یادداشت ویراستار: اصل این مطلب در مهر ۹۷ نوشته شده بود و در مرداد ۹۹ دوباره بررسی و به‌روز شده است.
در این مقاله هر آنچه لازم دارید درباره cpu بدانید را می‌خوانید: اینکه پردازنده چیست، در کجا قرار دارد و چگونه کار می‌کند. اجزای cpu و انواع آن چیست و چه تفاوتی با هم دارند. با توسعه شبکه آداکهمراه باشید.
- پردازنده چیست؟
- cpu کامپیوتر در کجا قرار دارد؟
- سی پی یو cpu چگونه کار می‌کند؟
- معماری cpu چیست؟
- اجزای سی پی یو
- انواع cpu و اعداد روی cpu
- سی پی یو سرور
- تفاوت پردازنده های سروری با پردازنده معمولی
- smp چیست؟
سی پی یو CPU چیست؟
ابتدا ببینیم CPU مخفف چیست. CPU مخفف Central Processing Unit در واقع واحد پردازشگر مرکزی کامپیوتر یا سرور است. کامپیوترها یا ابزارهایی که نیاز به انجام امور محاسباتی دارند، بدون CPU قادر به انجام هیچ کاری نیستند، CPU اطلاعات را از حافظه دریافت کرده، سپس الگورتیم‌های مختلف مانند ضرب و جمع یا عملیات‌های منطقی مانند and یا or یا not را روی آنها اعمال کرده و در نهایت خروجی را تحویل می‌دهد. تمام عملیات منطقی و ریاضی سی پی یو توسط واحد محاسبه و منطق یعنی ALU انجام میشود. ALU مخفف Arithmetic Logic Unit است.
نکته مهم اینجاست که CPU در بسیار دستگاه هایی که استفاده می‌کنیم وجود دارد مثل تلویزیون های هوشمند، ATM ها و موبایل ها و …
شاید این سوال برایتان پیش بیاید که پردازنده چیست یا پردازنده مرکزی چیست؟ در پاسخ باید گفت که CPU و پردازنده و پردازنده مرکزی همگی به یک مفهوم اشاره دارند.
هر چه پردازنده قوی‌تر باشد، قادر به پردازش حجم بیشتری از اطلاعات خواهد بود و در نتیجه سرعت سیستم نیز بالاتر خواهد رفت. تمام بخش‌های مختلف کامپیوتر به CPU وابسته هستند و بدون آن هیچ عملیاتی انجام نمی‌شود. اما CPU نیز به تنهایی قادر به فعالیت نیست و به حافظه برای نگه‌داری اطلاعات، پردازنده گرافیکی برای رندر تصاویر و هزاران قطعه ریز و درشت دیگر نیاز دارد. اگر به دنبال کاربرد سی پی یو در کامپیوتر هستید باید بگویم که مغز کامپیوتر، CPU آن است و هنگام خرید کامپیوتر و لپ تاپ یا سرور و استوریج، توجه به مدل پردازنده آن بسیار مهم است.
CPU کامپیوتر در کجا قرار دارد؟
مادربورد کامپیوتر جایی است که یا قطعات کامپیوتر مانند CPU، هیت سینک، رم روی آن قرار می‌گیرند و یا پورت هایی دارد که دیگر قطعات کامپیوتر مانند هارد و منبع تغذیه به آن وصل می‌شوند. پس اگر سوال شما این است که CPU کامپیوتر در کجا قرار دارد پاسخ شما این است که CPU چیپی است که روی مادربورد سیستم نصب میشود.
سی پی یو cpu چگونه کار می کند؟
وظایف CPU به عنوان مهمترین قسمت در کامپیوتر ها و سیستم های پردازشی، عبارت است از اجرای برنامه ها و دستورالعمل ها. CPU در هماهنگی کامل با دیگر اجزای کامپیوتر است. سی پی یو اطلاعات را از رم می‌خواند یا در واقع واکشی Fetch می‌کند، سپس روی آن کار Decode یا رمزگشایی را انجام می‌دهد و در نهایت آن را اجرا و Execute می‌کند و روانه خروجی می‌کند.
