost، پردازنده قادر است خود را تا فرکانس 4 گیگاهرتز هم بالا بکشد. 8 مگابایت حافظه کش cache سطح سه (L3) هم در این پردازنده به کار رفته‌است. حافظه کش سطح سه که اینتل آن‌را Smart Cache می‌نامد، با به وجود آوردن حافظه‌ی‌ای بسیار سریع جهت ذخیره‌سازی داده‌هایی که در صف پردازش هستند، به پردازنده کمک می‌کند عملکرد و سرعت کلی خود را تا آنجا که می‌تواند ارتقا دهد. پردازنده Core i7-6700 اینتل می‌تواند حداکثر 64 گیگابایت حافظه‌ی رم DDR4 با فرکانس‌های 1866 / 2133 مگاهرتز و DDR3L با فرکانس‌های 1333 / 1600 (که در قسمت آشنایی با RAM به توضیح آن پرداخته ایم ) را آدرس‌دهی کند تا بتوانید از حداکثر توان پردازنده خود استفاده کنید. وجود پردازنده‌ی گرافیکی Intel HD Graphics 530 و پشتیبانی از مجموعه دستورالعمل‌های SSE4.2 و AVX 2.0 و سری جدید دستورالعمل‌های AES نویدبخش بروز بودن پردازنده و پشتیبانی آن از API های جدید برنامه‌نویسی است. قدم اول برای داشتن یک سیستم کامپیوتری قدرتمند، انتخاب یک پردازنده مناسب است. پردازنده Core i7-6700K برای کامپیوتر مخصوص بازی کردن و اجرای جدیدترین بازی‌ها با حداکثر جزییات توصیه می‌شود. علاقمندان به اورکلاک و ادیت فیلم و طراحان هم می‌توانند پردازنده Core i7-6700K را به عنوان یک انتخاب عالی مد نظر داشته‌باشند.