چرا انتخاب پردازنده اصلی (سی پی یو) نقش حیاتی در کامپیوتر دارد. در این مقاله با اصلاحات و مشخصات پردازنده‌ها آشنا می‌شوید. همچنین می‌توانید برای خرید کامپیوتر از مشاور خودکار سایت استفاده نمایید.
کلیات
CPU مخفف عبارت Central Processor Unit است که در فارسی به آن واحد پردازش مرکزی یا همان پردازنده می گویند. سی پی یو مسئول پردازش تمامی دستورالعمل‌‌هایی است که توسط سخت‌افزار و نرم‌افزار در کامپیوتر اجرا می شوند.
عکس زیر نمای رو و زیر یک پردازنده اینتل را نشان می‌دهد. پردازنده‌ها حرارت زیادی تولید می کنند بنابراین پوشش فلزی قرار گرفته روی سی پی یو ها وظیفه دفع حرارت را دارد.
همانطور که در شکل بالا مشاهده می‌کنید؛ پردازنده‌ها در شکل های مربع یا مستطیل تولید می‌شوند و رو آنها نشانه ای برای نصب درست پردازنده روی سوکت تعبیه می‌کنند که مانع از نصب اشتباه پردازنده روی سوکت می‌شود. زیر پردازنده صدها پین وجود دارد که -با قرارگیری در محل مناسب روی سوکت – ارتباط پردازنده و مادربرد را میسر می‌سازد. اکثر CPU ها مانند شکل فوق می‌باشند هرچند که نمونه های آزمایشی و کم طرفداری به شکل‌های مختلف مانند پردازنده‌های اسلاتی وارد بازار شدند. ولی همین پردازنده‌های عادی نیز تعداد زیادی سوکت به خود دیدند و تقریبا هر نسل از پردازنده‌ها سوکت مخصوص به خود را دارند.
سی پی یو چه کاری انجام می دهد؟
عملکرد اصلی پردازنده عبارتند از: دریافت داده‌ها از دستگاه های ورودی (مانند موس، کیبورد و …) یا نرم‌افزارهای اجرا شده، در قدم بعد ترجمه و درک نیازمندی‌های آنها و در نهایت پردازش داده‌ها و سپس ارسال اطلاعات پردازش شده به نرم‌افزار یا دستگاه خروجی شما مانند مانیتور است. از اولین پردازنده‌هایی که ظهور کردند، تاکنون پیشرفت‌های زیادی در طول سالیان حاصل شده است. با این وجود، عملکرد پایه‌ی پردازنده شامل سه گام واکشی (Fetch)، رمزگشایی (Decode) و اجرا (Execute) به قوت خود باقی مانده است.
واکشی (Fetch)
واکشی به دریافت دستورالعمل گفته می‌شود. دستورالعملی که در قالب صفر و یک و از طریق حافظه اصلی (رم) به پردازنده ارسال می‌شود. هر دستور تنها بخش کوچکی از یک عملیات است. بنابراین، پردازنده نیازمند این است که بداند دستورالعمل بعدی چیست. نشانی دستور فعلی توسط یک شمارشگر برنامه (Program Counter) نگه داشته می‌شود. سپس Program Counter و دستورالعمل‌ها در واحد ثبت دستور (Instruction Register) قرار میگیرند. بعد از آن مقدار Program Counter یک واحد افزایش پیدا می‌کند تا به نشانی دستورالعمل بعدی ارجاع دهد.
رمزگشایی (Decode)
وقتی یک دستور، واکشی و در واحد ثبت دستور (Instruction Register) ذخیره می‌شود، پردازنده دستور را به واحدی به نام رمزگشای دستورالعمل (Instruction Decoder) منتقل می‌کند. این واحد، دستورالعمل را به سیگنال‌هایی تبدیل می‌کند که برای فعالیت به واحدهای دیگر پردازنده فرستاده می‌شود.
اجرا (Execute)
در گام نهایی، دستورالعمل‌های رمزگشایی شده برای تکمیل به بخش‌های مربوطه در CPU ارسال می‌شوند. نتایج معمولا در بخشی از پردازنده به نام حافظه‌های ثَبات نگهداری می‌شوند تا در دستورالعمل‌های آتی به آنها رجوع شود. برای درک بهتر می‌توانید این روند را به عملکرد حافظه‌ی ماشین حساب تشبیه کنید.
تاریخچه پردازنده‌ها
طی سالیان متمادی فرکانس کاری و سایر مشخصات پردازنده‌ها پیشرفت چشمگیری داشته است. به عنوان مثال اولین پردازنده تولیدی توسط اینتل ۴۰۰۴ نام داشت که در تاریخ ۱۵ نوامبر ۱۹۷۱ رونمایی شد. تعداد ترانزیستور های بکار رفته در این پردازنده ۲۳۰۰ عدد بود. این پردازنده می توانست در یک ثانیه ۶۰,۰۰۰ دستور را اجرا کند. هم اکنون پردازنده ۳۲ هسته‌ای AMD Epyc محاسبات خود را با تعداد شگفت آور ۱۹,۰۰۰,۰۰۰,۰۰۰ ترانزیستور انجام می‌دهند.
جدول زیر به تفصیل از کشف سیلیکون تا تولید پردازنده پرقدرت امروزی (در زمان نگارش سری رایزن AMD و کافی لیک اینتل) را بررسی کرده است.
| سال | رویداد |
|---|---|
| 1832 | شیمیدان سوئدی به نام Baron Jons Jackob Berzelius عنصر سیلیکون را کشف کرد. سیلیکون عنصر اصلی و پایه در ساخت پردازنده‌ها است. |
| 1903 | Nikola Tesla (تسلا) مدار منطقی الکتریکی را ثبت اختراع کرد. این مدارها گیت یا سویچ نامیده می شوند. |
| 1947 | John Bardeen ،Walter Brattain و William Shockley اولین ترانزیستور را در تاریخ 23 دسامبر 1947 در لابراتوار بل کشف کردند. |
| 1948 | John Bardeen ،Walter Brattain و William Shockley حق اختراع اولین ترانزیستور را ثبت کردند. |
| 1956 | John Bardeen ،Walter Brattain و William Shockley برنده جایزه نوبل شدند. این جایزه به پاس زحمات فراوان این سه تن برای کشف و توسعه ترانزیستورها بود. |
| 1958 | اولین مدار یکپارچه (Integrated Circuit) توسط Robert Noyce از شرکت Fairchild Semiconductor و Jack Kilby از شرکت معروف Texas Instruments ساخته شد. اولین IC در تاریخ 12 سپتامبر 1958 رونمایی شد. |
| 1960 | شرکت IBM اولین واحد ساخت انبوه و اتوماتیک ترانزیستورها در شهر نیویورک احداث نمود. |
| 1968 | شرکت اینتل توسط دو شخص با نام‌های Robert Noyce و Gordon Moore تاسیس شد. |
| 1969 | شرکت Advanced Micro Devices (که همان AMD است) در تاریخ 1 می 1969 تاسیس شد. |
| 1971 | شرکت اینتل به کمک Ted Hoff از اولین ریز پردازنده خود رونمایی کردند. پردازنده Intel 4004 اولین ریز پردازنده شرکت اینتل بود که در تاریخ 15 نوامبر 1971 رونمایی شد. این پردازنده 2300 ترانزیستور داشت و می توانست 60,000 عملیات را در ثانیه انجام دهد. 640 بایت از حافظه می توانست توسط این پردازنده آدرس دهی شود. قیمت این پردازنده در آن زمان 200 دلار بود. (قیمت یک Intel Core i5-7500) |
| 1972 | شرکت اینتل از پردازنده 8008 خود در 1 آوریل 1972 رونمایی کرد. |
| 1974 | اینتل نسخه بهبود یافته ریزپردازنده های خود را با نام 8080 در تاریخ 1 آوریل 1974 رونمایی کرد که به استانداری برای طراحی ریز پردازنده‌ها تبدیل شد. این ریزپردازنده معماری 8 بیتی داشت و از 6000 ترانزیستور ساخته شده بود. فرکانس کاری این پردازنده 2 مگاهرتز (نه گیگاهرتز امروزی) بود و توانایی آدرس دهی 64 کیلوبایت از حافظه را داشت. این پردازنده 10 برابر سریعتر از 8008 عمل می نمود. |
