------------------------- پردازنده (CPU) ----------------------
اجازه بدهید تا به جای واژه ریزپردازنده از واژه بازاری آن ، یعنی سی پی یو استفاده کنم. اولین قطعه ای که میخواهم راجع به آن صحبت کنم سی پی یو است و علت آن این است که تقریباً سی پی یو است که مشخص کننده سطح کلی رایانه شماست و به عنوان مغز رایانه شما نقش مهمی را ایفا میکند. خیلی وقتها شنیده اید که میگویند سرعت رایانه ما 800 است و یا 1900 است و یا می پرسند که سرعت رایانه شما چقدر است ؟ البته هیچگاه یک رایانه را نمیتوان با یک عدد به نام سرعت سنجید ولی در واقع این عدد سرعت ساعت سی پی یو شما میباشد که تاثیر زیادی در عملکرد رایانه شما دارد.
سی پی یو که یک قطعه کاملاً الکترونیکی است در واقع مغز رایانه شماست و آنجایی استکه تمام محاسبات در آن انجام میشود . به علت فن آوری بسیار بالا در ساخت آن تنها چند کمپانی بزرگ میتوانند آنرا 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 میکنند 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 %90 سی پی یوهای جهان را اینتل تولید میکرد و سی پی یوهای ای ام دی در مقایسه با سی پی یوهای اینتل ضعیف عمل میکردند اما بعد از سال 2000 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 ویژگیهایی استکه این ویژگیها نوع سی پی یو شما را مشخص میکند. 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 میشود 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 میاید .ویژگی دیگر میزان حافظه موقت درونی یا کش cash می باشد .حال به شرح این ویژگیها میپردازم.
الف) سرعت ساعت - واحد سنجش آن MHZ - Mega Hertz - مگا هرتز و یا GHZ گیگا هرتز می باشد. هر مگاهرتز یک ملیون هرتز و هر گیگا هرتز یک ملیارد هرتز می باشد.این تقریباً بدان معنی است که یک سی پی یو با سرعت یک گیگاهرتز قادر است یک ملیارد دستورالعمل واحد را انجام دهد. هر دستورالعمل واحد کوچکترین عملیاتی استکه سی پی یو میتواند انجام دهد. سرعت سی پی یو های امروزی بین 800MHZ تا 3GHZ می باشد.
ب ) سرعت باس - واحد آن MHZ می باشد , سرعت یا فرکانسی استکه سی پی یو از ان برای ارتباط میان اجزای خود و دنیای خارج استفاده میکند. این سرعت نقش بسزایی در عملکرد رایانه دارد. در قسمتهای بعد در مبحث Overclocking میگویم که با افزایش این سرعت است که سی پی یو overclock میــــــشود.
ج ) نسبت سی پی یو - که با ضرب آن در سرعت باس ، سرعت ساعت بدست می اید. توجه داشته باشید که برای یک سی پی یو دو عدد سرعت باس و نسبت سی پی یو مشخص می باشد و از روی این دو سرعت ساعت محاسبه می شود. این نسبت چیزی مثل 5 ، 5.5 ، 6 ، 6.5 ، ... ، 18 ،.. میباشد.
د ) حافظه موقت یا کش - نکته ای که وجود دارد این استکه سرعت کاری سی پی یو خیلی بیشتر از دیگر قطعات رایانه میباشد . حال اگر سی پی یو بخواهد مستقیم با حافظه و یا سخت دیسک در ارتباط باشد چون سرعت آنها پایین است ، سرعت سی پی یو نیز پایین می اید و عملکرد رایانه پایین می اید . برای حل این مشکل نوعی از حافظه وجود دارد که به کش مشهور است و بسیار سریعتر از حافظه معمولی عمل میکند ، چیزی بیش از 1000 برابر سریعتر . اما چون ساخت آن هزینه بر است فقط مقدار کمی از آن درون سی پی یو جاسازی می شود و حافظه سیستم را نمی توان از کش ساخت .
انواع كش
کش خود دو نوع کلی دارد یکی کش اولیه level 1 و یکی کش ثانویه level 2 ، که ذکر جزییات ان در این مطلب ضروری نیست. واحد شمارش این حافظه کیلو بایت می باشد.چیزی مثل 128kb ، 256 kb ، 512 kb و یا 1024kb = 1 mb مقدار کش تاثیر زیادی در عملکرد رایانه دارد .آنجا که گفتم رایانه را نمی توان فقط با یک سرعت سنجید یکی از دلایلش همین بود . در واقع در دنیای رایانه یک سی پی یو با سرعت 350mhz و 512kb کش مسلماً از یک سی پی یو با سرعت 500mhz و 128kb کش ، قوی تر و گرانتر است. حال دوباره برمیگردیم به بحث کمپانیها . حتماً شما نام پنتیوم را شنیده اید و واژه های پنتیوم1 ، پنتیوم 2، پنتیوم 3 و پنتیوم 4 برای شما آشناست . اگر یک نگاه تاریخی به ساخت سی پی یو بیندازیم می بینیم شرکت اینتل در دهه قبل و دو دهه قبل سی پی یو های خود را با این نامها ساخته است 4044 ، 8086 ، 8088 ، 80286 ، 80386 و 80486 . البته مدلهای دیگری نیز ساخته شدند اما این مدلها مشهورتر هستند. هر سی پی یو را که اینتل می ساخت شرکت ای ام دی نیز شبیه آنرا می ساخت و روانه بازار میکرد . اینکار باعث شکایت اینتل از ای ام دی بابت استفاده از نام مشابه شد ولی شکایت پذیرفته نشد زیرا 8086 یا 80386 نمی توانست نام اختصاصی برای یک کالا باشد . به همین دلیل اینتل در نسل بعدی تراشه های خود یعنی 80586 آنرا پنتیوم نامید . واژه پنتا در زبان یونانی به معنای پنج می باشد. به همین منوال سی پی یوهای پنتیوم 2 ، پنتیوم 3 ، پنتیوم 4 و سلرون ساخته شد و ای ام دی نیز سی پی یوهای K6 - K7 و سپس Duron دوران و Athlon اتلون و Athlon XP اتلون ایکس پی را روانه بازار کرد.
