سی پی یو | CPU چیست؟ Central Processing Unit یا واحد پردازش مرکزی که به اختصار CPU نامیده میشود یک قطعه سخت افزار از کامپیوتر است که مسئول تفسیر و اجرای اکثر دستورات از سخت افزار و نرم افزارها را در کامپیوتر است و به عنوان مغز کامپیوتر از آن یاد میشود. CPU از دو جزء اصلی تشکیل شده است که عبارتست از Arithmetic Logic Unit یا ALU که واحد منطق محاسباتی نیز نام دارد و وظیفه انجام محاسب ریاضی و منطقی را دارد.
دومین جزء از پردازنده نیز Control Unit یا CU نام دارد که دستورالعمل های حافظه را استخراج و رمزگشایی می کند و آنها را اجرا می کند و در صورت لزوم ALU را نیز فراخوانی می کند. CPU در ابتدای دهه 1970 با کمک شخصی به نام Ted Hoff و دیگران در شرکت Intel توسعه یافت. اولین پردازنده شرکت اینتل که معرفی شد Intel 4004 نام داشت. علاوه بر کامپیوتر های دسکتاپ تمامی دستگاه ها از قبیل لپتاپ ها ، تبلت ها ، گوشی های موبایل ، تلویزیون ها و ... دارای واحد پردازش مرکزی یا CPU هستند.
علاوه بر شرکت Intel شرکت AMD نیز از شرکت های اصلی و بزرگ تولید کننده CPU در دنیا میباشد که برای کامپیوتر های دسکتاپ ، لپتاپ ها ، تبلت ها و سایر دستگاه ها CPU تولید میکنند. شما ممکن است CPU را با نام های Processor ، Computer Processor ، Microprocessor ، Central Processor و ... مشاهده کنید. در تصویر زیر یک نمونه از CPU های تقریباََ جدید شرکت Intel را مشاهده میکنید.
همانطور که در تصویر فوق مشاهده میکنید CPU یک قطعه سخت افزار کوچک و مربع شکل است که تعدادی اتصال دهنده های فلزی ریز و گرد مانند زیر آن وجود دارد. برخی از CPU های قدیمی تر به جای اتصال دهنده های فلزی شامل تعدادی پین بودند. CPU مستقیما به یک سوکت CPU که گاهاََ به آن Slot یا اسلات نیز میگویند بر روی مادربرد متصل می شود. CPU روی سوکت سمت پایین سوار میشود و یک اهرم کوچک برای محافظت از پردازنده کمک می کند.
بعد از روشن شدن کامپیوتر و کار کردن CPU برای مدت زمان کوتاهی دمای CPU بالا میرود و داغ میشود این دما در حالت ایده آل برای CPU های جدید و امروزی تقریباََ بین 30 تا 55 درجه سانتی گراد میباشد اما اگر خیلی بیشتر از این میزان باشد (بالاتر از 70 درجه سانتی گراد) احتمال آسیب دیدن CPU بالاتر میرود. برای کمک به از بین بردن این گرما تقریباََ همیشه لازم است که یک Heat sink و یک Fan خنک کننده درست در بالای CPU نصب شود.
در زیر تصویر یک Heat sink و در بالای آن یک عدد Fan خنک کننده CPU را مشاهده میکنید. خمیر سیلیکون زیر Heat sink مالیده میشود و گرما را از CPU دریافت کرده و از طریق Fan به محیط اطراف هدایت میکند تا CPU بیش از حد داغ نشود. خمیر(چسب) سیلیکون یا ژل حرارتی چسب سفید رنگی است که به عنوان رابط حرارتی بین CPU و Heat sink قرار میگیرد و مشکل رسانایی ضعیف هوا در برابر گرما را برطرف میکند و به عنوان یک رسانای گرمای خوب وارد عمل میشود. به طور معمول چسب سیلیکون یا همان خمیر سیلیکون همراه با خود CPU فروخته میشود.
البته بغیر از این روش دیگر روش های خنک کردن CPU نیز وجود دارد که عبارتند از کیت خنک کننده مایع و استفاده از Phase Change Unit یا واحد های تغییر فاز.