| 1976 | اینتل از پردازنده 8085 خود در مارس 1976 رونمایی کرد. |
| 1976 | در این سال پردازنده 8086 اینتل نیز با اندکی بهبود معرفی شد. |
| 1979 | پس از سه سال اینتل پردازنده 8088 خود را معرفی نمود. این پردازنده بر اساس پردازنده 8086 ساخته شده بود که به صورت گسترده در کامپیوترهای شرکت IBM و XT مورد استفاده قرار گرفت. فرکانس کاری این پردازنده 4.77 تا 8 مگاهرتز و معماری آن 16 بیتی بود. این پردازنده 1 مگابایت رم را می توانست آدرس دهی کند. |
| 1979 | پردازنده 68000 موتورولا با معماری 16 و 32 بیتی معرفی شد. این پردازنده برای مکینتاش های اپل و کامپیوتر های Amiga مورد استفاده قرار گرفت. |
| 1982 | اینتل از پردازنده 80286 با نام‌کد (Code Name) اختصاصی P2 رونمایی کرد. این پردازنده 134,000 ترانزیستور داشت و فرکانس کاری آن 4 مگاهرتز تا 12 مگاهرتز بود. این اولین باری بود که پردازنده ای با قابلیت backward compatible ساخته می شود که با نسل قبلی نیز همخوانی داشت. |
| 1985 | اینتل از پردازنده 80386 در اکتبر 1958 رونمایی کرد. |
| 1987 | پردازنده‌های SPARC توسط شرکت SUN رونمایی شدند. |
| 1988 | اینتل پردازنده 80386SX خود را معرفی نمود. |
| 1991 | AMD از خانواده AM386 در مارس 1991 پرده برداشت. |
| 1991 | در آوریل این سال اینتل نیز چیپ 486SX را با هدف کاهش قیمت کامپیوترها معرفی نمود. قیمت این پردازنده 258 دلار بود. |
| 1992 | در تاریخ 2 مارس 1992 پردازنده 486DX2 با قابلیت جدیدی برای دوبرابر کردن فرکانس کاری رونمایی شد. نام دیگر این پردازنده 80486 بود که 8 کیلوبایت حافظه کش داشت. معماری این پردازنده 32 بیتی بود و در فرکانس کاری 20 الی 33 مگاهرتز کار میکرد. |
| 1993 | اولین پردازنده از خانواده پنتیوم در تاریخ 22 مارس 1993 رونمایی شد. سرعت این پردازنده 60 مگاهرتز بود و از 3.1 میلیون ترانزیستور ساخته شده بود. قیمت این پردازنده 878 دلار بود که قیمت بالای محسوب می شود. |
| 1994 | نسل دوم از پردازنده‌های اینتل در 7 مارس 1994 معرفی شدند. |
| 1995 | نسخه Pro پردازنده‌های اینتل در نوامبر این سال رونمایی شد. |
| 1996 | اینتل توانایی خانواده پنتیوم را تا 150 مگاهرتز با 60 مگاهرتز BUS و 166 مگاهرتز با 66 مگاهرتز BUS ارتقا داد. |
| 1996 | AMD پردازنده‌های K5 را در تاریخ 27 مارس 1996 معرفی نمود. فرکانس کاری این پردازنده از 75 تا 133 مگاهرتز متغیر بود. پردازنده K5 اولین پردازنده‌ای بود که این شرکت از صفر تا صد آن را در خود شرکت ساخت. |
| 1997 | در آوریل این سال AMD از پردازنده‌های K6 خود رونمایی کرد. فرکانس کاری این پردازنده ها 166 تا 300 مگاهرتز متغیر بود و فرکانس BUS آنها 66 مگاهرتز بود. |
| 1997 | Pentium II اینتل در 7 می 1997 رونمایی شد. این پردازنده با فرکانس 233 مگاهرتز معرفی شد و نسخه اولیه آن به صورت اسلاتی طراحی و تولید شده بود. |
| 1998 | AMD از پردازنده K6-2 در تاریخ 18 می 1998 رونمایی کرد. فرکانس کاری این پردازنده 266 تا 550 مگاهرتز بود. این پردازنده نسخه بهبود یافته نسل قبل یعنی K6 بود. فرکانس باس این پردازنده ها 66 تا 100 مگاهرتز بود. |
| 1998 | اینتل اولین پردازنده زئون (Xeon) خود را معرفی نمود. Pentium II Xeon 400 با 512 کیلوبایت تا 1 مگابایت کس و سرعت 400 مگاهرتز و فرکانس 100 مگاهرتز برای Font-Side Bus در ژوئن 1998 به بازار عرضه شد. پردازنده های زئون اینتل جزء پردازنده های رده بالا محسوب می‌شوند و معمولا در کامپیوترهای پرقدرت و خاص مانند سرورها و کامپیوتر های فوق سریع (Mainframe) استفاده می شوند. قیمت این پردازنده ها فوق العاده بالاست. |
| 1999 | خانواده سلرون (Celeron) اینتل در تاریخ 4 ژانویه 1999 معرفی شدند. این پردازنده ها به دلیل قیمت بالای پردازنده‌های Pentium II عرضه شدند. به دلیل قیمت بالای Pentium II اکثر افراد از پردازنده‌های مقرون به صرفه AMD استفاده می‌نمودند. معماری این پردازنده‌ها شبیه به Pentium II بود ولی فاقد حافظه کش L2 بود. |
| 1999 | AMD از پردازنده‌های K6-III در تاریخ 22 فوریه 1999 رونمایی کرد. فرکانس کاری این پردازنده‌ها 400 تا 450 مگاهرتز و فرکانس باس 66 تا 100 مگاهرتز بود. این پردازنده ها برای اولین بار از حافظه L2 در خود پردازنده استفاده می‌کردند. |
| 1999 | پردازنده Intel Pentium III با سرعت 500 مگاهرتز در تاریخ 26 فوریه این سال رونمایی شد. اولین نسل از این پردازنده‌ها به صورت اسلاتی نصب می‌شدند. این پردازنده ها برای مبحث حریم خصوصی در اینترنت با شناسه منحصر به فرد تولید می‌شدند و می توانستند هویت فرد متصل شونده را مشخص کنند. که البته اینتل در حالت عادی این قابلیت را غیر فعال کرده بود. |
| 1999 | پردازنده Intel Pentium III با سرعت 550 مگاهرتز در تاریخ 17 می این سال رونمایی شد. |
| 1999 | AMD از سری Athlon در تاریخ 23 ژوئن 1999 پرده برداشت. این سری تا 6 سال تولید می شدند و فرکانس آنها از 500 مگاهرتز تا 2.33 مگاهرتز بهبود پیدا کرد. |
| 1999 | پردازنده Intel Pentium III با سرعت 600 مگاهرتز در تاریخ 2 آگوست این سال رونمایی شد. |
| 1999 | پردازنده Pentium III 533B و 600B اینتل در تاریخ 27 سپتامبر 1999 رونمایی شدند. حرف B در این پردازنده‌ها به دلیل نسخه بهبود یافته با فرکانس باس 133 مگاهرتز (در برابر نسل قبلی با 100 مگاهرتز) است. |
| 1999 | سری نصب شونده روی سوکت (نسل قبل اسلاتی بودند) با نام Pentium III Coppermine در تاریخ 25 اکتبر 1999 رونمایی شدند. |
| 2000 | در تاریخ 4 ژانویه اینتل از پردازنده سلرون خود با سرعت 533 مگاهرتز و سرعت باس 66 مگاهرتز پرده برداشت. |
| 2000 | در تاریخ 5 ژانویه این سال AMD از پردازنده‌های Athlon با سرعت 800 مگاهرتز رونمایی کرد. |
| 2000 | AMD اولین پردازنده از سری Duron را در تاریخ 9 ژوئن 2000 با فرکانس کاری 600 مگاهرتز و فرکانس باس 200 مگاهرتز رونمایی کرد. این سری از پردازنده‌های AMD تا سرعت 1.8 گیگاهرتز و فرکانس باس 266 مگاهرتز تولید شدند. معماری این پردازنده‌ها همان معماری استفاده شده در سری Athlon بود. |
