تبلیغات

موضوعات

آخرین نظرات

همکاران و دوستان

آمار سایت

  • تعداد مطالب : 1251
  • تعداد صفحات : 8
  • تعداد دیدگاه ها : 1901
  • تعداد کلمات سایت : 715,278
  • آی پی شما : 136.243.36.91

برچسب ها

تبلیغات

 بالن آرزو ويژه مراسم چهارشنبه سوريPC7518BVL
  دود جادويي هفت رنگ ويژه مراسم چهارشنبه سوري 4S PC7518BVL
 حشره كش برقي RIDDEX

پیوندها

متن تبلیغ اول
متن تبلیغ دوم
متن تبلیغ سوم
به سایت پی 30 یوزر خوش آمدید امیدوارم به نیاز های خود برسید
  • ریست پرینتر کانن mp550 ارور ۶C10

    ریست پرینتر کانن mp550 ارور ۶C10
  • ریست پرینتر کانن ***۴ ip

    ریست پرینتر کانن ***۴ ip
  • کرک نرم افزار YoGen Vocal Remover

    کرک نرم افزار YoGen Vocal Remover
  • سریال نامبر آفیس ۲۰۱۰ و ۲۰۱۳ ماکروسافت

    سریال نامبر آفیس ۲۰۱۰ و ۲۰۱۳ ماکروسافت
  • کرک نرم افزار converter xilisoft نسخه ۷٫۸٫۸

    کرک نرم افزار converter xilisoft نسخه ۷٫۸٫۸
  • سریال نامبر نرم افزار Mirillis Action

    سریال نامبر نرم افزار Mirillis Action
  • کرک نرم افزار محبوب ۳D max 2013

    کرک نرم افزار محبوب ۳D max 2013
  • دانلود سریال نامبر نرم افزار Acme CAD Converter 2013 8.6.1...

    دانلود سریال نامبر نرم افزار Acme CAD Converter 2013 8.6.1
CPU (پردازنده) کامپیوتر

CPU (پردازنده) کامپیوتر

تاریخ : پنج شنبه، ۲۳ خرداد ۱۳۹۲
۰دیدگاه
نوشته:میثم جعفری
CPU (پردازنده) کامپیوترReviewed by میثم جعفری on Jun 13Rating: 5.0CPU (پردازنده) کامپیوتر
امتیازی داده نشده

CPU چیست؟ (Central Processing Unit )

ریزپردازنده ،یک تراشه ی چند سانتیمتری کاملاً الکترونیکی که به آن واحد پردازشگر مرکزی (CPU ) نیز گفته می شود . ریزپردازنده برروی برد اصلی متصل می شود و در حکم « مغز » برای سیستم است که کلیه عملیات پردازشی در این واحد صورت می گیرد.

پردازنده کامپیوتر

پردازنده کامپیوتر

ریزپردازنده پتانسیل های لازم برای انجام محاسبات و عملیات مورد نظر یک رایانه را فراهم می سازد. در واقع ریزپردازنده از لحاظ فیزیکی یک تراشه است ریزپردازنده وظایفی از جمله : کنترل و اجرای دستورالعمل ها ، ایجاد هماهنگی بین فعالیت های اجزای مختلف سیستم ، تشخیص نوع عملیات و ترتیب اجرای آن ها ، آوردن اطلاعات مورد نیاز از حافظه به داخل ریزپردازنده و ذخیره سازی نتیجه ی عملیات در حافظه را برعهده دارد . به علت فن آوری بسیار بالا در ساخت آن تنها چند کمپانی بزرگ می توانند آن را تولید کنند که برای رایانه های شخصی این تعداد در واقع دو کمپانی میباشد. تقریباً تمام سی پی یوهای رایانه های شخصی جهان را این دو شرکت تولید می کنند و این دو شرکت رقابت فشرده ای را با هم دارند.

شرکت اول اینتنل Intel و شرکت دوم ای ام دی ( A.M.D ( Advanced Micro Devices . تا چند سال قبل بیش از %۹۰ سی پی یوهای جهان را اینتل تولید می کرد و سی پی یوهای ای ام دی در مقایسه با سی پی یوهای اینتل ضعیف عمل می کردند اما بعد از سال ۲۰۰۰ میلادی این اختلاف از میان رفت و سی پی یوهای دو شرکت رقابت فشرده ای را با هم شروع کردند.هر سی پی یو شامل ویژگی هایی است که این ویژگی ها نوع سی پی یو شما را مشخص می کند. شرکت سازنده ، سرعت ساعت درونی Internal Clock Speed که به سرعت مشهور است ، فرکانس کاری آن که به آن سرعت باس یا سرعت انتقال داده نیز گفته می شود Bus Speed ، نسبت سی پی یو یا نسبت ساعت که عبارت است از سرعت باس / سرعت ساعت ratio = clock speed / bus speed . با داشتن سرعت ساعت و سرعت باس ، نسبت سی پی یو بدست می آید .

