CPU چیست ؟

یکی از اجزای اصلی کامپیوتر ها و لپ تاپ ها ، CPU می باشد . CPU مخفف کلمه ی Central Procesing Unite  ، به معنای واحد پردازش مرکزی است و همانطور که از نامش پیداست ، پردازش تمامی قسمت های کامپیوتر بر عهده ی این قطعه ی مهم می باشد و تمامی فرمان ها و اطلاعات را مورد پردازش قرار می دهد .

در واقع یکی از مهم ترین نکاتی که باید در موقع خریدن سیستم های کامپیوتری مختلف در نظر داشت ، نوع و میزان کشش CPU است ، چرا که از CPU به عنوان مغز کامپیوتر یاد می شود . درست است که CPU تنها واحد پردازشی رایانه نمی باشد ، ولی به جرات می توان گفت که مهم ترین آنها می باشد و این بدان معنی است که از ارزش بسیار بالایی در کامپیوتر ها برخوردار است . CPU  تقریبا همه ی دستورات داده شده توسط سخت افزار و نرم افزار سیستم را دریافت کرده و آن ها را توسط عملگر های منطقی ، محاسبات ریاضی و انواع مقایسه ها مورد پردازش قرار می دهد .

این قطعه ی مربع شکل معمولا روی برد تمامی دستگاه های گوشی ، موبایل ، تبلت ، لپ تاپ ، تلویزیون و رایانه های رومیزی وجود دارد . این قطعه معمولا با دیگر سخت افزار ها وارد تعامل می شود و کارهای آن ها را برنامه ریزی میکند و پس از پردازش کردن فعالیت دیگر سخت افزار ها ، برای آن ها برنامه ریزی می کند و کار را به بهترین شکل انجام می دهد .

یکی از بارزترین مثال هایی که می توان به CPU تشبیه کرد ، مغز انسان است . یک انسان بدون داشتن دست ، پا و اندام های دیگر میتواند به زندگی ادامه دهد ولی بدون داشتن مغز هرگز نمیتواند ببیند ، بشنود ، تحلیل و بررسی کند و در اصل می میرد . CPU نیز همین گونه است و در واقع مغز رایانه ی شما به حساب می آید و تمام تحلیل و بررسی ها پردازش های سخت افزاری و نرم افزاری دیگر قسمت ها در این چیپ صورت میگیرد و بدون این قطعه در واقع نه تنها دستگاه شما روشن نمی شود ، بلکه دستگاه شما کارایی خود را از دست می دهد و دیگر شما نمیتوانید از آن استفاده کنید . به همین علت حضور CPU در دستگاه بسیار حیاتی است .

تمامی پردازنده ها دارای سه مشخصه ی مهم هستند که این مشخصه ها تاثیر بسیار زیادی در توانایی انجام کار آنها دارد و ارزش CPU بر اساس این شاخصه ها مشخص می شود . این سه مشخصه هسته های پردازشگر ، حافظه ی Cache و سرعت عملکرد پردازشگر می باشد .

حافظه Cache

یکی از مشخصه های مهم CPU ، در واقع حافظه ی کش Cache می باشد . این حافظه معمولا چندین مگابایت فضای ذخیره سازی اطلاعات دارد و یکی از دلایل افزایش قیمت CPU ها ، بیشتر بودن حافظه ی کش می باشد . بدیهی است که هرچقدر حافظه ی کش CPU بیشتر باشد ، قیمت آن نیز بالاتر است و علاوه بر آن تاثیر مستقیم بر روی سرعت عملکرد CPU دارد . اطلاعاتی که در کش ذخیره می شود در این حافظه (Cache) باقی می ماند . در واقع Cache  وظیفه ی حفظ داده ها را دارد . پردازنده برای به دست آوردن داده ، ابتدا حافظه ی کش را چک میکند و پس از نیافتن اطلاعات ، به سراغ حافظه های دیگر از جمله رم می رود .

سرعت عملکرد CPU

سرعت عملکرد پردازش یکی از مهم ترین شاخصه هایی است که در هنگام تهیه نمودن یک CPU باید به آن توجه کنیم . در واقع سرعت پردازنده یا همان CPU تعداد فعالیتی است که یک هسته می تواند در طول یک ثانیه انجام دهد و واحد آن هرتز می باشد . هرچه سرعت عملکرد پردازنده بیشتر باشد سرعت انجام کار بالا می رود و شما احساس رضایت  بیشتری نسبت به نوع عملکرد  CPU دستگاه خود میکنید . توجه داشته باشید که این شاخصه هم ارتباط مستقیم با قیمت CPU دارد ، یعنی هرچه CPU سرعت عملکرد بیشتری داشته باشد ، شما باید هزینه ی بیشتری برای دریافت CPU متحمل شوید .

