وب سایت 3sootfile  قصد دارد تا شما را با کاربرد سی پی یو در کامپیوتر قسمت اول آشنا کند.

واحد پردازش مرکزی یا به اختصار سی‌پی‌یو (CPU) غالباً به نام مغز رایانه نامیده می‌شود. با این که سی‌پی‌یو تنها یکی از انواع واحدهای مختلف پردازشی در رایانه است، اما در واقع مهم‌ترین آن‌ها شناخته می‌شود. این واحد بخشی از رایانه است که برای اجرای محاسبات، اقدامات و اجرای برنامه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد.

سی‌پی‌یو ورودی‌های را به صورت دستورالعمل‌هایی از RAM رایانه دریافت می‌کند، سپس عمل مورد نظر را کدگشایی و پردازش کرده و در نهایت در خروجی ارائه می‌دهد. سی‌پی‌یو ها در همه نوع دستگاه‌هایی از رایانه تا لپ‌تاپ، گوشی‌های هوشمند، تبلت، و تلویزیون‌های هوشمند حضور دارند. آن‌ها به شکل تراشه‌های کوچک غالباً مربعی شکل هستند که بر روی مادربورد دستگاه‌ها قرار گرفته و با دیگر سخت‌افزارها تعامل دارند تا عملیات‌های رایانه را اجرا کنند.

سی پی یو چگونه عمل می کند؟

با گذشت سال های زیاد از عرضه نخستین مدل سی پی یو ها تغییراتی در عملکرد این اجزای مهم پردازشی به وجود آمده است اما علی رغم تمامی این موارد کارکرد هر CPU به سه بخش واکشی (Fetch)، کد گشایی (Decode) و اجرا (Execute) تقسیم می شود.

واکشی

در مرحله واکشی سی پی یو یک دستورالعمل را که به صورت یک سری اعداد می باشد از RAM دریافت می کند. هر دستورالعمل دریافتی مربوط به بخش کوچکی از یک عملیات می باشد، بنابراین نیاز است تا سی پی یو دستورالعمل بعدی را تشخیص دهد. آدرس هر کدام از این دستورالعمل ها توسط یک شمارنده برنامه (PC) حفظ می شود.بعد از این مرحله هر پی سی به همراه یک دستورالعمل در بخشی به نام ثبات دستورالعمل (IR) درج می شود و در نهایت هر پی سی برای اجرا به دستور العمل بعدی ملحق می شود.

کد گشایی

بعد از ذخیره شدن دستورالعمل واکشی در بخش ثبات دستورالعمل، سی پی یو دستورالعمل را به مدار کد گشایی ارسال می کند. در این مدار دستورالعمل به سیگنال هایی تبدیل می شود که هر کدام به منظور انجام کاری خاص به بخش های مختلف سی پی یو ارسال می شوند.

اجرا

در آخرین مرحله که آن را اجرا می نامند، دستورالعمل های کد گشایی شده به بخش های مختلف سی پی یو ارسال می شوند تا به مرحله اجرا برسند. دستورالعمل های ارسال شده در بخش ثبات سی پی یو ثبت می شوند تا از آنها بتوان در ارجاع دستورالعمل بعدی استفاده کرد.

عملکرد سی پی یو های چند هسته ای چگونه است؟

در ابتدای عصر تولید سی پی یو ها، هر پردازنده دارای یک هسته منفرد بود. به همین دلیل این پردازنده ها تنها می توانند مجموعه واحدی از وظایف را اجرا کنند، در نتیجه این پردازنده ها، سرعت کمی در اجرای محاسبات داشته اند. با پیشرفت تکنولوژی و عدم توانایی این پردازنده ها برای انجام محاسبات پیچیده تر، تولید کنندگان به فکر ساخت پردازنده های چند هسته ای افتادند. به همین دلیل امروزه سی پی یو هایی با نام های dual، quad و یا حتی octa تولید می شوند.

برای مثال یک پردازنده دو هسته ای، از دو سی پی یو مجزا بر روی یک تراشه منفرد تشکیل شده است. در سی پی یو های جدید چند هسته ای، با افزایش تعداد هسته ها توانایی پردازنده برای مدیریت پردازش های همزمان بیشتر می شود. پردازنده های چند هسته ای از عملکرد بهتر و همچنین سرعت بیشتری برای انجام محاسبات برخوردار هستند. با گذشت زمانی نه چندان زیاد پردازنده های دو هسته ای جای خود را به چهار هسته ای و هشت هسته ای دادند که به ترتیب از چهار و هشت پردازنده منفرد بر روی تراشه تشکیل شده اند. از ترکیب سی پی یو های هشت هسته ای با فناوری فرا ریسمانی (Hyper threanding)  می توانیم پردازنده ای با 16 هسته پردازشی مستقل داشته باشیم.