هنگامی که صحبت از سرعت CPU میشود منظور همان Clock Speed یا سرعت کلاک CPU میباشد که معمولاََ آنرا با واحد GigaHertz یا به اختصار GHZ بیان میکنیم. سرعت کلاک CPU سرعتی است که یک CPU میتواند در واحد زمان دستورالعمل ها را مورد پردازش قرار دهد. به عنوان مثال CPU ای که Clock Speed ای برابر با 1HZ دارد میتواند در هر ثانیه یک دستورالعمل را پردازش کند و CPU ای که Clock Speed ای برابر با 3GHZ دارد میتواند در هر ثانیه 3 بیلیون دستور العمل را پردازش کند!!!
برخی از کامپیوتر ها دارای CPU هایی تم هسته ای و برخی 2 هسته ای و برخی دیگر 4 هسته ای و ... هستند. همانطور که احتمالاََ حدس میزنید CPU های 2 هسته ای از CPU های تک هسته ای سرعت زیادتری دارند، حدس شما درست است زیرا برای مثال CPU های 2 هسته ای در واحد زمان میتوانند 2 دستورالعمل را مورد پردازش قرار دهند در حالیکه CPU های تک هسته ای در آن واحد یک دستورالعمل را میتوانند پردازش کنند.
که این میتواند سرعت و کارایی CPU را دو چندان کند. این نکته را مد نظر داشته باشید که وقتی میگوییم CPU دو هسته ای یا 4 هسته ای و ... هر هسته یک CPU به حساب می آید یعنی وقتی CPU شما 4 هسته ای است در حقیقت شما 4 عدد CPU دارید اما نه به صورت فیزیکی بلکه منطقی. درست است که شما هنگام خرید CPU یک عدد CPU بصورت فیزیکی میخرید اما هر چقدر تعداد Core یا هسته های داخل CPU بیشتر باشد قدرت CPU شما نیز به همان میزان بالاتر میرود.
برخی از CPU ها توانایی این را دارند که هر Core یا هسته را به دو Thread یا هسته Virtualize یا مجازی سازی کنند که این تکنولوژی به Hyper-Threading نیز معروف است. تکنولوژی Hyper-Threading که معمولاََ با نام Intel HT Technology نیز شناخته میشود به زبان ساده کارش مجازی سازی هسته ها یا Core ها است به این معنی که یک CPU چهار هسته ای یا Quad core میتواند مانند یک CPU هشت هسته ای عمل کند و به طوری که اگر قابلیت Hyper-Threading را در آن CPU فعال کنیم CPU میتواند در واحد زمان 8 عدد دستورالعمل یا پروسه را مورد پردازش قرار دهد که این سرعت فوق العاده زیادی برای یک CPU به ارمغان می آورد.
در نتیجه اگر یکجا دیدید که یک CPU دارای 4 هسته و 8 عدد Thread است بدانید که در آن حتماََ تکنولوژی Hyper-Threading بکار رفته است. پس اگر من CPU ای دارم که 4 هسته ای است و 4 تا Thread دارد میتوانم نتیجه بگیرم که در آن تکنولوژی Hyper-Threading وجود ندارد، یعنی در واقع به ازای هر Core یک Thread در CPU من وجود دارد.
CPU های شرکت Intel نسل های مختلفی دارند که احتمالاََ نام آنها را شنیده اید مانند Core i5 ، Core i3 و Core i7. ممکن است حدس بزنید که CPU های Core i3 بهتر از Core i5 و CPU های Core i7 از Core i5 ها بهتر هستند. حدس تان در بیشتر موارد درست است و فهمیدن این موضوع نیز چندان سخت نیست. پردازنده های Core i3 دارای 2 هسته هستند یا بعبارتی Dual Core میباشند اما پردازنده های Core i5 چهار هسته ای یا Quad Core میباشند.
Turbo Boost قابلیتی در CPU های شرکت اینتل است که به CPU امکان میدهد تا در زمان نیاز بتواند Clock Speed یا سرعت کلاک خود را افزایش دهد مثلا از 3GHZ تا 3.5GHZ. نکته اینکه پردازنده های نسل سوم اینتل یا Core i3 ها فاقد تکنولوژی Turbo Boost هستند. مدل پردازنده های اینتل که به حرف K ختم میشوند میتوانند Overclock شوند، به این معنی که میتوان Clock Speed آن CPU را بیشتر از حالت معمولش افزایش داد، البته به صورت دستی. امیدوارم این مقاله مورد توجه شما قرار گرفته باشد.در ادامه پذیرای انتقادات و پیشنهادات شما در راستای این مقاله میباشیم.