هر عملیات به دستورالعمل هایی تقسیم میشود که ترتیب و شماره آنها مشخص است و CPU از دستورالعمل بعدی آگاه است. سی پی یو بعد از واکشی دستورالعمل ها آنها را به مدار رمزگشایی می‌فرستد تا به سیگنال هایی برای ارسال به دیگر قسمت های CPU تبدیل شوند و در نهایت در هر قسمت، اقدام لازم انجام میشود.
هر بیت دارای مقدار صفر و یا یک است که توسط سی پی یو پردازش می‌شوند. در پردازنده‌های ۳۲ بیتی میزان پردازش برابر با ۴,۲۹۴,۹۶۷,۲۹۵ است در حالی که در پردازنده های ۶۴ بیتی این مقدار برابر با ۱۸,۴۴۶,۷۴۴,۰۷۳,۷۰۹,۵۵۱,۶۱۵ است.
برای استفاده از خدمات واحد خدمات لپ تاپ، کامپیوتر و بورد فالنیک، روی لینک کلیک کنید.
معماری cpu چیست؟
ساختار CPU و اجزای سی پی یو درواقع مجموع ترانزیستوزهای بسیار ریزی است که در کنار هم قرار دارند. این ترانزیستورها اندازه ای در حد میکرون دارند. شاید از شنیدن عدد ۱۲۰ میلیون تعجب کنید اما همین تعداد ترانزیستور در ابعاد ریز کافیست تا حساسیت قطعه CPU را به شما نشان دهد.
اجزای سی پی یو
تعداد مولفه ها و اجزای سی پی یو زیاد است اما در ادامه به بررسی برخی از آنها شامل باس، هسته و کلاک می‌پردازیم. همچنین می‌خوانید که منظور از حافظه نهان و فرکانس در پردازنده چیست.
سی پی یو باس چیست؟
پردازنده یا CPU برای اینکه بتواند با اجزای بیرون از خودش مثل رم و باس کنترلر، ارتباط برقرار کند باید از باس یا گذرگاه استفاده کند تا بتواند اطلاعات را ارسال و دریافت کند. به طور کلی باس برای برقراری ارتباط اجزا و سخت افزارها با مادربورد کاربرد دارد.
CPU Bus در واقع مسیری است بین CPU و باس اصلی و باس سی پی یو است که سرعت و نرخ انتقال داده را مشخص می‌کند.
هسته سی پی یو چیست؟
Core یا هسته سی پی یو، پردازنده کوچکتری که در داخل پردازنده اصلی قرار دارد و به طور مستقل پردازنده کاملی است. بنابراین در سی پی یو دو هسته ای دو ریزپردازنده دارید که امکان اجرای عملیات همزمان را مهیا می‌کند. برای اینکه دقیقتر بدانید “هسته یا Core در CPU چیست؟” روی لینک بزنید.
چگونه بفهمیم cpu چند هسته ای است؟
در ادامه چند راهکار برای اینکه بفهمیم cpu چند هسته ای است ارایه می‌دهیم:
- استفاده از system Information: در قسمت سرچ ویندوز عبارت system Information را تایپ کنید. در پنجره ای که باز میشود کلمه Processor را پیدا کنید. تمام مشخصات سی پی یو جلوی این کلمه نوشته شده است.
- استفاده از Task Manager: با گرفتن همزمان سه دکمه CTRL و ALT و DELETE و انتخاب گزینه Task Manager، پنجره Task Manager باز میشود. در تب دوم این پنجره یعنی Performane، تعداد Core های سی پی یو را خواهید دید.
- جستجوی مدل CPU: با استفاده از مرورگر می‌توانید مدل پردازنده خود را سرچ کنید و تعداد هسته آن را ببینید.