| 2000 | در تاریخ 28 آگوست این سال اینتل پردازنده‌های 1.3 گیگاهرتزی Pentium III را به دلیل مشکلات به وجود آمده فراخوانی کرد. علی رغم تلاش اینتل برای کاهش فشارها، این فراخوانی تبعات زیادی برای اینتل داشت. |
| 2001 | در تاریخ 3 ژانویه 2001 اینتل پردازنده سلرون خود را با فرکانس کاری 800 مگاهرتز و فرکانس باس 100 مگاهرتز معرفی کرد. |
| 2001 | در تاریخ 3 ژانویه 2001 اینتل از پردازنده های Pentium 4 خود با فرکانس کاری 1.3 گیگاهرتز پرده برداشت. |
| 2001 | در روز 9 اکتبر این سال AMD از برند جدید خود با نام AMD Athlon XP رونمایی کرد. این پردازنده ها در مدل های +1500، +1600 و ... راهی بازار شدند که عدد بیشتر در مدل ها نشان دهنده‌ی فرکانس کاری بالاتر پردازنده بود. |
| 2002 | اینتل پردازنده سلرون خود را با سرعت 1.3 گیگاهرتز و باس 100 مگاهرتز معرفی نمود. این پردازنده 256 کیلوبایت حافظه کش داشت. |
| 2003 | برند Pentium M توسط اینتل رونمایی شد. |
| 2003 | AMD اولین پردازنده تک هسته ای خود با نام Opteron را معرفی نمود. این سری با فرکانس کاری 1.4 گیگاهرتز تولید و تا 2.4 گیگاهرتز ارتقا پیدا کردند. مقدار حافظه کش L2 این پردازنده‌ها یک مگابایت بود. |
| 2003 | AMD از اولین پردازنده‌های 64 بیتی خود تحت برند 64 Athlon پرده برداشت. مدل های +Athlon 64 3200 و Athlon 64 FX و همچنین Athlon 64 FX-51 اولین پردازنده های خانگی محسوب می شوند که از معماری 64 بیتی استفاده می کردند. این مدل ها در روز 23 سپتامبر 2003 رونمایی شدند. |
| 2004 | AMD از اولین پردازنده خود با نام تجاری Sempron رونمایی کرد. فرکانس کاری این پردازنده ها با 1.5 گیگاهرتز شروع و تا 2 گیگاهرتز ارتقا پیدا کرد. سرعت باس این پردازنده 166 مگاهرتز بود. این پردازنده‌ها کاملا مقرون به صرفه و بازار پردازنده‌های بودجه محور را هدف قرار داده بودند. |
| 2005 | AMD از اولین پردازنده دو هسته ای خود با نام +Athlon 64 X2 3800 رونمایی کرد. فرکانس کاری این پردازنده 2 گیگاهرتز و مقدار کش L2 برای هر هسته 512 کیلو بایت بود. |
| 2006 | اینتل از اولین پردازنده دو هسته خود با با نام تجاری Core 2 Duo در تاریخ 22 آپریل پرده برداشت. اولین مدل معرفی شده تحت این برند E6320 بود. این پردازنده 4 مگابایت حافظه کش داشت. فرکانس کاری این پردازنده 1.86 مگاهرتز و فرکانس باس آن 1066 مگاهرتز بود. این سری از پردازنده‌های اینتل در خانواده‌های Core 2 Duo و Core 2 Extreme و Core 2 Quad و Core 2 Solo طراحی و تولید شدند. مشخصات سری Extreme مانند سری Core 2 Duo بود با این تفاوت که قابلیت اورکلاک در آن ها تعبیه شده بود. |
| 2006 | اینتل مدل جدید پردازنده‌های Core 2 Duo را با نام E6300 معرفی کرد. این پردازنده مقرون به صرفه تر بود و از 2 مگابایت حافظه کش استفاده می کرد. این پردازنده در تاریخ 27 جولای معرفی شد. |
| 2006 | اینتل از سری پردازنده‌های دو هسته‌ای خود با برند Core 2 Duo T رونمایی کرد. این سری مخصوص لپ تاپ طراحی و تولید شده بودند. |
| 2007 | اولین پردازنده سری Core 2 Quad با مدل Q6600 در ژانویه 2007 رونمایی شد. این پردازنده 8 مگابایت حافظه کش داشت و فرکانس کاری آن 2.4 گیگاهرتز و فرکانس باس آن 1066 مگاهرتز بود. |
| 2007 | پردازنده E4300 اینتل تحت برند Core 2 Duo با فرکانس کاری 1.8 گیگاهرتز و فرکانس باس 800 مگاهرتز و 2مگابایت حافظه کش در تاریخ 21 ژانویه معرفی شد. |
| 2007 | در آپریل این سال، اینتل پردازنده Q6700 که نمونه بهبود یافته نسل قبلی بود را با 8 مگابایت حافظه کش، فرکانس کاری 2.67 گیگاهرتز و 1066 مگاهرتز فرکانس باس معرفی نمود. |
| 2007 | پردازنده E4400 اینتل تحت برند Core 2 Duo در تاریخ 22 آپریل 2007 رونمایی شد. فرکانس کاری 2 گیگاهرتز و فرکانس باس 800 مگاهرتز و 2 مگابایت حافظه کش از مشخصات این پردازنده می‌باشد. |
| 2007 | در تاریخ 1 ژوئن 2007، AMD نام برند Athlon 64 X2 را به Athlon X2 تغییر داد و اولین سری این برند را با نام Brisbane راهی بازار کرد. فرکانس کاری اولین مدل این سری 1.9 گیگاهرتز بود و تا 2.6 گیگاهرتز ارتقا پیدا کرد. حافظه کش L2 این پردازنده‌ها 512 کیلوبایت بود. |
| 2007 | اینتل از پردازنده E4500 خود تحت برند Core 2 Duo در تاریخ 22 جولای این سال رونمایی کرد. مشخصات این پردازنده فرکانس کاری 2.2 گیگاهرتز، فرکانس باس 800 و 2 مگابایت حافظه کش بود. |
| 2007 | اینتل از پردازنده E4600 خود تحت برند Core 2 Duo در تاریخ 21 اکتبر این سال رونمایی کرد. مشخصات این پردازنده فرکانس کاری 2.4 گیگاهرتز، فرکانس باس 800 و 2 مگابایت حافظه کش بود. |
| 2007 | AMD از اولین پردازنده خود با نام تجاری Phenom X4 در تاریخ 19 نوامبر رونمایی کرد. این پردازنده با فرکانس کاری 1.8 گیگاهرتز و فرکانس باس 1066 مگاهرتز و 2 مگابایت حافظه کش طراحی و تولید شد. فرکانس کاری در این برند تا 2.6 گیگاهرتز ارتقا پیدا کرد. |
| 2008 | اینتل پردازنده Q9300 و Q9450 خود را با نام تجاری Core 2 Quad در مارس 2008 معرفی کرد. |
| 2008 | پردازنده Core 2 Duo E4700 اینتل با فرکانس کاری 2.6 گیگاهرتز و فرکانس باس 800 مگاهرتز و 2 مگابایت حافظه کش در تاریخ 2 مارس 2008 معرفی شد. |
| 2008 | AMD از اولین پردازنده خود با نام تجاری Phenom X3 در تاریخ 19 نوامبر رونمایی کرد. این پردازنده با فرکانس کاری 2.1 گیگاهرتز و فرکانس باس 1066 مگاهرتز و 2 مگابایت حافظه کش طراحی و تولید شد. فرکانس کاری در این برند تا 2.5 گیگاهرتز ارتقا پیدا کرد. |
| 2008 | اینتل از پردازنده E7200 خود تحت برند Core 2 Duo در تاریخ 20 آپریل 2008 رونمایی کرد. مشخصات این پردازنده فرکانس کاری 2.53 گیگاهرتز، فرکانس باس 1066 و 3 مگابایت حافظه کش بود. |
| 2008 | اینتل از پردازنده E7300 خود تحت برند Core 2 Duo در تاریخ 10 آگوست 2008 رونمایی کرد. این پردازنده با فرکانس کاری 2.66 گیگاهرتز، فرکانس باس 1066 و 3 مگابایت حافظه کش طراحی و تولید شدند. |
| 2008 | پردازنده‌های Q9400 ،Q8200 و Q9650 در آگوست همین سال معرفی شدند. |