تاریخچه ریزپردازنده

اولین ریزپردازنده در سال ۱۹۷۱ با نام Intel ۴۰۰۴ به بازار عرضه شد. این ریزپردازنده قدرت زیادی نداشت و تنها قادر به انجام عملیات جمع و تفریق ۴ بیتی بود. تنها نکته مثبت این پردازنده استفاده از یک تراشه بود، زیرا تا قبل از آن از چندین تراشه برای تولید رایانه استفاده می شد. اولین نوع ریزپردازنده که بر روی کامپیوتر خانگی نصب شد. ۸۰۸۰ بود. این پردازنده ۸ بیتی بود و بر روی یک تراشه قرار داشت و در سال ۱۹۷۴ به بازار عرضه گردید. پس از آن پردازنده ای که تحول عظیمی در دنیای رایانه بوجود آورد ۸۰۸۸ بود. این پردازنده در سال ۱۹۷۹ توسط شرکت IBM طراحی و در سال ۱۹۸۲ عرضه گردید. بدین صورت تولید ریزپردازنده ها توسط شرکت های تولیدکننده به سرعت رشد یافت و به مدل های ۸۰۲۸۶، ۸۰۳۸۶، ۸۰۴۸۶، پنتیوم ۲، پنتیوم ۳، پنتیوم ۴ منتهی شد. این پردازنده ها توسط شرکت Intel و سایر شرکت ها طراحی و به بازار عرضه شد. طبیعتاً پنتیوم های ۴ جدید در مقایسه با پردازنده ۸۰۸۸ بسیار قوی تر می باشند زیرا که از نظر سرعت به میزان ۵۰۰۰ بار عملیات را سریعتر انجام می دهند. جدیدترین پردازنده ها اگر چه سریعتر هستند گران تر هم می باشند. کارآیی رایانه ها بوسیله پردازنده آن شناخته می شود. ولی این کیفیت فقط سرعت پروسسور را نشان می دهد نه کارآیی کل رایانه را. به طور مثال اگر یک رایانه در حال اجرای چند نرم افزار حجیم و سنگین است و پروسسور پنتیوم ۴ آن ۲۴۰۰ کیگاهرتز است، ممکن است اطلاعات را خیلی سریع پردازش کند. اما این سرعت بستگی به هارددیسک نیز دارد. یعنی این که پروسسور جهت انتقال اطلاعات زمان زیادی را در انتظار می گذراند. پروسسورهای امروزی ساخت شرکت Intel، پنتیوم ۴ و سلرون هستند. پروسسورها با سرعت های مختلفی برحسب گیگاهرتز (معادل یک میلیارد هرتز با یک میلیارد سیکل در ثانیه است) برای پنتیوم ۴ از ۴/۱ گیگاهرتز تا ۵۳/۲ متغیر است و برای پروسسور سرعت از ۸۵/۰ گیگاهرتز تا ۸/۱ گیگاهرتز است. یک سلرون همه کارهایی را که یک پنتیوم ۴ انجام می دهد را می تواند انجام دهد اما نه به آن سرعت.

درون یک پردازنده

به منظورآشنائی با نحوه عملکرد پردازنده لازم است، نگاهی به درون یک ریزپردازنده داشته و با منطق نحوه انجام عملیات بیشتر آشنا شویم. یک ریزپردازنده مجموعه ای از دستورالعمل ها را اجراء می کند. دستورالعمل های فوق ماهیت و نوع عملیات مورد نظر را برای پردازنده مشخص خواهند کرد. با توجه به نوع دستورالعمل ها ، یک ریزپردازنده سه عملیات اساسی را انجام خواهد داد :

۱- یک ریزپردازنده با استفاده از واحد منطق و حساب خود (ALU) قادر به انجام عملیات محاسباتی نظیر: جمع ، تفریق، ضرب و تقسیم است. پردازنده های جدید دارای پردازنده های اختصاصی برای انجام عملیات مربوط به اعداد اعشاری می باشند.

۲- یک ریزپردازنده قادر به انتقال داده از یک محل حافظه به محل دیگر است .

۳- 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 .

شکل زیر یک پردازنده ساده را نشان می دهد.

شکل زیر یک پردازنده ساده

شکل زیر یک پردازنده ساده

پردازنده فوق دارای :

● یک گذرگاه آدرس (Address Bus) است که قادر به ارسال یک آدرس به حافظه است ( گذرگاه فوق می تواند ۸ ، ۱۶ و یا ۳۲ بیتی باشد)

● یک گذرگاه داده (Data Bus) است که قادر به ارسال داده به حافظه و یا دریافت داده از حافظه است (گذرگاه فوق می تواند ۸ ، ۱۶ و یا ۳۲ بیتی باشد)

● یک خط برای خواندن (RD) و یک خط برای نوشتن (WR) است که آدرسی دهی حافظه را انجام می دهند. آیا قصد نوشتن در یک آدرس خاص وجود داشته و یا مقصود، خواندن اطلاعات از یک آدرس خاص حافظه است؟

● یک خط Clock که ضربان پردازنده را تنظیم خواهد کرد.

● یک خط Reset که مقدار ” شمارنده برنامه ” را صفر نموده و یا باعث اجرای مجدد یک فرآیند می گردد. فرض کنید پردازنده فوق هشت بیتی بوده واز عناصر زیر تشکیل شده است:

– ریجسترهای A,B,C نگاهدارنده هائی بوده که از فلیپ فلاپ ها ساخته شده اند.

– Address Latch مشابه ریجسترهای A,B,C است .

– شمارنده برنامه (Program Counter) نوع خاصی از یک نگهدارنده اطلاعات است که قابلیت افزایش بمیزان یک و یا پذیرش مقدار صفر را دارا است

– واحد منطق و حساب (ALU) می تواند یک مدار ساده جمع کننده هشت بیتی بوده و یا مداری است که قابلیت انجام عملیات جمع ، تفریق ، ضرب و تقسیم را دارا است . ریجستر Test یک نوع خاص نگاهدارنده بوده که قادر به نگهداری نتایج حاصل از انجام مقایسه ها توسط ALU است .ALU قادر به مقایسه دو عدد وتشخیص مساوی و یا نامساوی بودن آنها است . ریجستر Test همچنین قادر به نگهداری یک Carry bit ( ماحصل آخرین مرحله عملیات جمع) است . ریجستر فوق مقادیر مورد نظر را در فلیپ فلاپ ها ذخیره و در ادامه Instruction Decoder “تشخیص دهنده دستورالعمل ها ” با استفاده از مقادیر فوق قادر به اتخاذ تصمیمات لازم خواهد بود.

– همانگونه که در شکل فوق ، مشاهده می گردد از شش ” ۳-State” استفاده شده که به آنها “tri-State buffers” می گویند. بافرهای فوق قادر به پاس دادن مقادیر صفر و یا یک و یا قطع خروجی مربوطه می باشند.. این نوع بافرها امکان ارتباط چندین خروجی را از طریق یک Wire فراهم می نمایند. در چنین حالتی فقط یکی از آنها قادر به انتقال ( حرکت ) صفر و یا یک بر روی خط خواهد بود.

