تبلیغات
سی پی یو - سی پی یو
لینك به ما


لوگوی دوستان

نظرتان در مورد مطالب ارائه شده چیست؟





هر گونه استفاده از محتوای این قالب در جهت ترویج فرهنگ غنی شیعه و عاشورا با ذکر منبع مجاز و بلامانع می باشد
با تشکر محمد جمال دهقان پور


CPU سی پی یو چیست؟
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 :
× . انتقال اطلاعات
× . حساب و منطق
× . 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 .

 

                                       مدل پردازنده
هر کدام از نسل های پردازنده دارای مدلهای مختلفی می باشد که دارای مشخصات متفاوت می باشند . مثلا در مورد پردازنده و 80386 مدلهای
DX , SX و برای 80486 مدلهای SX , DX , DXII , DX4 , DX5 برای پنتیوم (نسل پنجم) مدل های پنتیوم کلاسیک و MMX ، برای نسل ششم مدل های پنتیوم پرو ، پنتیوم II و پنتیوم III پنتیوم سلرون برای نسل هفتم مدل اتیانیوم را می توان اشاره نمود .

 

                                        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 .  

 

                                              حافظه کش
در بررسی سی پی یو ها به اصطلاحی دیگر احتمالا برخورد كرده این با نام
Cache ( كش ). كش به حافظه ای بسیار سریع و گران قیمت

گفته میشود كه همیشه مقدار كمی از ان در سی پی یو تعبیه میشود...كار كش نگهداری اطلاعاتی برای سی پی یو است كه در هنگام پردازش اطلاعات به انها نیاز سریع دارد.
حافظه ی كش در سه سطح وجود دارد و با حجم های مختلف. سطح اول یا
L۱سطح دوم یا L۲و سطح جدید L۳ ...معمولا كش L۱ را بر روی خود سی پی یو قرار میدهند و به همین دلیل ان را INTERNA CACHE می نامند ولی كش L۲ بر روی بورد اصلی (Main Board) تعبیه میشود و ان را EXTERNAL CACHE میخوانند.
مهمترین كمپانی های سازنده ی
CPU عبارتند از AMD و Intel كه دو رقیب اصلی و دیرینه هستند و دیگر تولید كننده ها را تقریبآ به كنار زده اند.

 

                                    ریزپردازنده چیست؟
کامپیوتری که هم اکنون به کمک آن در حال مشاهده و مطالعه این صفحه هستید، دارای یک ریزپردازنده است. ریزپردازنده بمنزله مغز در کامپیوتر است. تمام کامپیوترها اعم از کامپیوترهای شخصی، کامپیوترهای دستی و ... دارای ریزپردازنده می باشند. نوع ریزپردازنده استفاده شده در یک کامپیوتر می تواند متفاوت باشد ولی تمام آنها تقریبا عملیات یکسانی را انجام می دهند.
واحد مرکزی پردازش در هر کامپیوتر ، که پردازش های مختلف در آنجا انجام می گیرد، پردازنده یا CPU نام دارد. با استفاده از تکنولوژی ساخت قطعات نیمه هادی  می توان این واحد پردازنده (CPU) را کوچک (ریز) نموده و در یک بسته بندی یا تراشه (IC) قرار داد، که به آن ریزپردازنده یا میکروپروسسور گویند. پس

در حالت کلی کلمه CPU یک مفهوم کلی تری از کلمه ریزپردازنده است. با پیشرفت تکنولوژی، هم اکنون تمام CPUها بصورت ریزپردازنده ساخته می شود در صورتی که در کامپیوترهای

نسلهای پایین تر به دلیل پایین بودن تکنولوژی ، امکان ساخت CPU بصورت متمرکز و در داخل یک بسته بندی (تراشه) وجود نداشت.