| 2008 | اینتل از پردازنده E7400 خود تحت برند Core 2 Duo در تاریخ 19 اکتبر 2008 رونمایی کرد. مشخصات این پردازنده فرکانس کاری 2.80 گیگاهرتز، فرکانس باس 1066 و 3 مگابایت حافظه کش بود. |
| 2008 | اینتل از اولین پردازنده‌های خود با برند Core i رونمایی کرد. در نوامبر 2008 پردازنده‌های i7-940 ،i7-920 و i7-965 با پسوند Extreme Edition به بازار عرضه شدند. |
| 2009 | AMD از اولین پردازنده چهار هسته ای خود با برند Phenom II X4 در تاریخ 8 ژانویه 2009 پرده برداشت. |
| 2009 | اینتل از پردازنده E7500 خود تحت برند Core 2 Duo در تاریخ 18 ژانویه 2009 رونمایی کرد. مشخصات این پردازنده فرکانس کاری 2.93 گیگاهرتز، فرکانس باس 1066 و 3 مگابایت حافظه کش بود. |
| 2009 | اولین پردازنده سه هسته ای AMD با نام تجاری Phenom II X3 رونمایی شد. اولین پردازنده این سری با فرکانس کاری 2.5 گیگاهرتز و فرکانس باس 1066 مگاهرتز و 6 مگابایت کش روانه بازار شد. فرکانس کاری این سری تا 3.0 گیگاهرتز و فرکانس باس آن تا 1333 مگاهرتز ارتقا پیدا کرد. |
| 2009 | اینتل از پردازنده Q8400 خود تحت برند Core 2 Quad در آپریل 2009 رونمایی کرد. مشخصات این پردازنده فرکانس کاری 2.67 گیگاهرتز، فرکانس باس 1333 و 4 مگابایت حافظه کش بود. |
| 2009 | اینتل از پردازنده E7600 خود تحت برند Core 2 Duo در تاریخ 31 می 2009 رونمایی کرد. مشخصات این پردازنده فرکانس کاری 3.06 گیگاهرتز، فرکانس باس 1066 و 3 مگابایت حافظه کش بود. |
| 2009 | AMD از پردازنده دو هسته ای خود با نام تجاری Athlon II X2 در ژوئن 2009 پرده برداشت. اولین پردازنده این سری با فرکانس کاری 1.6 گیگاهرتز و فرکانس باس 1066 مگاهرتز و 1 مگابایت حافظه کش L2 عرضه شد. فرکانس کاری این سری تا 3.5 گیگاهرتز و فرکانس باس آن تا 1333 مگاهرتز ارتقا پیدا کرد. |
| 2009 | AMD از پردازنده دو هسته ای خود با نام تجاری Phenom II X در تاریخ 1 ژوئن 2009 پرده برداشت. اولین پردازنده این سری با فرکانس کاری 3.0 گیگاهرتز و فرکانس باس 1066 مگاهرتز و 6 مگابایت حافظه کش عرضه شد. فرکانس کاری این سری تا 3.5 گیگاهرتز و فرکانس باس آن تا 1333 مگاهرتز ارتقا پیدا کرد. |
| 2009 | AMD از پردازنده چهار هسته ای خود با نام تجاری Athlon II X4 در سپتامبر 2009 پرده برداشت. اولین پردازنده این سری با فرکانس کاری 2.2 گیگاهرتز و فرکانس باس 1066 مگاهرتز و 512 کیلوبایت حافظه کش L2 عرضه شد. فرکانس کاری این سری تا 3.1 گیگاهرتز و فرکانس باس آن تا 1333 مگاهرتز ارتقا پیدا کرد. |
| 2009 | اولین پردازنده چهار هسته ای اینتل با نام تجاری Core i5 به بازار عرضه شد. مدل پردازنده i5-750 و فرکانس کاری آن 2.67 گیگاهرتز بود. فرکانس باس این پردازنده 1333 مگاهرتز و کش آن 8 مگابایت بود. |
| 2009 | در اکتبر سال 2009، AMD از اولین پردازنده سه هسته‌ای خود با برند Athlon II X3 پرده برداشت. |
| 2010 | اینتل از پردازنده Q9500 خود تحت برند Core 2 Quad در ژانویه 2010 رونمایی کرد. مشخصات این پردازنده فرکانس کاری 2.83 گیگاهرتز، فرکانس باس 1333 و 6 مگابایت حافظه کش بود. |
| 2010 | اولین پردازنده‌های Core i5 Mobile اینتل با مدل i5-430M و i5-520E در ژانویه 2010 رونمایی شدند. |
| 2010 | اینتل اولین پردازنده Core i5 دسکتاپ خود را با سرعت بیش از 3.0 گیگاهرتز با نام i5-650 را در ژانویه 2010 معرفی کرد. |
| 2010 | اینتل اولین پردازنده‌های Core i3 خود را با نام‌های i3-530 و i3-540 در تاریخ 7 ژانویه 2010 معرفی نمود. |
| 2010 | اینتل اولین پردازنده‌های Core i3 Mobile خود را در تاریخ 7 ژانویه 2010 با نام‌های i3-330M (فرکانس کاری 2.13GHz، فرکانس باس 1066MHz و 3M حافظه کش) و i3-350M معرفی کرد. |
| 2010 | اولین پردازنده شش هسته‌ای AMD با برند Phenom II X6 در تاریخ 27 آپریل 2010 رونمایی شد. |
| 2011 | هفت پردازنده چهار هسته‌ای از شرکت اینتل از سری Core i5-2xxx رونمایی شد. |
| 2011 | AMD از اولین پردازنده‌های موبایل خود از سری A4 با نام های A4-3300M و A4-3310MX در تاریخ 14 ژوئن 2011 رونمایی کرد. |
| 2011 | AMD از اولین پردازنده‌های موبایل خود از سری A6 با نام های A6-3400M و A6-3410MX در تاریخ 14 ژوئن 2011 رونمایی کرد. |
| 2011 | AMD از اولین پردازنده‌های موبایل خود از سری A8 با نام های A8-3500M و A8-3510MX در تاریخ 14 ژوئن 2011 رونمایی کرد. |
| 2011 | AMD از اولین پردازنده‌ی دسکتاپ خود از سری A6 با نام A6-3650 (فرکانس کاری 2.6GHz، فرکانس باس 1866MHz و 4M حافظه کش L2) و A8-3510MX در تاریخ 30 ژوئن 2011 رونمایی کرد. |
| 2011 | AMD از اولین پردازنده‌ی دسکتاپ خود از سری A8 با نام A6-3650 (فرکانس کاری 2.9GHz، فرکانس باس 1866MHz و 4M حافظه کش L2) و A8-3510MX در تاریخ 30 ژوئن 2011 رونمایی کرد. |
| 2011 | AMD از اولین پردازنده‌های دسکتاپ خود از سری A4 با نام های A4-3300 و A4-3400 در تاریخ 7 سپتامبر 2011 رونمایی کرد. |
| 2012 | AMD از اولین پردازنده‌های دسکتاپ خود از سری A10 با نام های A10-5700 و A10-5800K در تاریخ 1 اکتبر 2011 رونمایی کرد. |
اجزای پردازنده
مهم‌ترین قسمت‌های یک پردازنده واحد محاسبه و عملیات منطقی و واحد کنترل حافظه است. واحد محاسبه و عملیات منطقی را Arithmetic Logic Unit می نامند که به اختصار به آن ALU می‌گویند و واحد کنترل حافظه را Control Unit می‌نامند که به اختصار به آن CU می گویند.
شرح عملیات واحدهای یک پردازنده:
واحد محاسبه و عملیات منطقی (ALU):
واحد محاسبه و منطق یا ALU تمام عملیات محاسباتی (ریاضی) و منطقی (مقایسه ای) را انجام می‌دهد. قابل ذکر است بیشتر اوقات هدف دستورهای مقایسه‌ای، مشخص نمودن ترتیب اجرای دستورها است.
واحد کنترل حافظه (CU)
این واحد وظیفه مدیریت تمامی عملکردهای پردازنده را دارد. این نکته را باید بدانید که این قسمت قادر به اجرای دستورها نیست ولی به واحدهای دیگر می‌گوید که چه کاری را در چه زمانی انجام دهند.
حافظه ثبات (Register)
این واحد از قطعات بسیار کوچکی از جنس حافظه تشکیل شده‌اند و می‌توانند نتایج اعمال منطقی را در خود ذخیره کنند.