– ریجستر Instruction و Instruction Decoder مسئولیت کنترل سایر عناصر را برعهده خواهند داشت . بدین منظور از خطوط کنترلی متفاوتی استفاده می گردد. خطوط فوق در شکل فوق نشان داده نشده اند ولی می بایست قادر به انجام عملیات زیر باشند:

– به ریجستر A اعلام نماید که مقدار موجود بر روی گذرگاه داده را در خود نگاهدارد.(Latch)

– به ریجستر B اعلام نماید که مقدار موجود بر روی گذرگاه داده را در خود نگاهدارد.(Latch)

– به ریجستر C اعلام نماید که مقدار موجود بر روی گذرگاه داده را در خود نگاهدارد.(Latch)

– به ” شمارنده برنامه ” اعلام نماید که مقدار موجود بر روی گذرگاه داده را در خود نگاهدارد.(Latch)

– به ریجستر Address اعلام نماید که مقدار موجود بر روی گذرگاه داده را در خود نگاهدارد.(Latch)

– به ریجستر Instruction اعلام نماید که مقدار موجود بر روی گذرگاه داده را در خود نگاهدارد.(Latch)

– به ” شمارنده برنامه ” اعلام نماید که مقدار خود را افزایش دهد.

– به ” شمارنده برنامه ” اعلام نماید که مقدار خود را صفر (Reset) نماید.

– به واحد منطق و حساب نوع عملیاتی را که می بایست انجام گیرد، اعلام نماید.

– به ریجستر Test اعلام نماید که بیت های ماحصل عملیات ALU را در خود نگاهدارد.

– فعال نمودن خط RD  (خواندن)

– فعال نمودن خط WR ( نوشتن)

دستورالعمل های ریزپردازنده

هر ریزپردازنده دارای مجمو عه ای از دستورالعمل ها بوده که دارای کارآئی خاصی می باشند. این دستورالعمل ها بصورت الگوئی از صفر و یا یک پیاده سازی می گردنند. استفاده از دستورات فوق با توجه به ماهیت الگوئی آنها برای انسان مشکل و بخاطر سپردن آنها امری است مشکل تر! ، بدین دلیل از مجموعه ای ” کلمات ” برا ی مشخص نمودن الگوهای فوق استفاده می گردد. مجموعه ” کلمات ” فوق ” زبان اسمبلی ” نامیده می شوند. یک ” اسمبلر” قادر به ترجمه کلمات به الگوهای بیتی متناظر است .پس از ترجمه ، ماحصل عملیات که همان استخراج ” الگوهای بیتی ” است، در حافظه مستقر تا زمینه اجرای آنها توسط ریزپردازنده فراهم گردد جدول زیر برخی از دستورالعمل های مورد نیاز در رابطه با پردازنده فرضی را نشان می دهد.

Instruction Meaning
LOADA mem لود نمودن ریجستر A از آدرس حافظه
LOADB mem لود نمودن ریجستر B از آدرس حافظه
CONB con لود نمودن یک مقدار ثابت در ریجستر B
SAVEB mem ذخیره نمودن مقدار موجود در ریجستر B در یک آدرس حافظه
SAVEC mem ذخیره نمودن مقدار موجود در ریجستر C در یک آدرس حافظه
ADD جمع  A و B و ذخیره کردن حاصل در C
SUB تفریق A و B و ذخیره کردن حاصل در C
MUL ضرب  A و B و ذخیره کردن حاصل در C
DIV تقسیم  A و B و ذخیره کردن حاصل در C
COM مقا یسه  A و B و ذخیره کردن حاصل در Test
JUMP addr پرش به یک آدرس مشخص
JEQ addr پرش شرطی ( اگر مساوی است ) به یک آدرس مشخص
JNEQ addr پرش شرطی ( اگر نا مساوی است ) به یک آدرس مشخص
JG addr پرش شرطی ( اگر بزرگتر است ) به یک آدرس مشخص
JGE addr پرش شرطی ( اگر بزرگتر و یا مساوی است ) به یک آدرس مشخص
JL addr پرش شرطی ( اگر کوچکتر است ) به یک آدرس مشخص
JLE addr پرش شرطی ( اگر کوچکتر و یا مساوی است ) به یک آدرس مشخص
STOP توقف اجراء

مثال : فرض کنید برنامه محاسبه فاکتوریل عدد پنج (۵!=۵*۴*۳*۲*۱ ) با یکی از زبانهای سطح بالا نظیر C نوشته گردد . کمپایلر ( مترجم ) زبان C برنامه مورد نظر را به زبان اسمبلی ترجمه خواهد کرد. ( فرض کنید که آدرس شروع RAM در پردازنده فرضی ۱۲۸ و آدرس شروع حافظه ROM صفر باشد.) جدول زیر برنامه نوشته شده به زبان C را بهمراه کد ترجمه شده اسمبلی معادل آن، نشان می دهد.

در ادامه می بایست کدهای ترجمه شده به زبان اسمبلی به زبان ماشین ( الگوهای بیتی ) ترجمه گردند. بدین منظور لازم است که هر یک از دستورات اسمبلی دارای کد معادل (OpCode) باشند. فرض کنید دستورات اسمبلی در پردازنده فرضی دارای Opcode ( کدهای عملیاتی) زیر باشند.

Assembly Instruction

Opcode

LOADA mem

۱

LOADB mem

۲

CONB con

۳

SAVEB mem

۴

SAVEC mem

۵

ADD

۶

SUB

۷

MUL

۸

DIV

۹

COM

۱۰

JUMP addr

۱۱

JEQ addr

۱۲

JNEQ addr

۱۳

JG addr

۱۴

JGE addr

۱۵

JL addr

۱۶

JLE addr

۱۷

STOP

۱۸

Instruction Decoder ( تشخیص دهنده نوع دستورالعمل ها ) با انجام عملیاتی خاص، نوع دستورالعمل را تشخیص خواهد داد. فرض کنید دستور العمل ADD را داشته باشیم و بخواهیم نحوه تشخیص دستورالعمل را دنبال نمائیم :

– در زمان اولین Clock ، دستورالعمل Load می گردد. ( فعال کردن بافر tri-state برای ” شمارنده برنامه ” ، فعال شدن خط RD ، فعال کردن Data-in در بافر tri-state )

– در زمان دومین Clock ، دستورالعمل ADD تشخیص داده خواهد شد.( تنظیم عملیات جمع برای ALU ، ذخیره نمودن ماحصل عملیات ALU در ریجستر C )

– در زمان سومین Clock، ” شمارنده برنامه ” افزایش خواهد یافت ( در تئوری این مرحله می تواند در زمان دومین Clock نیز صورت پذیرد) همانگونه که ملاحظه گردید ، هر دستورالعمل اسمبلی دارای چندین Clock Cycle است . برخی از دستورات نظیر ADD دارای دو و یا سه Clock و برخی دیگر از دستورات دارای پنج ویا شش Clock خواهند بود.