                        تاریخچه مختصری از ریزپردازنده ها


ریزپردازنده، پتانسیل های اساسی برای انجام محاسبات و عملیات مورد نظر در یک کامپیوتر را فراهم می نماید. ریزپردازنده از لحاظ فیزیکی یک تراشه است. اولین ریزپردازنده در سال 1971 و با نام Intel 4004 معرفی گردید. ریزپردازنده فوق چندان قدرتمند نبود و صرفا" قادر به انجام عملیات جمع و تفریق چهار بیتی بود. نکته مثبت پردازنده فوق، استفاده از یک تراشه بود. قبل از آن مهندسین و طراحان کامپیوتر از چندین تراشه برای تولید CPU استفاده می کردند.

اولین ریزپردازنده ای که بر روی
یک کامپیوتر خانگی نصب گردید، 8080 بود. پردازنده فوق هشت بیتی و بر روی یک تراشه قرار داشت. این ریزپردازنده در سال 1974 به بازار عرضه گردید. اولین ریزپردازنده ای که باعث تحولات اساسی در دنیای کامپیوتر شد، 8088 بود. ریزپردازنده فوق در سال 1979 توسط شرکت IBM طراحی و اولین نمونه آن در سال 1982 عرضه گردید. درمورد ریزپردازنده ها مباحث مفصلی در سایت میکرورایانه انجام شده است به فهرست مقالاتسایت میکرورایانه مراجعه کنید.
وضعیت تولید ریزپردازنده توسط شرکت های تولید کننده بسرعت رشد کرده و مثلا ریزپردازنده های شرکت اینتل از مدل 8088 به 80286، 80386، 80486، پنتیوم، پنتیوم II، پنتیوم III و

پنتیوم 4 رسیده است. ریزردازنده های پنتیوم 4 در مقایسه با ریزپردازنده 8088 عملیات مربوطه را با سرعتی به میزان 5000 بار سریعتر انجام می دهد. جدول زیر ویژگی هر یک از ریزپردازنده های فوق به همراه تفاوت های موجود را نشان می دهد:

 

                                          توضیحات جدول :

ستون Date نشاندهنده سال عرضه پردازنده است.
ستون Transistors تعداد ترانزیستور موجود بر روی تراشه را مشخص می کند. تعداد ترانزیستور بر روی تراشه در سال های اخیر شتاب بیشتری پیدا کرده است.
ستون Micron ضخامت کوچکترین رشته بر روی تراشه را بر حسب میکرون مشخص می کند. ضخامت موی انسان 100 میکرون است.
ستون Clock Speed حداکثر سرعت Clock تراشه را مشخص می نماید.
ستون Data Width پهنای باند واحد منطق و محاسبات (ALU ) را نشان می دهد. یک واحد منطق و حساب هشت بیتی قادر به انجام عملیات محاسباتی نظیر: جمع، تفریق، ضرب و ... برای اعداد هشت بیتی است. در صورتیکه یک واحد منطق و حساب 32 بیتی قادر به انجام عملیات بر روی اعداد 32 بیتی است. یک واحد منطق و حساب 8 بیتی بمنظور جمع دو عدد 32 بیتی می بایست چهار دستورالعمل را انجام داده در صورتیکه یک واحد منطق وحساب 32 بیتی عملیات فوق را صرفا" با اجرای یک دستورالعمل انجام خواهد داد.
در اغلب موارد گذرگاه خارجی داده ها مشابه ALU است. هرچند این موضوع در تمام موارد صادق نخواهد بود مثلا" پردازنده 8088 دارای واحد منطقی ومحاسابتی 16 بیتی بوده در حالیکه گذرگاه داده ی آن هشت بیتی است. در اغلب پردازنده های پنتیوم جدید، گذرگاه داده 64 بیتی و واحد منطق وحساب آن 32 بیتی است.
ستون MIPS مخفف کلمات Millions of instruction per Second ( میلیون دستورالعمل در هر ثانیه ) بوده و واحدی برای سنجش کارآئی یک پردازنده است.