CPU های مختلف دارای رجیسترهای گوناگون می باشند. بعضی از رجیسترها برای نگهداری نتایج اعمال استفاده می‌شوند و بعضی دیگر به عنوان اشاره‌گر و برخی نیز برای اهداف دیگر می‌باشند. بعنوان مثال رجیستر AX برای نگهداری نتیجه یک عمل دودویی منطقی یا ریاضی بکار می رود و رجیستر یا Program Counter (به اختصار PC) یک اشاره‌گر است که باید به دستوری که در لحظه بعد توسط CPU اجرا شود اشاره کند.
حافظه نهان (Cache Memory)
یکی از راه‌های افزایش کارایی در پردازنده‌ها استفاده از حافظه نهان یا همان Cache Memory می باشد. این حافظه بسیار سریع از نوع SDRAM است که برای جلوگیری از تاخیر زمانی بین پردازنده و حافظه رم طراحی و تولید شده اند. این حافظه کوچک و سریع میتواند با داشتن اطلاعات و دستورالعمل هایی که اغلب برای پردازش مورد استفاده قرار میگیرند، باعث افزایش کارایی پردازنده شود.
فلسفه استفاده
فرض کنید پیدا کردن یک پرونده بطور میانگین یک دقیقه از وقت کارمند را بگیرد. اگر کارمند قسمت بایگانی احتمال دهد که ممکن است مجددا به این پرونده مراجعه شود و به جای آنکه آن را مجددا در قفسه قرار دهد روی میز خود بگذارد در مراجعه بعدی به همان پرونده دیگر زمانی برای جستجو و پیدا کردن آن تلف نخواهد شد.
وظیفه حافظه نهان یا Cache Memory نیز دقیقا همین است . حافظه نهان در حقیقت همان میز کارمند است ( که در مقایسه با قفسه ها از ابعاد بسیار کوچکی برخوردار می باشد ) و پرونده نیز در حکم دستورالعمل و یا داده‌ای می باشد که از آن زیاد استفاده می شود. پردازنده در هنگام اجرای یک برنامه و خواندن اطلاعات از حافظه اصلی، با دستورات و یا داده هایی برخورد می کند که به دفعات از آنها استفاده می شود.
برای جلوگیری از تکرار مراجعه پردازنده به حافظه اصلی برای خواندن دستورات و یا داده های تکرای این اطلاعات به قسمتی به نام حافظه Cache منتقل می‌گردد. این حافظه به دلیل اینکه از نوع حافظه های Static می باشد( برخلاف حافظه اصلی که از نوع Dynamic می باشد ) دارای سرعت بسیار بیشتری نسبت به حافظه اصلی است و زمان مراجعه به آن بسیار کمتر از زمان مراجعه به حافظه اصلی ( RAM ) می باشد.
همانطور که می‌دانید حافظه اصلی ( RAM ) از تعداد بسیار زیادی خازن تشکیل شده است اما در Cache Memory همانند CPU در ساختمان آن از ترانزیستور استفاده شده است و ساخت آنها بسیار هزینه بر است و به همین دلیل است که افزایش مقدار Cache در پردازنده‌ها با افزایش قیمت همراه است .
سطوح حافظه کش
به جهت افزایش احتمال وجود اطلاعات مورد نیاز پردازنده‌ها، این حافظه‌ها در سه الی چهار سطح در پردازنده استفاده می‌شوند. نزدیک‌ترین حافظه کش به پردازنده که به صورت اختصاصی مورد استفاده قرار می گیرد را حافظه سطح یک یا L1 می‌نامند. این سطح معمولا حجم کمتر و سرعت بالاتری نسبت به بقیه سطوح حافظه کش دارد. حافظه کش سطح دو یا L2 حجم بیشتر و سرعت کمتری نسبت به سطح یک دارد و به بسته به معماری پردازنده ممکن است به صورت اختصاصی و یا اشتراکی استفاده شود. حافظه سطح ۳ و سطح ۴ یا L3 و L4 به همین صورت حجم بیشتر از سطح قبلی ولی سرعت کمتری نسبت به دو سطح فوق دارند و معمولا به صورت اشتراکی مورد استفاده قرار می گیرند.
حافظه کش اشتراکی یا هوشمند چیست؟
در پردازنده‌های قدیمی اگر مجموع مقدار حافظه کش سطح یک و دو جوابگوی مقدار مورد نیاز پردازنده نبود، پردازنده به حافظه رم مراجعه میکرد. اما با طراحی کش هوشمند یا اشتراکی توسط اینتل این مشکل تا حدود زیادی برطرف شد. در پردازنده‌ها با این تکنولوژی هر هسته بسته به میزان نیاز خود از حافظه کش استفاده می‌کند. مثلا اگر هسته ۴ نیاز به کش بیشتری داشته باشد و باقی هسته‌ها بدون بار باشند، هسته ۴ می تواند از تمامی ظرفیت حافظه کش استفاده نماید.
تکنولوژی های جدید پردازنده‌ها
متداول‌ترین راه برای افزایش سرعت یک پردازنده ، بالا بردن فرکانس آن می باشد اما راه‌های دیگری نیز وجود دارد که به وسیله آن می توان مقدار قابل توجهی کارایی یک پردازنده را افزایش داد راه‌هایی چون استفاده از Pipelining ، حافظه نهان ( Cache Memory)، چند هسته‌ای شدن و HT .
Pipelining
Pipelining ، روشی است که مدت زیادی است در پردازنده‌ها از آن استفاده می شود در این روش پردازنده‌ها کمی باهوش‌تر عمل می‌کند. برای واضح تر شدن موضوع Pipelining ، مثالی از اجرای یک دستور در CPU را شرح می‌دهیم؛ یک پردازنده را در نظر بگیرید که در هر پالس یک دستورالعمل را اجرا می‌کند. در اولین پالس، دستور را از داخل حافظه اصلی ( RAM ) به داخل پردازنده انتقال می‌دهد. در پالس بعدی CPU دستور را Decode و در پالس سوم دستور اجرا می‌شود . در پالس چهارم نتیجه عمل ذخیره می گردد که این چرخه به صورت متوالی ادامه پیدا خواهد کرد.
در صورتیکه یک پردازنده دارای قابلیت Pipelining باشد می تواند چند عمل را در یک زمان و به صورت موازی انجام دهد بدین ترتیب که :
• در پالس اول ، دستور اول از حافظه اصلی خوانده می‌شود.
• در پالس دوم ، دستور اول Decode گشته و همزمان دستور العمل دوم از حافظه اصلی خوانده می‌شود.
• در پالس سوم ، دستورالعمل اول اجرا ، همزمان دستورالعمل دوم Decode و دستور العمل سوم از حافظه اصلی خوانده می‌شود.
بدین ترتیب این کارها همگی در یک زمان انجام می‌شوند که به Pipelining معروف می باشد.
طراحان و کارشناسان با انجام تغییر در معماری سی پی یو ها توانستند با تکنولوژی Pipelining کارایی پردازنده را تا ۴ برابر افزایش دهند. نتیجه ای که از این قسمت می‌توان گرفت اینست که سرعت پردازش نهایی در پردازنده‌ها فقط به عامل فرکانس بستگی ندارد بلکه فرکانس فقط یکی از عوامل مهم در سرعت آنها می باشد.
Cache Memory
یکی دیگر از راه های افزایش کارایی در پردازنده‌ها استفاده از حافظه نهان یا همان Cache Memory است که پیشتر مفصل توضیح داده شد.
Hyper Threading
این تکنولوژی که توسط اینتل توسعه داده شده امکان اجرای دستورالعمل‌های همزمان بیشتر در پردازنده را میسر می‌کند. هایپر-تردینگ یا HT اولین بار در سال ۲۰۰۲ و به همراه Pentium 4 HT معرفی شد. پنتیوم ۴ تنها یک هسته داشت و قادر به اجرای همزمان یک دستور بود؛ اما به کمک فناوری HT امکان اجرای همزمان دو دستور همزمان فراهم شد.