هسته های CPU

سومین مورد از مشخصه های مهم در CPU ، هسته های پردازشگر می باشد . این هسته ها هرکدام به طور مستقل عملیات پردازش را انجام می دهند . امروزه هسته های CPU از یکی بیشتر شده و ۲ یا ۴ یا ۸ و یا حتی ۱۶ هسته ای در بازار موجود است . وجود هسته های بیشتر در CPU این امکان را به استفاده کننده می دهد که طبق یک روش عمل کرد موازی ، دستورات داده شده را سریعتر پردازش کنند .

افزایش تعداد هسته ها همیشه دلیل بر افزایش سرعت پردازش هسته نمی باشد چراکه هنوز هم چیپ هایی هستند که تعداد هسته ی بالایی دارند ولی از روش عملکرد پردازش موازی استفاده نمیکنند . البته با پیشرفت تکنولوژی این هسته ها می توانند درون خود به دو هسته ی مجازی تبدیل شوند و این عمل را در واقع با یک هسته ی مجازی انجام دهند که این میتواند بهترین عمل و بهترین عملکرد باشد .

انواع CPU از گذشته تا به امروز

شرکت اینتل یکی از پر قدرت ترین شرکت ها در زمینه ی ساخت انواع چیپ ، به خصوص چیپ های GPU و CPU میباشد . چیپ های CPU شرکت اینتل از گذشته تا کنون انواعی داشتند که در زیر برایتان توضیح داده ایم .

انواع چیپ اینتل

• core 2 solo
• core 2 Due
• core 2 quad
• core i 3
• core i 5
• core i 7

پس از این شرکت ، شرکت AMD قرار گرفته است . این شرکت چیپ های خوبی را تولید و روانه ی بازار میکند ولی کیفیت این چیپ ها در مقایسه با چیپ های اینتل ضعیف است .

در واقع اگر میخواهید یک سیستم معمولی داشته باشید می توانید از این چیپ ها استفاده کنید .

در رتبه های بعدی شرکت های IBM و Nvidia قرار گرفته اند که به مراتب کیفیت چیپ هایشان از دو شرکت بالایی کمتر است .

انواع CPU

می توان گفت که حدود 10 سال است که پردازنده های core i3 ، core i5 ، core i7 وارد بازار شده اند و امروزه مردم این مدل ها را به خوبی می شناسند . با این حال خیلی از افراد هنوز هم در انتخاب نوع پردازنده مردد هستند و انتخاب برایشان سخت است .

انواع نسل های پردازنده اینتل

به طور خلاصه می توان گفت پردازنده ی Corei7   نسبت به  Corei5 و نیز Corei5  نسبت به Corei3 قوی تر است .

بسیاری از مردم تصور می کنند که عدد بیان شده بیانگر تعداد هسته های پردازنده است . در صورتی که این گونه نیست .

اعدادی که کنار نام این پردازنده ها آمده است ، تنها بیانگر توان نسبی پردازنده در پردازش هستند .

طبقه بندی CPU های اینتل

توان پردازنده های شرکت اینتل توسط شرکت و بر اساس نوع تکنولوژی و متغیر های آن رده بندی می شود .

متغیر هایی که در رده بندی سی پی یو ها نقش دارند تعداد هسته های پردازنده ، سرعت پردازنده ، میزان cache پردازنده و … می باشند .

تکنولوژی های پردازنده ها نیز تکنولوژی هایی مانند توربو بوست (Turbo Boost) ویا هایپر تریدینگ  (Hyper-Threading) و … می باشد .

رده بندی پردازنده ها ازCPU   های سلرون (Celeron) و پنتیوم  (Pentium)، که به ترتیب دارای  ۱ و ۲ ستاره هستند شروع  می شود . یعنی این سی پی یو ها در پایین ترین رده بندی قرار می گیرند و به همین ترتیب ، پردازنده هایCorei3  دارای سه ستاره ، پردازنده هایCorei5   دارای چهار ستاره و پردازنده هایCorei7   دارای پنج ستاره هستند .