 

                              آشنایی با پروسسورها (پردازنده ها)
در ابتدا ذکر این نکته ضروری است که تولید کنندگان اصلی پروسسور در بازار کامپیوتر، Intel و AMD هستند. شرکت سوم CYRIX مدتی است که از دور رقابت کنار رفته است. پس وقتی برای خرید کامپیوتر اقدام می کنید دو پروسسور ساخت INTEL و AMD را مورد توجه قرار دهید.
پروسسورهای INTEL با نام پنتیوم 4 و یا سلرون (Celeron) عرضه می شود، در حالیکه AMD پروسسورهای خود را آتلون (Athlon) و دووران (Duron) مینامد که عمر دووران هم مدتی است سرآمده است.

پروسسورها را می توان به 4 دسته تقسیم کرد:
1-
پروسسورهای ارزشمند امروزی
2-
پروسسورهای خوب
3-
پروسسورهای ارزان
4-
پروسسورهای از رده خارج

معمولا در انتخاب کامپیوتر، فروشنده از سرعت پروسسور می گوید بدون آنکه نامی از سازنده و مدل آن ببرد که انتخاب را مشکل می کند. توجه کنید که پروسسورهای هم سرعت از سازندگان مختلف، ممکن است در یک ردیف کاری نباشند.
پروسسورهای ارزشمند امروزی
قیمت این پروسسورها بالا و قابلیت آنها نیز زیاد است. اگر بهترین را می خواهید، این قسمت انتخاب شماست. باید گفت که هرچند قیمت نسبت به نمونه های متوسط دو برابر شده است اما قابلیت ها فقط چیزی بین 25% تا 50% افزایش یافته است. در این ردیف از اینتل، نمونه های پنتیوم 4 از سرعت 3.2 گیگا هرتز به بالا در دو مدل Pentium4 و Pentium4 Extreme Edition قرار دارد و AMD نمونه های آتلون XP و آتلون 64 و آتلون 64FX-53 را عرضه کرده است. (در مورد این CPUها مقالات متعددی در سایت میکرو رایانه وجود دارد، به فهرست مقالات رجوع کنید) آتلون 64FX-53 مخصوص کارهای سینمایی است، مدل 64 با قابلیت اجرای برنامه های 64 بیتی مناسب بازیها و امور مربوط به صوت و تصویر است و XP هم قدرت خوبی روی دسک تاپ ارایه می نماید.
البته اینتل با Pentium 4 Extreme Edition حرف آخر خود را زده است. به جدول زیر و سرعت پروسسورها توجه کنید:

2-  پروسسورهای خوب
بهترین پروسسورهای 10 ماه گذشته در این ردیف جای دارند. آنهایی که دیگر اولین نیستند اما هنوز خوب هستند. یعنی هر چند سریعترین نیستند اما هنوز با قابلیتهایی خوب، کار می کنند. به جدول زیر و سرعت پروسسورها توجه کنید. در این ردیف آتلون XP و پنتیوم 4 جای
3- پروسسورهای ارزان
پروسسورهای این ردیف شاید دیگر از طرف تولیدکنندگانشان ساخته نشوند اما ارزان هستند و هنوز کار می کنند. دو کلاس کاری در این ردیف وجود دارد:
الف) بهترین های رده قدیمی.
ب) ضعیف ترین های رده جدید.
سلرون اینتل هم در این ردیف جای گرفته است

4- پروسسورهای از رده خارج
پروسسورهای این ردیف دیگر از طرف سازنده شان تولید نمی گردد و فقط در مغازه های دست دوم فروشی دیده می شوند. توجه کنید که اینها هر چند کار می کنند اما عملا نمی توانند برنامه های امروزی را اجرا کنند و شاید فقط به درد تایپ و وب گردی ساده بخورند. پروسسورهای این ردیف در جدول زیر آمده است.