در فناوری HT دو یا چند هسته‌ی منطقی به ازاء هر هسته‌ی فیزیکی ایجاد می‌شود و رفتار سیستم‌عامل با این هسته‌های منطقی درست مثل هسته‌های فیزیکی است. به این ترتیب تسک‌ها به صورت موازی پردازش شده و پردازنده با توان بیشتر شروع به پردازش امور می‌کند. در این حالت منابع پردازنده به دو بخش تقسیم می‌شوند. اگر یکی از هسته‌های مجازی پردازش تسک مورد نظر خود را به پایان برساند و به حالت انتظار برود، منابع در دسترس آن به پردازش سریعتر دستورالعمل موازی آن به هسته‌ی مجازی دیگر قرض داده می‌شود. در اکثر شرایط فناوری HT به خوبی شرایطی که پردازنده دو برابر هسته داشته باشد کار می‌کند.
پردازنده‌های جدید امروزی نه تنها از چند هسته بهره میبرند بلکه فناوری Hyper-Threading را نیز دارند. در این حالت مثلا پردازنده‌ی دو هسته‌ای با فناوری HT همچون پردازنده‌ی ۴ هسته‌ای در سیستم‌عامل شناخته می‌شود.
پردازنده چند هسته‌ای
پردازنده‌های اولیه تک هسته‌ای بودند این بدین معنی است که هر پردازنده تنها یک واحد پردازش مرکزی داشت. برای افزایش بازده و قدرت پردازنده، تولیدکنندگان به فکر افزایش هسته‌ها در سی پی یو افتادند. در همین راستا پردازنده‌های دو هسته‌ای تولید شدند که در واقع دو واحد پردازش مرکزی داشتند و سیستم‌عامل‌ها نیز آنها را دو پردازنده مستقل می‌دیدند و تسک‌ها را بصورت موازی به آنها ارسال می‌کردند.
برخلاف فناوری HT در این حالت دو هسته‌ی فیزیکی وجود دارد که همچون دو پردازنده مستقل عمل می‌کنند با این تفاوت که هر دو پردازنده در دل یک تراشه قرار دارند. نزدیک شدن هسته‌ها به یکدیگر ارتباط بین آنها را سریعتر کرده و دسترسی آنها به المان‌های دیگر پردازنده مانند حافظه‌های کش و غیره را تسریع می‌کند.
امروزه پردازنده‌های ۴ هسته‌ای، ۸ هسته‌ای، ۱۶ هسته‌ای یا حتی ۳۲ هسته‌ای نیز وجود دارد و اکثر آنها نیز از فناوری HT یا فناوری مشابه آن پشتیبانی می‌کنند که باعث می‌شود تعداد هسته‌های منطقی و فیزیکی آنها به ۸، ۱۶ یا ۳۲ یا ۶۴ هسته افزایش یابد. مزیت اصلی افزایش هسته‌ها در یک پردازنده آن است که نیازی به استفاده از ۴ یا ۸ سوکت در یک مادربرد نیست و همچنین ارتباط بین هسته‌ها به مراتب بهینه‌تر انجام می‌شود.
انواع پردازنده
در گذشته شرکت‌های تولید کننده پردازنده به جهت تشخیص سریعتر مدل پردازنده از اعداد برای نامگذاری استفاده می‌کردند. در این نامگذاری هرچه عدد استفاده شده در نامگذاری بزرگتر بود، پردازنده قدرت بیشتری داشت. به عنوان مثال پردازنده اینتل ۸۰۴۸۶ از نسل (۴۸۶)، پردازنده‌ای سریعتر از ۸۰۳۸۶ از نسل (۳۸۶) بود. این روند تا تولید و نامگذاری پردازنده‌های پنتیوم اینتل ادامه داشت. پردازنده پنتیوم که همان ۸۰۵۸۶ بود یک تغییر رویه در نامگذاری بود که بعد از آن نامگذاری پردازنده‌ها با نام انجام گرفت مانند Athlon، Duron، Pentium، Celeron و …
امروزه علاوه بر نامگذاری‌های متفاوت، تکنولوژی‌های متفاوتی در تولید پردازنده‌ها استفاده می شود مانند معماری (معماری ۳۲ بیتی و ۶۴ بیتی)، فرکانس کاری، تعداد هسته ها و … . در جدول زیر نام چند سری از پردازنده‌های خانگی و اداری آورده شده است.
| پردازنده های AMD | ||||
| Athlon II E2 series A4 series A6 series A8 series A10 series | Phenom X3 Athlon 6-series Athlon 4-series Athlon X2 Phenom II | Turion 64 Athlon 64 X2 Turion 64 X2 Phenom FX Phenom X4 | Sempron Athlon 64 Mobile Athlon 64 Athlon XP-M Athlon 64 FX | K6-2 K6-III Athlon Duron Athlon XP |
| پردازنده های اینتل | ||||
| Pentium Gold Core i3 Core i5 Core i7 Core i9 | Pentium Extreme Edition Core Duo Core 2 Duo Core 2 Quad | Pentium 4 Mobile Pentium 4-M Pentium D | Pentium Pentium w/ MMX Pentium Pro Pentium II Celeron Pentium III Pentium M Celeron M | 4004 8080 8086 8087 8088 80286 (286) 80386 (386) 80486 (486) |
Pentium Gold را در مقاله “Pentium Gold چیست؟” بخوانید.
پردازنده‌های آرم (ARM)
پردازنده‌های آرم (ARM) که در گوشی های موبایل، گیم بوی‌ها، ماشین حساب‌ها و حتی هارددیسک‌ها مورد استفاده قرار میگیرند، توسط کمپانی Acorn Computers بر اساس معماری مبتنی بر RISC در دهه‌ی ۸۰ میلادی ابداع شدند. در اواخر دهه ۸۰ میلادی با کمک Apple Computer این معماری توسعه پیدا کرد و در نهایت در سال ۱۹۹۲، ARM6 رونمایی شد. این روند توسعه تا رونمایی از ARM11 و Cortex ادامه یافت و هم اکنون معماری ۶۴ بیتی نیز برای این پردازنده‌ها در حال تولید و استفاده است.
آرم پردازنده‌های خود را بر اساس دستورات RISC توسعه می‌دهد، اما RISC چیست؟ RISC مخفف عبارت Reduced Instruction Set Computing است. برخلاف پردازنده‌های ARM که از این معماری استفاده می‌کنند، پردازنده‌های اینتل و AMD از معماری CISC یا Complex Instruction Set Computing استفاده می‌کنند. دو معماری RISC و CISC برای استفاده در کاربردهای متفاوت طراحی شده‌اند. یک پردازنده‌ی مبتنی بر معماری RISC برای این منظور طراحی شده است تا تعداد دستورات ارسالی به پردازنده از سوی برنامه در حال اجرا کاهش یابد. در واقع مجموعه‌ی دستورات مورد استفاده در معماری RISC بسیار پایین‌تر است. با توجه به اینکه تعداد دستورات ارسالی در معماری RISC کاهش پیدا کرده، فرکانس پردازشی بالا است و پردازنده میتواند در هر ثانیه دستورات بیشتری در مقایسه با CISC اجرا کند.
زمانی که مجموعه‌ی دستورات اجرایی توسط پردازنده کاهش پیدا کند، پیچیدگی پردازنده نیز کاهش می‌یابد و می‌توان مدار تراشه را به شکل ساده‌تری طراحی کرد. پردازنده‌های مبتنی بر RISC دارای ترانزیستورهای کمتری هستند که همین موضوع منجر به کاهش انرژی مصرفی توسط پردازنده می‌شود. سادگی طراحی پردازنده در کنار کاهش تعداد ترانزیستورها نتیجه‌ای جز کاهش سایز تراشه (Die) ندارد. سایز تراشه (یا Die) به سطح مقطعی اطلاق می‌شود که روی ویفر سیلیکونی برای ساخت یک پردازنده تخصیص داده می‌شود. نتیجه کاهش سایز، امکان اضافه کردن کامپوننت‌های بیشتر روی پردازنده با اتصالات کمتر است، از این‌رو پردازنده‌های ARM کوچک‌تر هستند و انرژی کمتری مصرف می‌کنند.
تشخیص مدل و نوع پردازنده
در سیستم عامل ویندوز از سه طریق زیر می‌توانید مدل پردازنده را شناسایی کنید:
از طریق My Computer
ساده‌ترین راه برای تشخیص مدل و نوع سی پی یو استفاده از این راه است. بدین صورت که بروی آیکن My Computer راست کلیک کرده و سپس گزینه Properties را کلیک کنید. در بخش System و جلوی عبارت Processor مدل سی پی یو را می‌یابید.