کلاک سی پی یو چیست؟
Clockspeed یا سرعت کلاک یا فرکانس پردازنده یا سرعت پردازنده همگی به یک مفهوم اشاره دارند که بیانگر سرعتی است که چیپ کار می‌کند و تعداد سیکل‌هایی است که CPU در هر ثانیه انجام می‌دهد. واحد اندازه گیری سرعت سی پی یو گیگاهرتز (GHz) است مثلا پردازنده ای با سرعت ۲ گیگاهرتز می‌تواند در هر ثانیه ۲ میلیارد کلاک یا سیکل کاری را تمام کند. هر چه سرعت کلاک بیشتر باشد، سی پی یو سریع‌تر است. اغلب CPU های مدرن می‌توانند سرعت کلاکشان را بر اساس دمای CPU و Task هایی که انجام می‌دهند، بالا و پایین کنند. پس سرعت Base که حداقل است و سرعت Turbo که حداکثر است را در لیست مشخصات خواهید دید.
برای آشنایی با حافظه نهان سی پی یو مقاله “بررسی حافظه CPU Cache و انواع آن” را بخوانید.
گفتگوی TechTalk: بررسی مولفه های مهم CPU
قصد داریم طی چند قسمت، به بررسی CPU و نکات مهم در انتخاب آن چه در حوزه عمومی و چه در حوزه انترپرایزی بپردازیم. در این قسمت، کارشناس ما مریم فقیهی، مهمان مسعود سوری است تا به موضوع بررسی مولفه های مهم CPU بپردازند. با معرفی CPU و اشاره به سیستم های SoC شروع کرده و پس از بررسی تفاوت CPU و SoC، به بررسی مولفه های مهم در سی پی یو مانند سرعت کلاک، TDP و IPC و هسته و … ادامه می دهیم.
عناوین مهمی که در این ویدئوی ۲۰ دقیقه‌ای می‌بینید در ادامه آمده است:
عناوین مورد بررسی:
- CPU چیست؟
- SoC چیست؟
- ARM چیست؟
- تفاوت SoC با CPU در چیست؟
- Clock Speed یا سرعت کلاک چیست؟
- هسته یا Core چیست؟
- Thread و Hyper Threading چیست؟
- TDP چیست؟
- Cache چیست؟
- IPC چیست؟
انواع cpu و اعداد روی cpu
در حال حاضر دو شرکت بزرگ اینتل و AMD بزرگترین تولیدکنندگان سی پی یو در دنیا هستند که رقابت تنگاتنگی با هم دارند. خواندن مقاله “کدام CPU بهتر است؟ اینتل یا AMD؟” می‌تواند شما را با انواع CPU و اعداد روی cpu بیشتر آشنا کند.
تشخیص نسل cpu
تقریبا هر سال، Intel و AMD، پردازنده‌های خود را با معماری جدید ارتقا می‌دهند. نسل کنونی اینتل، ۹th Gen Core Series است مثل Intel Core i7-9700K یا Intel Core i9-9900.
Ryzen 2000 یا aka Ryzen 2 جدیدترین چیپ‌های AMD است مثل AMD Ryzen 5 2600X و AMD Ryzen 7 2700X.
با نگاهی به شماره مدل می‌توانید نسل CPU که اولین رقم از چهار رقم است، ببینید. مثلا رقم ۸ در Core i7-8400 یعنی از نسل هشت است و رقم ۲ در Ryzen 7 2700X یعنی از نسل دو.
چه کشورهایی cpu می سازند؟
از جمله کشورهایی که cpu می سازند عبارتند از ایرلند، چین، ایران، روسیه، امریکا.
