بررسی CPU

بررسی بخشهای مختلف کامپیوتر بخش هفتم سی پی یو

توسط admin | گروه مقاله های کامپیوتر | 1394/03/31

نظرات 0

 ريزپردازنده واحد پردازش مركزي يا مغز رايانه مي باشد. اين بخش مدار الكترونيكي بسيار گسترده و پيچيده اي مي باشد كه دستورات برنامه هاي ذخيره شده را انجام مي دهد. جنس اين قطعه كوچك (تراشه) نيمه رسانا است. CPU شامل مدارهاي فشرده مي باشد و تمامي عمليات يك ميكرو رايانه را كنترل مي كند. تمام رايانه ها (شخصي، دستي و...) داراي ريزپردازنده مي باشند. نوع ريزپردازنده در يك رايانه مي تواند متفاوت باشد اما تمام آنها عمليات يكساني انجام مي دهند. 

تاريخچه ريزپردازنده 
ريزپردازنده پتانسيل هاي لازم براي انجام محاسبات و عمليات مورد نظر يك رايانه را فراهم مي سازد. در واقع ريزپردازنده از لحاظ فيزيكي يك تراشه است. اولين ريزپردازنده در سال ۱۹۷۱ با نام Intel ۴۰۰۴ به بازار عرضه شد. اين ريزپردازنده قدرت زيادي نداشت و تنها قادر به انجام عمليات جمع و تفريق ۴ بيتي بود. تنها نكته مثبت اين پردازنده استفاده از يك تراشه بود، زيرا تا قبل از آن از چندين تراشه براي توليد رايانه استفاده مي شد. اولين نوع ريزپردازنده كه بر روي كامپيوتر خانگي نصب شد. ۸۰۸۰ بود. اين پردازنده ۸ بيتي بود و بر روي يك تراشه قرار داشت و در سال ۱۹۷۴ به بازار عرضه گرديد. پس از آن پردازنده اي كه تحول عظيمي در دنياي رايانه بوجود آورد ۸۰۸۸ بود. اين پردازنده در سال ۱۹۷۹ توسط شركت IBM طراحي و در سال ۱۹۸۲ عرضه گرديد. بدين صورت توليد ريزپردازنده ها توسط شركت هاي توليدكننده به سرعت رشد يافت و به مدل هاي ۸۰۲۸۶، ۸۰۳۸۶، ۸۰۴۸۶، پنتيوم ۲، پنتيوم ۳، پنتيوم ۴ منتهي شد. 
 