هر رده از سی پی یو با رده قبلی خود اختلافات زیادی از لحاظ قابلیتها و تعداد ترانزیستورها دارد و هر رده شامل چندین سی پی یو با سرعت باس مشخص مثل 133 و یا 400 و نسبت سی پی یو متفاوت میباشد. البته بعضی وقتها ممکن است یک رده شامل دو یا سه سرعت باس باشد.در ادامه نکات زیادی وجود دارد که باید به آنها اشاره کنم . شرکت اینتل همواره طیف وسیعی از سی پی یوها را تولید میکند . بعد از پنتیوم 1 ، اینتل همواره سی پی یوهای خود را با دو یا سه مقدار متفاوت از کش تولید میکند. اینتل سی پی یوهایی با 128kb کش را سلرون Celeron نامید . توجه کنید سلرونها خود رده متفاوتی از سی پی یو میباشند اما سی پی یوهای پنتیوم 2 ، پنتیوم 3 و پنتیوم 4 همگی 256kb و یا 512kb کش دارند اگر از نوع 256 باشند معمولا به آنها نیمه کش یا هالف کش Half Cash می گویند و اگر از نوع 512 باشد به آن فول کش Full Cash به معنای کش کامل، می گویند.البته اینها برای اینتل بود . ای ام دی نیز در حال حاظر دو رده متفاوتی از سی پی یو را تولید میکند . پردازنده های دوران که در رقابت با سلرون تولید میشوند و 192kb کش دارند و پردازنده های اتلون ایکس پی که در رقابت با پنتیوم 4 ساخته میشوند و دارای 384 کیلو بایت کش میباشند ( 128kb کش اولیه و 256kb کش ثانویه ) نکته دیگری که وجود دارد این استکه به علت اختلاف در معماری پردازنده های اینتل و ای ام دی ، ای ام دی مشاهده کرد که پردازنده هایی که با سرعت مثلاً 1700 تولید کرده از پردازنده 1700 اینتل خیلی قویتر عمل میکند .
لذا در سی پی یوهای اتلون ایکس پی خود معیار نامگذاری را معادل آن در اینتل قرار داد. حال سی پی یوهای ای ام دی در بازار با نامهای به صورت +athlon xp 1700 و یا +athlon xp 3000 موجودند . این بدان معنی استکه این پردازنده معادل پنتیوم 4 1700mhz و یا پنتیوم 4 3ghz می باشند . اما این سرعت نسبی آنها است و سرعت واقعی آنها کمتر از این میباشد..مثلاً اتلون ایکس پی 1700 سرعتی معادل 1466mhz دارد و اتلون ایکس پی 1800 سرعتی معادل 1533mhz دارد ( سرعت باس سی پی یو های اتلون ایکس پی 133mhz میباشد ولی به علت فن آوری FSB معادل 266mhz عمل میکند ) یعنی سرعت واقعی هر پردازنده 66mhz از مدل قبلی خود بیشتر است ولی معادل اینتل آن 100 واحد بیشتر است.
واحد پردازش مرکزی (CPU)
کامپیوترهای شخصی آیبیام و سیستمهای سازگار با آن از پردازنده 8088 که توسط شرکت اینتل (Intel) ساخته شده است. این مدار مجتمع بیش از 200 دستورالعمل را اجرا میکند. ریزپردازنده 8086 نیز همان دستورالعملهای 8088 را اجرامیکند. و ریزپردازندههای قویتری مثل 80286 و 80386 که علاوهبر تمام دستورالعملهای 8088 دستورالعملهای دیگری را هم اجرا میکنند. برای نمونه دیدی از ساختار 8088 را بیان میکنیم.
تراشه 8088 دارای چهارده ثبات میباشد که هرکدام یک محل ذخیرهسازی داخلی بوده و میتواند یک کلمه 16 بیتی را نگهدارد. دستورالعملها معمولا دادهها را بین این ثباتها و حافظه اصلی انتقال داده و یا عملیاتی را روی دادههای ذخیره شده در ثباتها یا حافظه انجام میدهند. تمام این ثباتها دارای نام میباشند. بسیاری از اینها دارای اهداف ویژهای میباشند. مانند ثباتهای AX , BX , CX , DX را ثباتهای دادهای یا ثباتهای همگانی میگویند و هر کدام دارای اهداف ویژهای میباشد.
ادامه مطلب