پردازنده دو عمل مهم انجام می دهد:

۱- کنترل تمام محاسبات و عملیات

۲- کنترل قسمت های مختلف

پردازنده در رایانه های شخصی به شکل یک قطعه نسبتاً تخت و کوچک که نوعی ماده، مانند پلاستیک یا سرامیک روی آن را پوشانده است تشکیل شده در واقع فرآیند بوجود آمدن این مغز الکترونیکی به این گونه می باشد که از سیلیکان به علت خصوصیات خاصی که دارد جهت ایجاد تراشه استفاده می شود. بدین گونه که آن را به صورت ورقه های بسیار نازک و ظریف برش می دهند و این تراشه ها را در درون مخلوطی از گاز حرارت می دهند تا گازها با آنها ترکیب شوند و بدین صورت طبق این فرآیند شیمیایی سیلیکان که از جنس ماسه می باشد به فلز و بلور تبدیل می شود که امکان ضبط و پردازش اطلاعات را در بردارد. این قطعه کار میلیونها ترانزیستور را انجام می دهد.

پردازنده وظایف اصلی زیر را برای رایانه انجام می دهد:

۱- دریافت داده ها از دستگاه های ورودی

۲- انجام عملیات و محاسبات و کنترل و نظارت بر آن ها

۳- ارسال نتایج عملیات با دستگاه های خروجی

پردازنده مانند قلب رایانه است و از طریق کابلهای موجود با واحدهای دیگر مرتبط می شوند.

از نظر فنی عملکرد پردازنده با دو ویژگی تعیین می شود:

۱- طول کلید- تعداد بیت هایی که یک پردازنده در هر لحظه پردازش می کند و طول این کلمات معمولاً ۴ و ۸ و ۱۶ و ۳۲ و یا ۶۴ بیتی می باشد.

۲- تعداد ضربان الکترونیکی که در یک ثانیه تولید شده است و با واحد مگاهرتز سنجیده می شود. محل قرارگیری پردازنده ها بر روی مادربرد می باشد.

بنابراین بایستی هماهنگی لازم بین مادربرد و پردازنده وجود داشته باشد. این هماهنگی باعث بالا رفتن عملیات رایانه می شود. در غیر این صورت نتیجه خوبی بدست نمی آید.

نکته: بر روی پردازنده حروف و ارقامی دیده می شود که در واقع نشان دهنده شماره سریال ها ،سرعت، ولتاژ، مدل، نسل و نام سازنده آن می باشد. با توجه به نوع دستورالعمل ها یک ریزپردازنده با استفاده از واحد منطبق و حساب خود (ALU) قادر به انجام عملیات محاسباتی مانند جمع و تفریق و ضرب و تقسیم است. البته پردازنده های جدید اختصاصی برای انجام عملیات مربوط به اعداد اعشاری نیز می باشند. ریزپردازنده قادر به انتقال داده ها از یک محل حافظه به محل دیگر می باشند و می توانند تصمیم گیری نمایند و از یک محل به محل دیگر پرش داشته باشد تا دستورالعمل های مربوط به تصمیم اتخاذ شده را انجام دهد.

ریجستر و Cache

با توجه به سرعت بسیار بالای پردازنده حتی در صورت استفاده از Bus عریض وسریع همچنان مدت زمانی طول خواهد کشید تا داده ها از حافظه RAM برای پردازنده ارسال گردند. Cache با این هدف طراحی شده است که داده های مورد نیاز پردازنده را که احتمال استفاده از آنان بیشتر است ، در دسترس تر قرار دهد . عملیات فوق از طریق بکارگیری مقدار اندکی از حافظه Cache که Primary و یا Level 1 نامیده می شود صورت می پذیرد. ظرفیت حافظه های فوق بسیار اندک بوده و از دو کیلو بایت تا شصت و چهار کیلو بایت را، شامل می گردد. نوع دوم Cache که Secodray و یا level 2 نامیده می شود بر روی یک کارت حافظه و در مجاورت پردازنده قرار می گیرد. این نوع Cache دارای یک ارتباط مستقیم با پردازنده است. یک مدار کنترل کننده اختصاصی بر روی برد اصلی که ” کنترل کننده L2 ” نامیده می شود مسئولیت عملیات مربوطه را برعهده خواهد گرفت . با توجه به نوع پردازنده ، اندازه حافظه فوق متغیر بوده و دارای دامنه ای بین ۲۵۶Kb تا ۲MB است. برخی از پردازنده های با کارائی بالا اخیرا” این نوع Cache را بعنوان جزئی جداناپذیر در کنار خود دارند. ( بخشی از تراشه پردازنده ) در این نوع پردازنده ها با توجه به اینکه Cache بخشی از پردازنده محسوب می گردد، اندازه آن متغیر بوده و بعنوان یکی از مهمترین شاخص ها در کارائی پردازنده مطرح است.

اکنون چه پروسسورهایی در دسترس هستند؟

پروسسورهای کامپیوترهای امروزی که ساخت کارخانه اینتل هستند شامل اینتل پنتیوم ۴ و سلرون هستند. پنتیوم ۴ که انتهای کارایی را عرضه می کند و سلرون که سطح کارایی پایین تری دارد. پروسسورها با سرعتهای مختلفی بر حسب گیگا هرتز ( معادل یک میلیارد هرتز یا یک میلیارد سیکل در ثانیه است) برای پنتیوم ۴ سرعت از ۱٫۴ گیگا هرتز تا ۲٫۵۳ گیگا هرتز متغییر است و برای سلرون سرعت از ۰٫۸۵ گیگا هرتز تا ۱٫۸ گیگا هرتز متغییر است

شرکت های تولید کننده پردازنده

با توجه به این که پردازنده ها دستورهای خاصی را می پذیرند و برنامه های خاصی را اجرا می کنند، طبیعتاً پردازنده های گوناگونی وجود دارند. این پردازنده ها توسط شرکت های مختلفی تولید می شوند. بعضی از آن ها مشابه و سازگارند و برخی دیگر ناسازگار. معروف ترین این شرکت ها عبارتنداز: Intel- IBM- AMD- Cyrix- Motorola- IDT- IIT- NEC- Nexgen- Rise- Metaflow- Chips & Technology معمولاً بر روی هر CPU نام شرکت تولید کننده نوشته می شود، ممکن است شماره آن نیز همراه با حرف اول و یا دو حرف اول تولید کننده نوشته شود.