ساختمان داخلی یک پردازنده
به منظور آشنائی با نحوه عملکرد یک ریزپردازنده، در حالت کلی، لازم است نگاهی به ساختمان داخلی یک ریزپردازنده بیندازیم و با نحوه عملکرد آن بیشتر آشنا شویم. یک ریزپردازنده مجموعه ای از دستورالعمل ها را اجراء می کند. این دستورالعمل نوع عملیات مورد نظر را برای ریزپردازنده مشخص خواهند کرد. با توجه به نوع دستورالعمل ها، یک ریزپردازنده سه عملیات اساسی را انجام خواهد داد :
1 -
یک ریزپردازنده با استفاده از واحد محاسبات و منطق خود (ALU) قادر به انجام عملیات محاسباتی نظیر: جمع، تفریق و عملیات منطقی نظیر and و غیره ؛که بر روی بیت ها انجام می گیرد؛ است. ریزپردازنده های جدید دارای پردازنده های اختصاصی برای انجام عملیات مربوط به اعداد اعشاری نیز می باشند.
2-  یک ریزپردازنده قادر به انتقال داده از یک محل حافظه به محل دیگر است .
3-  یک ریزپردازنده قادر به اتخاذ تصمیم (تصمیم گیری) و پرش به یک محل دیگر برای اجرای دستورالعمل های مربوطه بر اساس تصمیم اتخاذ شده است .

گذرگاه آدرس (Address Bus ) که آدرس از طرف ریزپردازنده بر روی این گذرگاه قرار می گیرد. اصطلاحات اجزاء این شکل در سایر مقالات سایت میکرورایانه آمده است. ریزپردازنده قادر به ارسال آدرس به حافظه یا مدارات جانبی جهت تعیین دستگاه ورودی- خروجی است. تعداد بیتهای آدرس (و بالطبع خطوط گذرگاه آدرس) بستگی به طراحی و نوع ریزپردازنده دارد. مثلا در ریزپردازنده های مختلف گذرگاه فوق 8، 16، 32 بیتی و ... است.
گذرگاه داده ها (Data Bus ) که داده ها بر روی خطوط این گذرگاه قرار گرفته و از طرف حافظه یا دستگاه ورودی - خروجی به ریزپردازنده ارسال می شود یا از ریزپردازنده به سمت آنها فرستاده می شود
                                              قرارداد:
قرارداد می کنیم که ریزپردازنده محور نام گذاری برای عناوین ارسال و دریافت داده ها باشد. بنابراین منظور از دریافت داده ها یعنی دریافت به ریزپردازنده و ارسال داده ها یعنی ارسال از طرف ریزپردازنده به سمت دستگاهای I/O. گذرگاه فوق می تواند 8، 16، 32 و ... بیتی باشد.

یک خط برای صدور فرمان خواندن از طرف ریزپردازنده (RD ) و یک خط برای صدور فرمان نوشتن از طرف ریزپردازنده (WR ) است و فعال شدن هر کدام از طرف ریزپردازنده (به ترتیب) تعیین می نماید که آیا ریزپردازنده در حال ارسال داده یا دریافت داده می باشد
خط Clock که پالس های ساعت ورودی به ریزپردازنده را تعیین می کند و ریزپردازنده خود را با پالس های ساعت ورودی به این خط همزمان خواهد کرد.
یک خط Reset که مقدار شمارنده برنامه را صفر نموده و یا باعث اجرای مجدد یک فرآیند می گردد.
فرض کنید پردازنده هشت بیتی بوده واز عناصر زیر تشکیل شده است:    
-
ثبات (Register)های A,B,C ثبات (نگاهدارنده) هائی بوده که از فلیپ فلاپ ها ساخته شده اند.
- Address Latch
مشابه ثبات های A,B,C است.



 لینك مطلب  نظرات []     نوشته:مرتضی علیقلیزاده    معرفی به دوستان
بنر ما


آمار بازدیدها
امروز: نفر
دیروز: نفر
این ماه: نفر
ماه گذشته: نفر
آخرین بازدید:
كل بازدیدها: نفر
افراد آنلاین:

نفر

اطلاعات پست ها
آخرین به روز رسانی:
تعداد پست ها : عدد
ایجاد صفحه: 105 ثانیه
پشتیبانی آنلاین

CopyRight All Rights Reserved by KHAFAN 30TI.MIHANBLOG.COM
تمامی حقوق مادی و معنوی این سایت متعلق به سی پی یو است . هر گونه كپی برداری ازمطالب یا تصاویر این سایت تنها با ذكر منبع مجاز می باشد .