CPU
 
اين پردازنده ها توسط شركت Intel و ساير شركت ها طراحي و به بازار عرضه شد. طبيعتاً پنتيوم هاي ۴ جديد در مقايسه با پردازنده ۸۰۸۸ بسيار قوي تر مي باشند زيرا كه از نظر سرعت به ميزان ۵۰۰۰ بار عمليات را سريعتر انجام مي دهند. جديدترين پردازنده ها اگر چه سريعتر هستند گران تر هم مي باشند. كارآيي رايانه ها بوسيله پردازنده آن شناخته مي شود. ولي اين كيفيت فقط سرعت پروسسور را نشان مي دهد نه كارآيي كل رايانه را. به طور مثال اگر يك رايانه در حال اجراي چند نرم افزار حجيم و سنگين است و پروسسور پنتيوم ۴ آن ۲۴۰۰ كيگاهرتز است، ممكن است اطلاعات را خيلي سريع پردازش كند. اما اين سرعت بستگي به هاردديسك نيز دارد. يعني اين كه پروسسور جهت انتقال اطلاعات زمان زيادي را در انتظار مي گذراند. 
پروسسورهاي امروزي ساخت شركت Intel، پنتيوم ۴ و سلرون هستند. پروسسورها با سرعت هاي مختلفي برحسب گيگاهرتز (معادل يك ميليارد هرتز با يك ميليارد سيكل در ثانيه است) براي پنتيوم ۴ از ۴/۱ گيگاهرتز تا ۵۳/۲ متغير است و براي پروسسور سرعت از ۸۵/۰ گيگاهرتز تا ۸/۱ گيگاهرتز است. يك سلرون همه كارهايي را كه يك پنتيوم ۴ انجام مي دهد را مي تواند انجام دهد اما نه به آن سرعت. 
پردازنده دو عمل مهم انجام مي دهد: 
  • ۱- كنترل تمام محاسبات و عمليات 
  • ۲- كنترل قسمت هاي مختلف 
پردازنده در رايانه هاي شخصي به شكل يك قطعه نسبتاً تخت و كوچك به اندازه ۸ يا ۱۰ سانتي متر مربع كه نوعي ماده، مانند پلاستيك يا سراميك روي آن را پوشانده است تشكيل شده در واقع فرآيند بوجود آمدن اين مغز الكترونيكي به اين گونه مي باشد كه از سيليكان به علت خصوصيات خاصي كه دارد جهت ايجاد تراشه استفاده مي شود. بدين گونه كه آن را به صورت ورقه هاي بسيار نازك و ظريف برش مي دهند و اين تراشه ها را در درون مخلوطي از گاز حرارت مي دهند تا گازها با آنها تركيب شوند و بدين صورت طبق اين فرآيند شيميايي سيليكان كه از جنس ماسه مي باشد به فلز و بلور تبديل مي شود كه امكان ضبط و پردازش اطلاعات را در بردارد. اين قطعه كار ميليونها ترانزيستور را انجام مي دهد. 
پردازنده وظايف اصلي زير را براي رايانه انجام مي دهد: 
  • ۱- دريافت داده ها از دستگاه هاي ورودي 
  • ۲- انجام عمليات و محاسبات و كنترل و نظارت بر آنها 
  • ۳- ارسال نتايج عمليات با دستگاه هاي خروجي 
پردازنده مانند قلب رايانه است و از طريق كابلهاي موجود با واحدهاي ديگر مرتبط مي شوند. 
در واقع از نظر فني عملكرد پردازنده با دو ويژگي تعيين مي شود: 
  • ۱- طول كليد- تعداد بيت هايي كه يك پردازنده در هر لحظه پردازش مي كند و طول اين كلمات معمولاً ۴ و ۸ و ۱۶ و ۳۲ و يا ۶۴ بيتي مي باشد. 
  • ۲- تعداد ضربان الكترونيكي كه در يك ثانيه توليد شده است و با واحد مگاهرتز سنجيده مي شود. 
محل قرارگيري پردازنده ها بر روي مادربرد مي باشد. بنابراين بايستي هماهنگي لازم بين مادربرد و پردازنده وجود داشته باشد. اين هماهنگي باعث بالا رفتن عمليات رايانه مي شود. در غير اين صورت نتيجه خوبي بدست نمي آيد. 