نسل های پردازنده ها

مهم ترین عامل شناسایی پردازنده ها، نوع آن ها می باشد که با شماره و یا نام اختصاصی مشخص می شود. از بین پردازنده های تولید شده نوع اینتل و موتورولا متداولتر از بقیه هستند. موتورولا پردازنده خود را به صورت ۸۶xxx یا نام اختصاصی و اینتل به صورت ۸۰x86 یا نام اختصاصی خود به بازار معرفی نمودند. بدین صورت x می تواند یک عدد دلخواه یک رقمی باشد که هر چه مقدار آن بیشتر باشد در نتیجه رقم آن بزرگ تر بوده و پردازنده جدید تر، سریعتر و کاراتر می باشد. قبل از پردازنده پنتیوم پردازنده ها یک شماره ۵ رقمی داشتند که دو رقم سمت چپ معمولاً نام پردازنده و سه رقم سمت راست نسل پردازنده رامشخص می کنند. برخی سازندگان دیگر به جای شماره از نام های اختصاصی مانند K5 و K6 استفاده می نمودند.

مدل پردازنده

هر کدام از نسل های مختلف پردازنده ها دارای انواع متفاوتی می باشند که برای کارهای خاصی ساخته شده اند. به عنوان مثال پردازنده های ۸۰۴۸۶ داری انواع (SX- SLC- DX- DX2- DX3- DX4- DX5) می باشد که در آن DX اولین پردازنده با یک کمک پردازنده است که دارای ۸ کیلوبایت حافظه زمان اولیه می باشد و سرعت آن۵۰ برابر ۸۰۸۸ است، در صورتی که SX فاقد کمک پردازنده می باشد. نسل پنجم پردازنده اینتل دارای مدل های (کلاسیک، MMX) می باشد. نسل ششم پردازنده اینتل دارای مدل های (IIT,II ,PRO Celeron ) هستند. نسل هفتم پردازنده های اینتل دارای مدل های (ایتانیوم) ۶۴ بیتی با سرعت یک گیگاهرتز) می باشد.

سرعت پردازنده

یکی از مواردی که مستقیاً روی کارآیی پردازنده اثر می گذارد سرعت آن است که معمولاً بر روی آن نوشته می شود. هر چه پردازنده سریعتر باشد اطلاعات را سریعتر پردازش می کند. سرعت پردازنده ها بر حسب مگاهرتز بیان می شود و یک مگاهرتز، معادل یک میلیون چرخه در ثانیه است. بعضی تولید کنندگان سرعتی که بر روی پردازنده می نویسند واقعی نیست، بلکه آن ها توانمندی پردازنده در مقابل اینتل را می سنجند و به آن سرعت معادل پنتیوم می گویند. عوامل مؤثر در کارآیی پردازنده فرکانس ساعت یا سرعت ساعت است که معمولاً به دو صورت می باشد: ۱- سرعت ساعت داخلی: در این حالت پردازنده عملیات داخلی خود را براساس این ساعت انجام می دهد، این سرعت برابر سرعتی است که بر روی پردازنده ذکر شده است. در هنگام فروش نیز این سرعت را معرفی می کنند. مانند:P4/2.2Ghz ۲

۲- سرعت ساعت خارجی (سرعت گذرگاه سیستم): این سرعت درواقع مدار الکترونیکی است که خارج از تراشه قرار دارد و به پایه های مربوط به ساعت وصل می شود. اطلاعات خارج از پردازنده مانند اطلاعات حافظه اصلی رایانه بر این اساس سنجیده می شود.

ولتاژ پردازنده

در ابتدای ساخت پردازنده ها از ولتاژ ۵ ولتی به صورت استاندارد استفاده می شد، اما پس از ورود پردازنده های «۴۸۶ دی ایکس ۴» و «پنتیوم» از ولتاژهای پایین تر مانند ۸/۲ و ۳/۳ نیز استفاده می شود.

جایگاه پردازنده

پردازنده معمولاً بر روی شبکه ای از سوراخ های کوچک بر روی مادربرد قرار می گیرد. به طور کلی تراشه گیر، محلی برای نصب پردازنده یا هر نوع آی سی است. پردازنده معمولاً روی مادربرد لحیم نمی شود تا بتوان آن را ارتقا یا تعویض نمود.

گرماگیر پردازنده

پردازنده ها در زمان کار کردن گرمای زیادی تولید می کنند و اگر این گرما دفع نشود ممکن است پردازنده بسوزد. برای خنک نگه داشتن پردازنده از چند روش استفاده می کنند:

۱- استفاده ازFan : قرارگیری یک پنکه کوچک بر روی پردازنده باعث حرکت هوا و هدایت گرما به بیرون می شود. معمولاً در جعبه اصلی رایانه پنکه ای برای بیرون بردن گرما وجود دارد. با این حال قرار دادن یک پنکه کوچک پردازنده را بهتر خنک می کند و کارآیی رایانه بالا می رود. بعضی از پنکه ها برای اتصال به پردازنده دارای یک گیره می باشد که باید توجه نمود در هنگام نصب نباید به مادربرد برخورد کند.

۲- استفاده از گرماگیر: گرماگیر وسیله ای فلزی است که حرارت تولید شده را به وسیله یک قطعه الکتریکی جذب و به بیرون می فرستد. گرماگیر دارای پره های فلزی از جنس آلومینیوم یا سرامیکی است.

۳- استفاده از مواد پرکننده: این مواد بین پردازنده و پنکه قرار می گیرد و باعث خنک شدن پردازنده می شود. این ماده با نام چسب) خمیر سیلیکون ) نیز شناخته می شود.