سی پی یو سرور
سرورهای مناسب برای کسب‌وکارهای متوسط و کوچک معمولاً از سیستم عامل ویندوز و پردازنده‌های ۶۴ بیتی AMD و یا اینتل استفاده می‌کنند. بسیاری از سازمان‌هایی که کار و کسب‌وکار حساسی دارند از سرورهایی استفاده می‌کنند که با سیستم عامل یونیکس کار می‌کنند و متکی بر پردازنده‌های ۶۴ بیتی مانند AMD Opteron ،Intel Itanium و یا پردازنده‌های RISC ساخت IBM ،HP، سان و غیره هستند. پردازنده‌های ۶۴ بیتی می‌توانند مقدار زیادی از حافظه را آدرس دهی کنند و بازده و سرعت بسیار بالایی دارند.
تفاوت پردازنده های سروری با پردازنده معمولی
زئون Xeon نامی است که اینتل بر روی CPU های مخصوص به سرور گذاشته که این سی پی یو ها از توانمندی بالاتری نسبت به سی پی یو های معمولی برخوردار است. اولین CPU Xeon در سال ۱۹۹۸ به بازار عرضه شد. پردازنده‌های Xeon با بهره‌‌گیری از فناوری Intel Hyper-Threading که اجازه می‌دهد یک تراشه هم زمان دو Thread را (هر Thread مجموعه‌ای از دستورالعمل‌های زبان ماشین است) با هم اجرا کند، راندمان بهتری ارایه می‌کنند.
وقتی سراغ پردازش ۶۴ بیتی می‌رویم، AMD Opteron و Intel Itanium مطرح می‌شوند. پردازنده‌های Opteron براساس معماری کنونی x86 ساخته شده‌اند و به طور ذاتی هم برنامه‌های نرم افزاری ۳۲ بیتی و هم برنامه‌های ۶۴ بیتی را پشتیبانی می‌کنند.
تفاوت پردازنده های سروری با پردازنده معمولی
پردازنده ایتانیوم بر اساس معماری IA-65 طراحی شده و از قابلیت‌های فناوری EPIC ابداع شده توسط اینتل پشتیبانی می‌کند. EPIC مخفف عبارت Instraction Conlputing Explicitly Parallel ترجمه تحت‌اللفظی آن عبارت است از “دستورالعمل محاسباتی صریحاً موازی”. این قابلیت امکان اجرای حداکثر ۶ دستورالعمل را به صورت هم زمان به تراشه می‌دهد. تراشه‌های ایتانیوم به طور ذاتی از برنامه‌های ۳۲ بیتی پشتیبانی نمی‌کنند اما می‌توانند آنها را با استفاده از حالت (Emulation یا تقلید) اجرا کنند.
سرور مناسب برای کاربردهای عمومی قیمتی حدود ۳ هزار دلار دارد و قاعدتاً باید شامل یک سی پی یو ۲ تا ۲/۳ گیگا هرتزی از نوع AMD Athlon MP یا Intel Xeon و یک پردازنده کمکی دوم باشد. اگر AMD انتخاب می‌کنید، خوب است که دنبال یک سرور با پردازنده سریع‌تر نوع Opteron باشید که به وفور در بازار یافت میشود و قیمت مناسبی هم دارد.
SMP چیست؟
SMP یا Symmetric Multi Processing روشی است که چندین CPU به صورت جداگانه اما با یکدیگر بر روی یک مادر بورد کار می‌کنند و سیستم عامل از هر دوی آنها به صورت یکسان استفاده می‌کند. دو شرکت AMD و Intel این روش را پشتیانی می‌کنند البته سیستم عامل و نرم افزار مورد استفاده نیز باید SMP را پشتیبانی کنند. پردازنده‌های Hyper Threading شرکت Intel از این تکنولوژی پشتیبانی می‌کنند. هر CPU در یک زمان فقط می‌تواند یک پردازش را انجام دهد. ممکن است این پردازش از تمام توان CPU استفاده نکند و مابقی سی پی یو بدون استفاده می‌ماند. با کمک این تکنولوژی می‌توان این مشکل را برطرف کرد.
برای آشنایی با تکنولوژی Hyper Threading مقاله “تکنولوژی Hyper Threading چیست؟” را بخوانید.