نكته: بر روي پردازنده حروف و ارقامي ديده مي شود كه در واقع نشان دهنده شماره سريال ها ،سرعت، ولتاژ، مدل، نسل و نام سازنده آن مي باشد. با توجه به نوع دستورالعمل ها يك ريزپردازنده با استفاده از واحد منطبق و حساب خود (ALU) قادر به انجام عمليات محاسباتي مانند جمع و تفريق و ضرب و تقسيم است. البته پردازنده هاي جديد اختصاصي براي انجام عمليات مربوط به اعداد اعشاري نيز مي باشند. ريزپردازنده قادر به انتقال داده ها از يك محل حافظه به محل ديگر مي باشند و مي توانند تصميم گيري نمايند و از يك محل به محل ديگر پرش داشته باشد تا دستورالعمل هاي مربوط به تصميم اتخاذ شده را انجام دهد.
شركت هاي توليد كننده پردازنده 
با توجه به اين كه پردازنده ها دستورهاي خاصي را مي پذيرند و برنامه هاي خاصي را اجرا مي كنند، طبيعتاً پردازنده هاي گوناگوني وجود دارند. اين پردازنده ها توسط شركت هاي مختلفي توليد مي شوند. بعضي از آن ها مشابه و سازگارند و برخي ديگر ناسازگار. معروف ترين اين شركت ها عبارتنداز: Intel- IBM- AMD- Cyrix- Motorola- IDT- IIT- NEC- Nexgen- Rise- Metaflow- Chips & Technology معمولاً بر روي هر CPU نام شركت توليد كننده نوشته مي شود، ممكن است شماره آن نيز همراه با حرف اول و يا دو حرف اول توليد كننده نوشته شود. 
نسل هاي پردازنده ها 
مهم ترين عامل شناسايي پردازنده ها، نوع آنها مي باشد كه با شماره و يا نام اختصاصي مشخص مي شود. از بين پردازنده هاي توليد شده نوع اينتل و موتورولا متداولتر از بقيه هستند. موتورولا پردازنده خود را به صورت ۸۶xxx يا نام اختصاصي و اينتل به صورت ۸۰x86 يا نام اختصاصي خود به بازار معرفي نمودند. بدين صورت x مي تواند يك عدد دلخواه يك رقمي باشد كه هر چه مقدار آن بيشتر باشد در نتيجه رقم آن بزرگ تر بوده و پردازنده جديد تر، سريعتر و كاراتر مي باشد. قبل از پردازنده پنتيوم پردازنده ها يك شماره ۵ رقمي داشتند كه دو رقم سمت چپ معمولاً نام پردازنده و سه رقم سمت راست نسل پردازنده رامشخص مي كنند. 
برخي سازندگان ديگر به جاي شماره از نام هاي اختصاصي مانند K5 و K6 استفاده مي نمودند. 
مدل پردازنده 
هر كدام از نسل هاي مختلف پردازنده ها داراي انواع متفاوتي مي باشند كه براي كارهاي خاصي ساخته شده اند. به عنوان مثال پردازنده هاي ۸۰۴۸۶ داري انواع (SX- SLC- DX- DX2- DX3- DX4- DX5) مي باشد كه در آن DX اولين پردازنده با يك كمك پردازنده است كه داراي ۸ كيلوبايت حافظه زمان اوليه مي باشد و سرعت آن۵۰ برابر ۸۰۸۸ است، در صورتي كه SX فاقد كمك پردازنده مي باشد. نسل پنجم پردازنده اينتل داراي مدل هاي (كلاسيك، MMX) مي باشد. نسل ششم پردازنده اينتل داراي مدل هاي (IIT,II ,PRO Celeron ) هستند. نسل هفتم پردازنده هاي اينتل داراي مدل هاي (ايتانيوم) ۶۴ بيتي با سرعت يك گيگاهرتز) مي باشد. 
سرعت پردازنده 
يكي از مواردي كه مستقياً روي كارآيي پردازنده اثر مي گذارد سرعت آن است كه معمولاً بر روي آن نوشته مي شود. هر چه پردازنده سريعتر باشد اطلاعات را سريعتر پردازش مي كند. سرعت پردازنده ها بر حسب مگاهرتز بيان مي شود و يك مگاهرتز، معادل يك ميليون چرخه در ثانيه است. بعضي توليد كنندگان سرعتي كه بر روي پردازنده مي نويسند واقعي نيست، بلكه آنها توانمندي پردازنده در مقابل اينتل را مي سنجند و به آن سرعت معادل پنتيوم مي گويند. عوامل مؤثر در كارآيي پردازنده فركانس ساعت يا سرعت ساعت است كه معمولاً به دو صورت مي باشد: ۱- سرعت ساعت داخلي: در اين حالت پردازنده عمليات داخلي خود را براساس اين ساعت انجام مي دهد، اين سرعت برابر سرعتي است كه بر روي پردازنده ذكر شده است. در هنگام فروش نيز اين سرعت را معرفي مي كنند. مانند:P4/2.2Ghz 