پردازنده های تقلبی و روش تشخص آن

جهت تشخیص پردازنده های تقلبی از اصل می توان از روش های زیر استفاده نمود: ۱

– روش چشمی: کج بودن نوشته های روی پردازنده – کم رنگ بودن نوشته ها – وجود خراش – وجود رنگ پریدگی چاپ قبلی – کوچک و بزرگ بودن حروف و عددها

۲- شماره سریال: جهت دریافت شماره سریال های واقعی می توانید از برنامه ID CPUاستفاده نمایید و یا به سایت پردازنده مربوطه متصل شوید.

۳- اطلاعات بایوس.

۴- اطلاعات برنامه های عیب یاب.

خرابی پردازنده ها

یکی از علت های خوب کار نکردن رایانه می تواند خرابی پردازنده باشد که البته در اولویت قرار ندارد یعنی درصد خراب شدن آن بسیار کم می باشد. برنامه ای به نام Post خطای پردازنده را اعلام می کند که آن را با زدن بوق های پشت سر هم بیان می کند. برنامه دیگر در این رابطه Ndiags نورتن می باشد که پردازنده را تست و کنترل می کند.

در پردازنده ۴ فاکتور بیش از بقیه مورد توجه قرار می‌گیرد:

۱ – مهندسی ساخت: مهندسی ساخت یا Engineering یک پردازنده، مهمترین عامل در تعیین کارآیی یک پردازنده به خصوص است. در واقع مهندسی یک پردازنده، مشخص‌کننده خصوصیات کلی یک گروه از پردازنده‌ها است.

۲ – فرکانس: تا کمتر از ۳-۲ سال پیش و قبل از عرضه اتلون XPها فرکانس پردازنده در کنار میزان حافظه کش، به عنوان مشخصه کارآیی یک پردازنده شناخته می‌شد، اما بعد از عرضه اتلون XPها توسط AMD نقش پر رنگ فرکانس به تدریج کم‌رنگ‌تر شد. امروزه فرکانس پردازنده بیشتر برای مقایسه پردازنده‌های مشابه از یک نسل استفاده می‌شود. با این حال فرکانس پردازنده کماکان رابطه خود را با کارآیی پردازنده حفظ کرده است. فقط می‌توان گفت از خطی بودن رابطه فرکانس با کارآیی کمی کاسته شده است. یک مثال عینی این می‌تواند باشد که در اتلون X2ها یا Core 2های دوهسته‌ای با افزایش فرکانس، توان پردازش پردازنده بالا می‌رود اما چنین مقایسه‌ای را نمی‌توان در مورد دو پردازنده اتلون X2 و Core 2 Duo با فرکانس یکسان انجام داد. مثلا نمی‌توان گفت که یک اتلون X2 با فرکانس ۴/۲گیگاهرتز، کارآیی مشابه یک Core 2 Duo با فرکانس ۴/۲ گیگاهرتز را دارد.

۳ – حافظه کش Cache)) سطح دو (L2): این حافظه نوعی حافظه سریع است که روی پردازنده تعبیه می‌شود. میزان این حافظه روی قیمت کل پردازنده تاثیر قابل توجهی دارد. برخی از نرم‌افزارها از میزان حافظه کش، بهره زیادی می‌برند و بالا بودن آن، تاثیر قابل توجهی در کارآیی آنها دارد. برعکس برای برخی دیگر از نرم‌افزارها یک مگابایت یا دو مگابایت بودن حافظه کش، تفاوتی نخواهد داشت.

۴ – فرکانس مسیر: فرکانسی است که پردازنده و پل شمالی مادربورد در آن به تبادل اطلاعات می‌پردازند. قطعا هر چه این فرکانس بالاتر باشد، سرعت تبادل اطلاعات میان پردازنده و چیپست مادربورد بالا می‌رود. وابستگی پردازنده به فرکانس مسیر آن، به مهندسی پردازنده و همچنین نحوه استفاده نرم‌افزار خاص از فرکانس مسیر بستگی دارد. ممکن است یک نرم‌افزار از فرکانس مسیر بالاتر بهره ببرد و نرم‌افزار دیگر خیر. برای انتخاب پردازنده مناسب کار شما، بهترین کار این است که کارآیی پردازنده موردنظر شما در نرم‌افزارهای موردنظر بررسی شود. مهندسی پردازنده‌های کنونی به گونه‌ای است که یک یا چند زمینه مشخص، قوی‌تر و در برخی کاربردهای دیگر ضعیف‌تر هستند. برنامه اینتل در سال ۲۰۱۱ همانند سال ۲۰۱۰ فعالیت بر روی پردازنده های با پروسه ساخت ۳۲ نانومتری است با این تفاوت که معماری جدید Sandy-Bridge یا “پل شنی ” را جایگزین معماری فعلی Westmere سال ۲۰۱۰ خواهد کرد و به تولید پردازنده هایCore i3,Core i5, Core i7 با چیپست ها و سوکت جدید می پردازد .معماری جدید Sandy Bridge دارای ویژگی های کلیدی از جمله :

– بهره گیری از تکنولوژی های جدید AVX AES-NI – به منظور مدیریت اطلاعات سخت افزاری و رمز گذاری داده ها . – متمرکز شدن روی پیشرفته سازی دستورالعمل های SSE برای سرعت بخشیدن به نرم افزارها به منظور هماهنگی بیشتر با پردازنده های جدید

– ارائه تکنولوژی Turbo Boost 2 که از الگوریتم خودکار و قوی تری نسبت به نسخه اول برای کنترل پردازنده استفاده می کند که موجب بهره وری بیشتر از قدرت پردازنده در محدوده توان مصرفی ( TDP ) می شود .

اما مهمترین حرکت اینتل در معماری Sandy Bridge کامل تر کردن پروژه CPGPU بوده و با انتقال کنترلر IGP و کنترلر حافظه به داخل یک هسته موجب افزایش قدرت پردازشی این نسل از پردازنده ها شده، تا اینتل تنها یک گام دیگر تا تکمیل کردن این پروژه فاصله داشته باشد .

همچنین فرکانس کاری پردازشگر گرافیکی داخلی پردازنده های مبتنی بر معماری Sandy Bridge از فرکانس۷۳۳ و ۹۰۰ مگاهرتز به فرکانس های ۱۰۰۰ و ۱۴۰۰ مگاهرتز افزایش یافته و قدرت پردازشی گرافیکی بیشتری را برای کاربران به ارمغان می آورد .