این نکته هم شایان ذکر است که پردازنده های مورد استفاده در لپ تاپ ها و پردازنده های کامپیوتر های دسکتاپ از یکدیگر متمایز هستند و هر کدام از این پردازنده ها خصوصیات مخصوص به خود را دارا هستند.

تعداد هسته سی پی یو

در سی پی یو ها هر چقدر تعداد هسته ها بیشتر باشد ، تعداد Task هایی ( فعالیت ) که به طورهم زمان پردازش می شوند نیز بیشتر است .

کم ترین تعداد هسته ها را پردازنده های  Core i3 دارا می باشند ، که تنها ۲ هسته است . امروزه تمامی نسخه های پردازنده های  Corei3  ، ۲ هسته ای هستند .

همه ی پردازنده های Core i5  ، به جز پردازنده Corei5-661  ۴ هسته ای هستند .

پردازشگر Corei5-661 ، پردازنده ای ۲ هسته ای و با سرعت پردازش معادل ۳.۳۳ گیگا هرتز است .

پردازنده Corei3-560 نیز، پردازنده ای با سرعت پردازش ۳.۳۳ گیگاهرتزی است .

البته در هنگام خرید cpu با یک نگاه متوجه می شوید خرید این پردازنده ، مقرون به صرفه تر از Corei5-661 است .

برای این که متوجه شوید چگونه بعضی از فاکتورها ، در قدرت و توان نهایی یک CPU تاثیر دارند به مثال زیر توجه کنید .

برای مثال پردازنده  Corei3-560، دارای تعداد هسته و سرعت پردازش معادل  Corei5-661 است.

اما در تست عملی و در شرایط یکسان و مشابه ، خروجی ضعیف تری نسبت به پردازنده Corei5-661 دارد .

زیرا Corei5-661 از تکنولوژی توربو بوست (Turbo Boost) بهره می برد .

حافظه Cache سی پی یو

هنگامی که پردازنده با تکرار پردازش اطلاعات مشابه مواجه می شود ، در حافظه Cache  خود ، این اطلاعات تکراری را ذخیره می کند تا با سرعت بیشتری بتواند پردازش را انجام دهد .

حافظه  Cache پردازنده ها ، مانند حافظه RAM است و تنها تفاوت آن با رم سرعت بالاتر آن است.

درهردو حافظه ی RAM و  Cache فضایی جهت اطلاعاتی که مکرر استفاده می شوند نگه داشته می شود.

در صورت نبود این امکان ، پردازنده مجبور به خواندن مستقیم از روی هارددیسک بوده ، کهباعث طولانی شدن زمان پردازش اطلاعات می شود .

پس به طور خلاصه هر چقدر مقدار حافظه ی Cache سی پی یو بیشتر باشد ، سرعت پردازش سی پی یو نیز بالاتر است .

انواع تکنولوژی پردازنده ها

همان طور که در بالا نیز گفتیم برخی سی پی یو ها به دلیل داشتن نوعی تکنولوژی خاص دارای سرعت پردازش بیشتری هستند .

برای مثال دو پردازنده با شرایط کاملا یکسان را در نظر بگیرید . با این تفاوت که یکی از پردازنده ها دارای تکنولوژی Turbo Boost یا Hyper Threading باشد . پردازنده ای که دارای این تکنولوژی است ، دارای سرعت پردازش بیشتری است .

تکنولوژی Turbo Boost

تکنولوژی Intel Turbo Boost  امکان افزایش توان سرعتی را در زمان نیاز، را به طور فعال به پردازنده می دهد.

البته بالاترین میزان سرعت که در هر لحظه به واسطه تکنولوژی توربو بوست می توان افزایش داد ، به فاکتورهای مختلفی وابسته می باشد .

به فاکتورهایی مانند تعداد هسته های فعال پردازنده ، میزان نسبی جریان مصرفی ، میزان نسبی انرژی مصرفی ، میزان دمای پردازنده و… بستگی دارد .

تکنولوژی Hyper Threading

در حالت کلی ، یک هسته ی سی پی یو می تواند در آن واحد تنها به پردازش یک Thread مشغول باشد .

برای مثال ، اگر یک CPU دارای دو هسته باشد ، می تواند در یک لحظه ، به پردازش دو Thread  بپردازد .

شرکت اینتل برای حل این مشکل با ارائه تکنولوژی  Hyper Threading قابلیت چند پردازش همزمان را توسط یک هسته مهیا ساخت .