CPU چیست؟
CPU (Central Processing Unit) تراشه ای داخل دستگاه‌های الکترونیکی است که به عنوان پردازشگر، پردازشگر مرکزی یا میکرو پردازشگر نیز شناخته می‌شود.
اغلب با توجه به کارکرد مشابه با مغز انسان به آن مغز کامپیوتر نیز می گویند. درهمه ماشین‌های الکترونیکی مثل کامپیوتر رومیزی، لپ تاپ، گوشی های هوشمند و حتی دستگاه تلویزیون با کنسول بازی، که به ازای دستوری خاص عمل متناظر با آن را اجرا می‌کنند از این قطعه کوچک استفاده شده است. در تولید این سخت افزار از علم نوین نانو نیز استفاده شده است.
CPU کامپیوتر با اطلاعات ارزشمند و گوناگونی که از سخت افزارها و نرم افزارهای کامپیوتر دریافت می‌کند سروکار دارد.
تاریخچه CPU به چه زمانی بازمی‌گردد؟
بازگشت به تاریخ پردازنده‌های مرکزی (CPU) به سال‌های گذشته می‌نشاند که نخستین پردازنده تجاری دنیا در سال ۱۹۷۱ میلادی توسط کمپانی اینتل با نام «Intel® 4004» معرفی شد. این پردازنده ۴ بیتی با فرکانس ۷۴۰ کیلوهرتز عرضه شد و قادر به اجرای ۹۲۶۰۰ دستور در ثانیه بود.
فقط پنج ماه پس از معرفی این پردازنده، اینتل پردازنده ۸ بیتی خود را با نام «Intel® 8008» رونمایی کرد که دارای فرکانس ۸۰۰ کیلوهرتز بود. امروزه، پردازنده‌های نسل جدید و فعلی اینتل با فرکانس‌های بالغ بر ۵ گیگاهرتز عمل می‌کنند، که تقریباً ۷۰۰۰ برابر بیشتر از اولین پردازنده تجاری اینتل است.
این پیشرفت چشمگیر در سرعت و کارایی پردازنده‌ها نشانگر توانمندی‌های فراوان تحقیقات و توسعه در زمینه فناوری پردازش است که به وسیله‌ی شرکت‌های تولید کننده پردازنده‌ها به واقعیت پیوسته‌اند.
CPU ، مغز کامپیوتر
با استدلال می‌توان گفت که CPU مهم‌ترین قطعه هر ماشین یا سیستم محاسباتی است و فن آوری های رایانه با توانایی های آن به جریان می افتند.
این تراشه جهت دریافت دستور و صدور آن با سایر قطعات موجود بر روی برد اصلی و لوازم ورودی و خروجی اطلاعات در ارتباط است و همانند مغز عملکرد اجزای مختلف را اداره می‌کند.
CPU دستورات و اطلاعات ورودی توسط کاربر را از لوازم جانبی همانند صفحه کلید، ماوس، چاپگر و برنامه های کامپیوتری دریافت می‌کند. آنچه را که طبق ورودی نیاز به انجام آن است به زبان کامپیوتر برای لوازم مربوطه می‌فرستد. به طور نمونه وقتی متنی تایپ می‌شود، CPU هر حرف را ازRAM (حافظه خواندنی) دریافت می‌کند و پس از پردازش دستور نمایش را به صفحه نمایشگر می‌فرستد. همین حروف در هنگام ذخیره دستوری از برنامه کامپیوتری به CPU فرستاده می‌شود و پس از پردازش در CPU دستور ذخیره سازی به هارد یا حافظه های جانبی داده می‌شود.
نحوه کار CPU
نحوه عملکرد پردازنده‌های مرکزی (CPU) از ابتدای مورد استفاده تا به امروز تغییرات زیادی را تجربه کرده است، اما اساس عملکرد آن‌ها همچنان به سه مرحله اصلی واکشی، رمزگشایی و اجرا تقسیم می‌شود.
مرحله واکشی (Fetch):
در مرحله واکشی، پردازنده دستوراتی که باید در نهایت اجرا شوند را دریافت می‌کند. این دستورات به شکل الکتریکی از حافظه (مثل حافظه RAM) به پردازنده ارسال می‌شوند. هر دستور به صورت باینری با صفر و یک‌ها نمایش داده می‌شود و هر دستور مربوط به یک عملیات خاص است. آدرس دستور در حافظه توسط یک شمارنده برنامه‌ای نگهداشته می‌شود. این آدرس به طور مداوم افزایش یافته تا به دستور بعدی اشاره کند.
مرحله رمزگشایی (Decode):
پس از دریافت دستور و ذخیره آن در ثبت دستورها یا IR، پردازنده دستور را به یک مدار به نام رمزگشا منتقل می‌کند. این مدار دستور را به سیگنال‌هایی تبدیل می‌کند که برای اجرای دستور توسط بخش‌های دیگر پردازنده لازم است.
مرحله اجرا (Execute):
در نهایت، دستوراتی که توسط مرحله رمزگشایی کدگشا شده‌اند باید اجرا شوند. نتایج اجرای این دستورات در بخشی از پردازنده ثبت می‌شوند تا بتوان به آن‌ها در دستورات آینده دسترسی داشت. این مرحله مشابه عملکرد حافظه در یک ماشین حساب است که نتایج محاسبات در آن ذخیره می‌شود.
به این ترتیب، با اجرای این سه مرحله اصلی، پردازنده‌های مرکزی توانایی اجرای دستورات مختلف را دارند و این فرآیند اساسی برای تفسیر و اجرای دستورات در دستگاه‌های مبتنی بر کامپیوتر است.
انواع CPU
اگر بخواهیم تاریخچه CPU و انواع آن را تاکنون بررسی کنیم به سی پی یو های شرکت اینتل می رسیم. شرکت اینتل، جزو قوی ترین شرکت های تولید کننده چیپ های کامپیوتری مخصوصا سی پی یو و جی پی یو است. اینتل از گذشته تا کنون انواع سی پی یو را تولید کرده است که در ادامه به آن ها اشاره خواهیم کرد:
انواع CPU Intel
- Core 2 solo
- Core 2 Due
- Core 2 quad
- انواع CPU Core I 3
- انواع CPU Core I 5
- انواع CPU core I 7
- انواع CPU Core I 9
بعد از این شرکت، شرکت AMD در تولید سی پی یو جایگاه قدرتمندی دارد. پس از AMD نیز شرکت های IBM و Nvidia تولید کننده سی پی یو هستد.
سی پی یو کامپیوتر کجاست؟
سی پی یو در کامپیوتر ها روی بورد اصلی قرار می گیرد تا با سایر اجزای داخلی کامپیوتر در ارتباط باشد. در مقاله اجزای کامپیوتر می توانید بیش تر در این باره بخوانید.
اعداد روی CPU، نشان دهنده مدل سی پی یو هستند و تفاوت آن با سایر انواع سی پی یو را نمایش می دهند. هر یک از این اعداد پسوندی هستند که اطلاعاتی را درباره سی پی یو به ما می دهند.
نتیجه
سی پی یو یکی از مهم ترین قطعاتی است که هنگام خرید کامپیوتر باید به آن توجه داشته باشید. هر چه کیفیت سی پی یو بالاتر باشد قیمت کامپیوتر نیز بالا می رود اما این کیفیت را برخی مشخصه ها مانند حافظه کش، سرعت عملکرد سی پی یو و تعداد هسته های آن تعیین می کند. بهتر است برای خرید سی پی یو حتما با یک کارشناس مشورت نمایید. دانستن علم روز میتواند باعث موفقیت در زندگی باشد.