پردازنده های جدید شرکت اینتل بر روی سوکت جدید ۱۱۵۵ و چیپست جدید P67 با نام Cougar Point عرضه خواهند شد که تا کنون تقریباً تمامی شرکت های سازنده و عرضه کننده مادربورد در سطح دنیا نمونه هایی از مادربوردهای مبتنی بر این چیپست را به نمایش گذاشته اند . پردازنده ها همانند قبل در ۳ دسته کلی تقسیم بندی شده اند :

– سری Core i7 : برای استفاده از نهایت قدرت و کارایی

– سری Core i5 برای استفاده از بهترین عملکرد و بهره وری هوشمندانه

– سری Core i3 : برای استفاده های معمول با قیمت مناسب به بازار عرضه می شوند .اما اینتل در نام گذاری این پردازنده ها تغییراتی ایجاد کرده تا با مدل های قبلی متمایز باشند .مدل های قبلی به صورت :

۵XX برای سی پی یو های

Core i3 6XX برای سی پی یو های Core i5 دو هسته ای

۷XX برای سی پی یو های Core i5 چهار هسته ای

۸XX برای سی پی یو های Core i7 با پشتیبانی از سوکت ۱۱۵۶

۹XX برای سی پی یو های Core i7 با پشتیبانی از سوکت ۱۳۶۶ نام گذاری شده بود . اما شرکت اینتل قصد دارد در سال ۲۰۱۱ میلادی از نام های ۴ کاراکتری برای نام گذاری پردازنده های خود استفاده کند که در میان آن ها پسوند هایی هم مشاهده می شود که بیانگر برخی از ویژگی های آن پردازنده می باشند که در این بین می توان به :

پسوند K : محبوب ترین سری طراحی شده برای اورکلاکر ها که دارای ضریب باز (Unlock Multiplier ) می باشد .

سری S : کار آمد ترین سری از لحاظ مصرف انرژی بوده که دارای مصرف انرژی پایین تری نسبت به سری های دیگر چهار هسته ای عرضه شده در سال ۲۰۱۰ هستند .

سری T :دارای قدرت کمتر و سرعت نسبتاً پایین تری بوده و دارای TDP فوق العاده پایین ۳۵ واتی می باشند .

سری M :عرضه شده برای موبایل ها با توان مصرفی بسیار پایین .

سری QM : اولین پردازنده های ۴ هسته ای که برای موبایل ها عرضه می شوند .

سری XM : این سری نیز برای استفاده در موبایل ها عرضه شده که دارای قدرت بیشتری نسبت به سری QM می باشند.

اطلاعات بیشتر در خصوص حافظه Cache

اگر تا کنون برای خود کامپیوتری تهیه کرده باشید ، واژه ” Cache” برای شما آشنا خواهد بود. کامپیوترهای جدید دارای Cache از نوع L1 و L2 می باشند. Cache یک مفهوم کامپیوتری است که بر روی هر نوع کامپیوتر با یک شکل خاص وجود دارد. حافظه های Cache ، نرم افزارهای با قابلیت Cache هارد دیسک و صفحات Cache همه بنوعی از مفهوم Caching استفاده می نمایند. حافظه مجازی که توسط سیستم های عامل ارائه می گردد نیز از مفهوم فوق استفاده می نماید.