از طریق System Information
ابتدا دکمه استارت را کلیک کرده و عبارت System information را جستجو نمایید. در پنجره باز شده همانند شکل زیر می توانید مشخصات سی پی یو را مشاهده نمایید.
از طریق CMD
ابتدا بر روی دکمه استارت کلیک کرده و سپس دکمه CMD را جستجو نمایید. در پنجره باز شده عبارت “wmic cpu get /format:list” را وارد و سپس کلید Enter را فشار دهید. همانطور که در شکل زیر می‌بینید، مشخصات سی پی یو نمایش داده می‌شود.
با استفاده از نرم‌افزار CPU-Z
یکی از متداول‌ترین راه‌های تشخیص نوع سی پی یو استفاده از نرم‌افزار کاربردی CPU-Z است. با دانلود و اجرای برنامه صفحه زیر و مشخصات پردازنده را در برگه اول می‌توانید مشاهده نمایید.
سرعت پردازنده ها
سرعت سی پی یو، فرکانس کاری، Clock Speed یا Clock Rate همگی به یک مفهوم اصلی اشاره دارند. واحد سنجش سرعت سی پی یو هرتز (Hertz) است و عموما به دلیل بزرگ بودن با واحد گیگاهرتز (Gigahertz) معرفی می‌شود. گیگاهرتز را به اختصاصی به صورت GHz نمایش می‌دهند. سرعت سی پی یو یا فرکانس کاری هر سی پی یو در واقع نشان می‌دهد که آن هسته‌ی پردازشگر در هر ثانیه قادر به انجام چند دستور است. به عنوان مثال اگر گفته می‌شود که سرعت سی پی یو یا فرکانس کاری پردازنده‌ای ۱٫۸ گیگاهرتز است، یعنی این سی پی یو در هر ثانیه ۱,۸۰۰,۰۰۰,۰۰۰ دستور را پردازش می‌کند.
سرعت کلاک یا همان فرکانس یک پردازنده معادل است با حاصلضرب فرکانس پایه (BCLK) (که معمولا ۱۰۰ مگاهرتز است) در یک ضریب که با عنوان مولتی پلایر (Multiplier) شناخته می‌شود. به عنوان مثال فرکانس یک پردازنده‌ی ۳.۵ گیگاهرتزی از فرکانس پایه‌ی ۱۰۰ مگاهرتز و ضریب ۳۵ به دست می‌آید.
فرکانس پایه توسط یک چیپ در مادربرد تولید می‌شود که تمامی عملکردهای کامپیوتر را یکسان و تنظیم می‌کند. در درون این چیپ از یک قطعه کریستال استفاده شده است که با اعمال جریان الکتریکی شروع به لرزش می‌کند و فرکانس پایه را تولید می‌کند. کوچکترین زمانی که قطعات کامپیوتر می توانند داده‌ها را ارسال یا دریافت کنند یک کلاک پلاس است.
آیا امکان استفاده از پردازنده گرافیکی به جای پردازنده اصلی هست؟
با اینکه GPU ها نیز مانند CPU ها می‌توانند عملیات ریاضی و منطقی را انجام دهند، اما هر کدام از این پردازنده‌ها برای کار خاصی طراحی و تولید می‌شوند. بنابراین بهینه سازی های انجام شده بروی هر پردازنده، آن پردازنده را برای کاری هدفی خاص مناسب و توجیه پذیر (از لحاظ اقتصادی) می کند.
اطلاعات کامل راجع به کارت گرافیک و پردازنده گرافیکی را در مقاله “کارت گرافیک، از سیر تا پیاز” بخوانید.
سوکت چیست؟
پردازنده‌ها برای این که روی مادربرد نصب شوند، از اتصال دهنده‌ای استفاده می‌کنند که در اصطلاح به آن سوکت گفته می‌شود.همانطور که در شکل زیر می‌بینید سوکت ها انواع مختلفی دارند.
انواع سوکت
سوکت PGA
سوکت PGA که مخفف Pin Grid Array است نوعی اتصال تقریبا مرسوم و حتی قدیمی پردازنده به حساب می‌آید. در این اتصال پین ها بروی پردازنده و سورخ‌های پین های مربوطه بروی سوکت طراحی می‌شود. فلز و سرامیک سازنده پین ها و سورخ‌ها می بایست تحمل زیادی برای گرمای ناشی از جریان زیاد عبوری در پردازنده داشته باشند.
سوکت LGA
سوکت LGA که مخفف عبارت Land Grid Array است، نسل جدید سوکت ها به حساب می‌آید. تفاوت این سوکت ها در این است که پین های اتصال در این روش در سوکت طراحی و پردازنده دارای سطوحی تماس است.
نکته مهم این که سوکت نصب پردازنده‌های اینتل و AMD از زمین تا آسمان با هم فرق دارند. پردازنده‌های جدید اینتل دارای سوکت LGA هستند اما در پردازنده‌های AMD با سوکت AM4 شاهد استفاده از سوکت PGA هستیم (البته پردازنده‌های مدل AMD Threadripper از سوکت LGA استفاده می‌کنند). به غیر از تفاوت در نوع اتصال، تعداد پین‌هایی که در هر خانواده از پردازنده‌ها استفاده می‌شود هم با خانواده‌ی قبلی از همان تولید کننده فرق دارد. به عنوان مثال در گذر از سوکت LGA 1150 اینتل به سوکت LGA 1151، اضافه شدن تنها یک پین اضافه باعث شد تا سازگاری این دو خانواده از نظر سوکت به هم بریزد و مصرف‌کننده نتواند محصول جدید را روی مادربرد قدیمی خود نصب کند. البته در پردازنده‌های نسل جدیدی اینتل Coffee Lake با اینکه مانند نسل قبل از سوکت LGA 1151 استفاده می کنند، اما با مادربردهای نسل قبل خود سازگاری ندارند. به همین دلیل است که پیوسته تکرار می‌کنیم ابتدا باید پردازنده‌ی مناسب خودتان را پیدا کنید و سپس سراغ انتخاب مادربرد بروید.
اورکلاک چیست؟ نحوه‌ی اورکلاک سی پی یو چگونه است؟
سرعت کلاک یا همان فرکانس یک سی پی یو معادل است با حاصلضرب فرکانس پایه (BCLK) (که معمولا ۱۰۰ مگاهرتز است) در یک ضریب که با عنوان مولتی پلایر (Multiplier) شناخته می‌شود. به عنوان مثال فرکانس یک پردازنده‌ی ۳.۵ گیگاهرتزی از فرکانس پایه‌ی ۱۰۰ مگاهرتز و ضریب ۳۵ به دست می‌آید. در دنیای حرفه‌ای‌های کامپیوتر، مفهومی به نام اورکلاک (Overclock) وجود دارد که با تغییرات در مشخصات فنی سخت‌افزارها، عملکرد کامپیوتر را بهبود می‌دهد. یکی از راه‌های اورکلاک کردن کامپیوتر، دستکاری در فرکانس پایه و مولتی پلایر پردازنده است. اما معمولا در پردازنده‌های ارزان، ضریب مولتی پلایر توسط سازنده قفل (Locked) می‌شود و نمی‌توان تغییری در آن به وجود آورد. چنانچه بخواهید در این پردازنده‌ها به قدرت بیشتری دست پیدا کنید، تنها می‌توانید اندکی (کمتر از ۱۰ مگاهرتز) در فرکانس پایه تغییر ایجاد کنید تا پردازنده‌تان کمی تغییر را به خود ببیند. اما در مدل‌هایی که مولتی پلایر باز (Unlocked) دارند، می‌توانید هم فرکانس پایه و هم ضریب را تغییر دهید. اعمال تغییرات در مولتی‌پلایر و فرکانس مبنا کار ساده‌ای نیست و به سال‌ها تجربه و کار عملی نیاز دارد. در تولیدات اینتل مدل‌هایی که کدشان به K ختم می‌شوند دارای مولتی‌پلایر باز هستند ولی تمامی پردازنده‌های جدید AMD دارای ضریب باز و قابل اورکلاک هستند. مدل‌هایی مثل Core i7-7700K اینتل یا Ryzen 7 1800X ای‌ام‌دی از بهترین مدل‌های روز هستند که مولتی‌پلایر باز دارند. دقت داشته باشید که استفاده از یک پردازنده‌ی اورکلاک شده درست مثل استفاده از خودرویی است که موتور توربوشارژ دارد. با وجود این که قدرت بیشتری تحویل می‌گیرید، شاهد استهلاک بیشتری هم خواهید بود.