۲- سرعت ساعت خارجي (سرعت گذرگاه سيستم): اين سرعت درواقع مدار الكترونيكي است كه خارج از تراشه قرار دارد و به پايه هاي مربوط به ساعت وصل مي شود. اطلاعات خارج از پردازنده مانند اطلاعات حافظه اصلي رايانه بر اين اساس سنجيده مي شود. 
ولتاژ پردازنده 
در ابتداي ساخت پردازنده ها از ولتاژ ۵ ولتي به صورت استاندارد استفاده مي شد، اما پس از ورود پردازنده هاي «۴۸۶ دي ايكس ۴» و «پنتيوم» از ولتاژهاي پايين تر مانند ۸/۲ و ۳/۳ نيز استفاده مي شود. 
جايگاه پردازنده 
پردازنده معمولاً بر روي شبكه اي از سوراخ هاي كوچك بر روي مادربرد قرار مي گيرد. به طور كلي تراشه گير، محلي براي نصب پردازنده يا هر نوع آي سي است. 
پردازنده معمولاً روي مادربرد لحيم نمي شود تا بتوان آن را ارتقا يا تعويض نمود. 
گرماگير پردازنده 
پردازنده ها در زمان كار كردن گرماي زيادي توليد مي كنند و اگر اين گرما دفع نشود ممكن است پردازنده بسوزد. براي خنك نگه داشتن پردازنده از چند روش استفاده مي كنند: 
۱- استفاده ازFan : قرارگيري يك پنكه كوچك بر روي پردازنده باعث حركت هوا و هدايت گرما به بيرون مي شود. معمولاً در جعبه اصلي رايانه پنكه اي براي بيرون بردن گرما وجود دارد. با اين حال قرار دادن يك پنكه كوچك پردازنده را بهتر خنك مي كند و كارآيي رايانه بالا مي رود. بعضي از پنكه ها براي اتصال به پردازنده داراي يك گيره مي باشد كه بايد توجه نمود در هنگام نصب نبايد به مادربرد برخورد كند. 
۲- استفاده از گرماگير: گرماگير وسيله اي فلزي است كه حرارت توليد شده را به وسيله يك قطعه الكتريكي جذب و به بيرون مي فرستد. گرماگير داراي پره هاي فلزي يا سراميكي است. 
۳- استفاده از مواد پركننده: اين مواد بين پردازنده و پنكه قرار مي گيرد و باعث خنك شدن پردازنده مي شود. اين ماده با نام چسب نيز شناخته مي شود. 
پردازنده هاي تقلبي 
جهت تشخيص پردازنده هاي تقلبي از اصل مي توان از روش هاي زير استفاده نمود: 
۱- روش چشمي: كج بودن نوشته هاي روي پردازنده - كم رنگ بودن نوشته ها - وجود خراش - وجود رنگ پريدگي چاپ قبلي - كوچك و بزرگ بودن حروف و عددها 
۲- شماره سريال: جهت دريافت شماره سريال هاي واقعي مي توانيد از برنامه ID CPUاستفاده نماييد و يا به سايت پردازنده مربوطه متصل شويد. 
۳- اطلاعات بايوس. 
۴- اطلاعات برنامه هاي عيب ياب. 
خرابي پردازنده ها 
يكي از علت هاي خوب كار نكردن رايانه مي تواند خرابي پردازنده باشد كه البته در اولويت قرار ندارد يعني درصد خراب شدن آن بسيار كم مي باشد. برنامه اي به نام پست خطاي پردازنده را اعلام مي كند كه آن را با زدن بوق هاي پشت سر هم بيان مي كند. برنامه ديگر در اين رابطه Ndiags نورتن مي باشد كه پردازنده را تست و كنترل مي كند. 

 

 

0 نظر

نظر محترم شما در مورد مقاله های وب سایت برنامه نویسی و پایگاه داده

نظرات محترم شما در خدمات رسانی بهتر ما را یاری می نمایند. لطفا اگر مایل بودید یک نظر ما را مهمان فرمائید. آدرس ایمیل و وب سایت شما نمایش داده نخواهد شد.

حرف 500 حداکثر