* مبانی Caching Caching

یک نکنولوژی استفاده شده برای زیر سیستم های حافظه ، در کامپیوتر است . مهمترین هدف یک Cache افزایش سرعت و عملکرد کامپیوتر بدون تحمیل هزینه های اضافی برای تهیه سیستم است . با استفاده از Cache عملیات کاربران با سرعت بیشتری انجام خواهد شد. کتابداری را در نظر بگیرید که در یک کتابخانه مسئول تحویل کتاب به متقاضیان است . فرض کنید در سیستم فوق ( درخواست و تحویل کتاب ) از مفهوم Cache استفاده نمی گردد. اولین متقاصی کتابی را درخواست می نماید( فرض شده است که متقاضی خود نمی تواند مستقیما” کتاب مورد نظر را از قفسه مربوطه ،بردارد) ، کتابدار، کتاب مورد نظر را از قفسه مربوطه پیدا و در ادامه آن را تحویل متقاضی می نماید. متقاضی پس از ساعاتی مراجعه و کتاب را تحویل می دهد. کتابدار، کتاب تحویلی را مجددا” در قفسه مربوطه قرار می دهد. پس از لحظاتی یک متقاضی دیگر مراجعه و همان کتاب قبلی را درخواست می نماید ، کتابدار مجددا” می بایست به بخش مربوطه در کتابخانه مراجعه و پس از بازیابی کتاب ، آن را در اختیار متقاضی دوم قرار دهد.همانگونه که ملاحظه می گردد ، کتابدار مکلف است برای تحویل هر کتاب ( ولو کتاب هائی که فرکانس استفاده از آنان توسط متقاضیان زیاد باشد ) به بخش مربوطه مراجعه و پس از یافتن کتاب آن را در اختیار متقاضیان قرار دهد. آیا روشی وجود دارد که با استناد به آن بتوان عملکرد و کارآئی کتابدار را بهبود بخشید ؟ در پاسخ به سوال فوق می توان با ایجاد یک سیستم Cache برای کتابدار ، کارآئی آن را افزایش داد. فرض کنید بخشی را با ظرفیت حداکثر ده کتاب در مجاورت ( نزدیکی ) کتابدار آماده نمائیم . کتاب هائی که توسط متقاضیان برگردانده می شود، در بخش فوق ذخیره خواهند شد. مثال فوق را با در نظر گرفتن سیستم Cache ایجاد شده برای کتابدار مجددا” دنبال می نمائیم . در ابتدای فعالیت روزانه ، بخش Cache خالی بوده و هنوز در آن کتابی قرار نگرفته است . اولین متفقاصی مراجعه و کتابی را درخواست می نماید . کتابدار می بایست به بخش مربوطه مراجعه و کتاب را از قفسه مربوطه براشته و در اختیار متقاضی قرار دهد. متقاضی پس از تحویل کتاب ، چند ساعت بعد مراجعه و کتاب را تجویل کتابدار خواهد داد. کتابدار، کتاب تحویلی را در بخش پیش بینی شده برای Cache قرار می دهد. لحظاتی بعد متقاضی دیگر مراجعه و درخواست همان کتاب را می نماید .کتابدار در ابتدا بخش مربوط به Cache را جستجو و در صورت یافتن کتاب ، آن را به متقاضی تحویل خواهد داد. در این حالت ضرورتی به مراجعه کتابدار به بخش و قفسه های مربوطه نخواهد بود. در روش فوق زمان تحویل کتاب به متقاضی بهبود چشمگیری پیدا خواهد کرد. در صورتیکه کتاب درخواستی توسط متقاضی در بخش Cache کتابخانه نباشد ، چه اتفاقی خواهد افتاد؟ در ابتدا مدت زمانی صرف خواهد شد که کتابدار به این اطمینان برسد که کتاب درخواستی در بخش Cache موجود نمی باشد ( جستجو) یکی از چالش های اصلی در رابطه با طراحی Cache به حداقل رساندن زمان جستجو در Cache است .سخت افزارهای جدید ، زمان فوق را به صفر نزدیک کرده اند. پس از حصول اطمینان از عدم وجود کتاب در بخش Cache ، کتابدار می بایست با مراجعه به بخش مربوطه آن را انتخاب و در ادامه در اختیار متقاضی قرار دهد. با توجه به مثال فوق ، چندین نکته مهم در رابطه با Cache استنباط می گردد: – تکنولوژی Cache ، استفاده از حافظه های سریع ولی کوچک ، بمنظور افزایش سرعت یک حافظه کند ولی با حجم بالا است – زمانیکه از Cache استفاده می گردد ، در ابتدا می بایست محتویات آن بمنظور یافتن اطلاعات مورد نظر بررسی گردد. فرآیند فوق را Cache hit می گویند. در صورتیکه اطلاعات مورد نظر در Cache موجود نباشند (Cache miss) ، کامپیوتر می بایست در انتظار تامین داده های خود از حافظه اصلی سیستم باشد ( حافظه ای کند ولی با حجم بالا ) – اندازه Cache محدود بوده وسعی می گردد که ظرفیت فوق حتی المقدور زیاد باشد ، ولی بهرحال اندازه آن نسبت به رسانه های ذخیره سازی دیگر بسیار کم است . – این امکان وجود خواهد داشت که از چندین لایه Cache استفاده گردد. Cache در کامپیوتر کامپیوتر، ماشینی است که زمان انجام کارها توسط آن با واحدهای خیلی کوچک اندازه گیری می گردد.زمانیکه ریزپردازنده قصد دستیابی به حافظه اصلی را داشته باشد، می بایست مدت زمانی معادل ۶۰ نانوثانیه را برای این کار در نظر بگیرد. سرعت فوق بسیار بالا است ولی سرعت ریزپردازنده بمراتب بیشتر است . ریزپردازنده قادر به داشتن سیکل هائی به اندازه دو نانوثانیه است . تفاوت سرعت بین پردازنده و حافظه کاملا” مشهود بوده و قطعا” رضایت پردازنده در این خصوص کسب نخواهد شد. پردازنده می بایست تاوان کند بودن حافظه را خود بپردازد . انتظار پردازنده و هرز رفتن زمان مفید وی کوچکترین تاوانی است که می بایست پردازنده پذیرای آن باشد. بمنظور حل مشکل فوق ، فرض کنید از یک نوع حاص حافظه، با ظرفیت کم ولی با سرعت بالا ( ۳۰ نانوثانیه ) ، استفاده گردد . سرعت دستیابی به حافظه فوق دو مرتبه سریعتر نسبت به حافظه اصلی است .این نوع حافظه راL2 Cache می نامند. فرض کنید از یک حافظه بمراتب سریعتر ولی با حجم کمتر استفاده و آن را مستقیما” با پردازنده اصلی درگیر نمود. سرعت دستیابی به حافظه فوق می بایست در حد و اندازه سرعت پردازنده باشد .این نوع حافظه ها را L1 Cache می گویند. در کامپیوتر از زیرسیستمهای متفاوتی استفاده می گردد.از Cache می توان در رابطه با اکثر زیر سیستمهای فوق استفاده تا کارآئی آنان افزایش یابد. تکنولوژی Cache یکی از سوالاتی که ممکن است در ذهن خواننده این بخش خطور پیدا کند این است که ” چرا تمام حافظه کامپیوترها از نوع L1 Cache نمی باشند تا دیگر ضرورتی به استفاده از Cache وجود نداشته باشد؟” در پاسخ می بایست گفت که اشکالی ندارد وهمه چیز هم بخوبی کار خواهد کرد ولی قیمت کامپیوتر به گونه ی قابل ملاحظه ای افزایش خواهد یافت . ایده Cache ، استفاده از یک مقدار کم حافظه ولی با سرعت بالا( قیمت بالا) برای افزایش سرعت و کارآئی میزان زیادی حافظه ولی با سرعت پایین ( قیمت ارزان ) است . در طراحی یک کامپیوتر هدف فراهم کردن شرایط لازم برای فعالیت پردازنده با حداکثر توان و در سریعترین زمان است . یک تراشه ۵۰۰ مگاهرتزی ، در یک ثانیه پانصد میلیون مرتبه سیکل خود را خواهد داشت ( هر سیکل در دونانوثانیه ) . بدون استفاده از L1 و L2 Cache ، دستیابی به حافظه حدودا” ۶۰ نانوثانیه طول خواهد کشید. بهرحال استفاده از Cache اثرات مثبت خود را بدنبال داشته و باعث بهبود کارآئی پردازنده می گردد.اگر مقدار L2 Cache معادل ۲۵۶ کیلو بایت و ظرفیت حافظه اصلی معادل ۶۴ مگابایت باشد ، ۲۵۶۰۰۰ بایت مربوط به Cache با استفاده از روش های موجود قادر به Cache نمودن ۶۴۰۰۰۰۰۰ بایت حافظه اصلی خواهند بود.

در صورت وجود پسورد در فایل های دانلود شده پسورد مورد نظر : www.p30user.com



تبلیغات

آخرین ارسال ها

دانلود سریع نرم افزار ها

تبلیغات متنی

رتبه سایت ما

با عضویت در خبرنامه ی ما از آخرین مطالب ما در ایمیل خود با خبر شوید