نحوه‌ی اورکلاک کارت گرافیک را در مقاله “کارت گرافیک؛ از سیر تا پیاز” بخوانید.
راهنمای خرید پردازنده
با توجه به شرایط ارز و عدم توازن در عرضه و تقاضای کالاهای الکترونیکی، نمی‌توان لیستی برای بهترین پردازنده‌ها ارائه کرد. در صورت نیاز به خرید کامپیوتر می توانید از “مشاور خودکار سایت” استفاده نمایید.
لطفا نظر خود را راجع به این مقاله بفرمایید
ممنون بابت نوشته
امتیاز این مقاله
تیم نیویوز همراه بر آن است تا با ارائه خدمات مخاطب محور قدمی هر چند کوچک در راستای آگاه سازی و تحقق شعار "خرید با چشم باز" بردارد.
سلام و خسته نباشید
با اینکه روزانه سایت های بسیار زیادی در حوزه آی تی بررسی میکنم و مطالب اونها رو میخونم اما مطالبی که در سایت شما قرار دارد مخصوصا مقالات از سیر تا پیاز واقعا کامل و دقیق هستند. خیلی سپاسگذارم
تمایل داشتین میتونیم تبادل لینک هم داشته باشیم. با تشکر قنبری
سلام
ممنون لطف دارید،
بله اطلاعات تماس من در قسمت پشتیبانی هست، در خدمتم
سلام
مطلبتون فوق العااااااده بود ایولللل:))))
نظر لطفتونه ممنون
عالیییییی
سلام یه سوال داشتم گفتیت فرکانس پایه توسط مادربرد تعریف میشه این فرکانس همون سرعت باس خارجی پردازندست؟ قدیما بهش میگفتن نورث بریج الان رفته تو سی پی یو
درود بر شما،
فرکانس FSB از ویژگی های مادربرد ها بود و به نحوی فرکانس پایه مادربرد هم میشه دونستش
سلام وقتتون بخیر. سوالی داشتم راجع به cpu
الان سری x اینتل مولتی پلایر locked هستن که بیشترین قیمت رو هم دارن در صورتی که با قیمت های پایینر مولتی پلایر Unlocked هستن. الان با این توضیحات قیمت بالا ها کم کارایی تر هستن درسته. ممنون میشم توضیح بدید
درود بر شما
ضریب مولتی نه تنهای در سری ایکس بسته نیست بلکه شما امکان اورکلاک تک تک هسته رو به صورت جداگانه هم دارید. این که می فرمایید Lock هست رو از چه منبعی خوندید؟
سلام خسته نباشید
مطالبتون خیلی کامل و شیوا بیان شده بود، واقعا لذت بردم، برای من که اطلاعات کمی در این رابطه داشتم خیلی مفید واقع شد
نظر لطفتونه
عالی بود
درود بر شما
لطف دارید
سلام علیکم
ممنون از مطالب خوبتون
تعداد رشته دقیقا چیه؟
رشته ها یه جورایی پردازنده های مجازی هستند. هرچند خیلی بحث وسیعی داره و تکنولوژی خیلی پیشرفته ای محسوب میشه اما در همین حد بدونید که با اصلاح فرآیند پردازش می تونید مقدار پردازش رو افزایش بدید. برای مثال در پردازش سنتی یک داده وارد حافظه ورودی میشه، پردازش روش انجام میشه و در حافظه خروجی قرارداده میشه، این ها یه سیکل زمان میبرند و زمانی در حافظه ورودی اطلاعات وراد میشه که اطلاعات پردازش قبل از حافظه خروجی خارج بشه. حالا در پردازش های مدرن، وقتی اطلاعات حافظه ورودی برای پردازش میره در همون سیکل اطلاعات پردازش بعدی وارد حافظه میشه و بنابراین یک پردازش به جای سه سیکل در یک سیکل انجام میشه. البته گفتم که این فرآیند خیلی پیچیده تر از این توضیحاته اما در کل بهبود فرآیند پردازش باعث میشه شما تعداد بیشتری پردازش انجام بدید که بهش رشته میگن.
ممنون خیلی کمک کرد❤
دورود بر شما،
نظر لطفتونه
آقا مطالبتون عالیعن، دمتون گرررررررررررم
درود بر شما، نظر لطفتونه
این اعداد core i3 , i5 , i7 یعنی چی این قسمت رو نتونستم بفهمم
سلام
این اعداد تقسیم بندی و رده بندی کلیه و به صورت کلی در یک نسل از پردازنده های شرکت اینتل رده بندی i3 از Pentium قوی تره، i5 از i3 قوی تره، و i7 از i5 قوی تره و i9 از i7 قوی تره.
سلام . واسه اینکه این مطالبو (سخت افزار کامپیوتر )رو بخوبی یاد بگیریم ، باید رشته سخت افزار کامپیوتر رو انتخاب کنیم ؟
اصن منابع کتابی خوبی در نظر دارید ؟ من خیلی علاقه دارم …..
درود بر شما،
هر چند که انتخاب رشته سخت افزار کمک شایانی به این قضیه می کنه اما نه الزاما. بنده خودم آکادمیک مباحث سخت افزار رو نخوندم که بتونم کتاب بهتون معرفی کنم اما سایت های سخت افزار خارجی مثل Tom’s Hardware رو بهتون پیشنهاد می کنم.
مطالبتان بسیار مفید و سودمند است . متشکرم
درود بر شما
نظر لطفتونه
سایت خیلی خوبی دارید
امیدوارم موفق باشید
https://YOUMOVISE.COM/
کامل ترین مقاله فارسی درباره این موضوع بود ولی بازم چیزی که من میخواستم نبود.نمیدونم چرا هیچ جا ننوشتن که دقیقا طرز کار قطعات کامپیوتری چجوریه ، فقط یه سری مفاهیم رو میگن و وارد جزئیات نمیشن.من میخوام دقیق بدونم چجوری یک قطعه فلز میتونه پردازش رو انجام بده میخوام دقیق طرز کارش رو درک کنم.از اولین کامپیوتر که با لامپ این کارو میکرد تا کامپیوتر های الان که با ترانزیستور انجام میدن.لطفا راهنمایی کنید چجوری میتونم بفهمم جواب این سوالمو.ممنون
در پاسخ به شما باید بگم که پرداختن به جزئیاتی به این ریز از حوصله این مقالات خارجه و مربوط به رشته الکترونیک و کمتر کسی حتی علاقه مند به کامپیوتر دوست داره که به این جزئیات در این حد بپردازه . هرچند من معتقدم برای درک رفتار کامپیوتر باید مبانی رو حتما مطالعه کرد و فهمید. برای شما هم توصیه می کنم ابتدا با راجع به ترانزیستور ها بخونید و پس از اون راجع به مدار های منطقی. پردازنده چیزی جز این دوتا نیست.
وقت بخیر
نظرتون در مورد پردازنده ryzen 5 4650gچطوره? هم برای برنامه نویسی و هم برای پریمیر خروجی ۱۰۸۰ میخوام بین این مدل و Ryzen 5 3600 گیر کردم
ممنون
درود بر شما
از لحاظ قدرت پردازشی تقریبا یکی هستند ولی ۴۶۵۰ گرافیک مجتمع همراهه و پردازنده گرافیکی خوبی داره اما برای کارکرد خوب باید رم بیشتر با فرکانس بالاتر بندازی مثلا اگر در حالت عادی ۸ گیگ ۲۴۰۰ اوکی باشه، بهتره برای این سیستم ۱۶ گیگ ۳۲۰۰ بندازی
با سلام خدمت ادمین سایت خوب نیویوز
من اصلا حوصله ندارم تو هیچ سایتی کامنت بذارم هر چند هم جذاب باشد
ولی در این سایت متوجه شدم با عشق به مردم و علم کار میکنین و خیلی هم با سوادین
بی انصافیه با یه کامنت کوچیک بهتون انرژی ندیم
در پشت این کامنت کلی انرژی مثبت و ارزوی پیشرفت برای تیم خوبتونه
دمتون گرمممممم بوس به کلتون
درود بر شما و طبع بلندتون
نظر لطفتونه
سلام
ضرب فرکانس توسط سی پی یو انجام میشه؟
درود بر شما
بله