CPU چیست و چه کار می‌کند؟

CPU چیست و چه کار می‌کند؟ کاربرد آن چیست؟ هسته پردازنده به چه معناست یا CPU چقدر اهمیت دارد؟ اگر به تازگی با دنیای رایانه آشنا شده‌اید و این سوالات ذهن شما را درگیر کرده نگران نباشید؛ در این مقاله به تمام این سوالات پاسخ خواهیم داد.

به طور خلاصه CPU تقریبا در هر دستگاه دیجیتالی وجود دارد. این دستگاه می‌تواند ساعت هوشمند، کامپیوتر یا ترموستات باشد. این ابزار مسئول پردازش و اجرای دستورالعمل‌ها و به نوعی مغز دستگاه‌های شما است. در این مطلب نحوه تعامل پردازنده‌ها با سایر بخش‌های دستگاه را مورد بررسی قرار می‌دهیم. با مجله اعتبارکالا همراه باشید.

CPU چیست؟

برای پاسخ به سوال CPU چیست و چه کار می‌کند باید اول بدانیم که CPU یا پردازنده جزء اصلی یک دستگاه کامپیوتری و محاسباتی است اما به تنهایی کاربردی دارد و فقط مغز دستگاه به حساب می‌آید. این جزء یک تراشه است که در مکانی مخصوص (سوکت)، داخل صفحه اصلی (مادربرد یا برد اصلی) قرار دارد. این جزء کاملا مجزا از حافظه (که اطلاعات را به طور موقت ذخیره می‌کند) و کارت گرافیک یا تراشه گرافیکی (که تمام گرافیک‌های ویدئویی و سه بعدی را روی نمایشگر نشان می‌دهد) است.

پردازنده‌ها با قرار دادن میلیاردها ترانزیستور میکروسکوپی روی یک تراشه ساخته می‌شوند. این ترانزیستورها به پردازنده اجازه می‌دهند تا محاسبات مورد نیاز برای اجرای برنامه‌هایی که روی حافظه سیستم شما ذخیره شده‌اند را انجام دهد.

این مطلب را هم بخوانید: آموزش تست و بنچمارک کارت گرافیک

یکی از معمول‌ترین پیشرفت‌های فناوری CPU، کوچک‌تر شدن ترانزیستورها است. این عمل منجر به بهبود سرعت پردازنده در طول دهه‌ها شده و اغلب تحت عنوان قانون مور (Moore’s Law) شناخته می‌شود. در دستگاه‌هایی مانند کامپیوتر رومیزی یا لپ‌تاپ، یک پردازنده اختصاصی وجود دارد که بسیاری از فعالیت‌های پردازشی را برای سیستم انجام می‌دهد.

در گوشی‌های موبایل و برخی تبلت‌ها از یک سیستم روی تراشه (SoC) استفاده می‌شود؛ این بخش یک تراشه دارد که پردازنده مرکزی و دیگر اجزا را روی خود قرار داده است. هر دو شرکت اینتل و AMD هم پردازنده‌هایی عرضه می‌کنند که تراشه گرافیکی و حافظه روی آن‌ها قرار دارد.

CPU چه کار می‌کند؟

یک CPU در هسته اصلی خود، دستورالعمل را از یک برنامه یا اپلیکیشن می‌گیرد و محاسباتش را انجام می‌دهد. این فرایند به سه مرحله تقسیم می‌شود: واکشی، رمزگشایی و اجرا. پردازنده دستور را از رم (RAM) می‌گیرد؛ دستورالعمل را رمزگشایی می‌کند و سپس دستورالعمل با قسمت‌های مربوط به CPU اجرا می‌کند.

این مطلب را هم بخوانید: لپ تاپ چی بخرم؟ (۲۰۲۱)

 دستورالعمل یا محاسبه اجرا شده می‌تواند شامل محاسبات پایه، مقایسه برخی اعداد با یکدیگر یا جابجایی آن‌ها در حافظه باشد. از آنجا که همه‌چیز در یک دستگاه محاسباتی با عدد نشان داده می‌شود؛ این کارهای ساده با آنچه که CPU انجام می‌دهد یکسان است. این کار تسهیل در راه‌اندازی ویندوز و حتی مشاهده ویدئو می‌شود. در سیستم‌های مدرن، اما هنوز هم باید خوراک مورد نیاز کار سخت‌افزارها را تامین کند.

هسته و کلاک CPU چیست؟

حالا که به جواب سوال CPU چیست و چه کار می‌کند رسیدید بهتر است بدانید که در قدیم، پردازنده‌های مرکزی دارای یک هسته پردازشی بودند، اما CPU امروزی از چندین هسته تشکیل شده است که به امکان انجام چندین دستور همزمان را می‌دهد و به طور موثر، چندین پردازنده را روی یک تراشه کنار هم قرار می‌دهد. تقریبا تمام پردازنده‌های بازار حداقل دو هسته دارند. پردازنده‌های چهار هسته‌ای معمولی‌ترین نوع هستند؛ در حالی که پردازنده‌های گران‌تر ۶ تا ۳۲ هسته دارند.

برخی پردازنده‌ها از فناوری به نام چند رشته‌ای (multithreading) استفاده می‌کنند. یک هسته فیزیکی را تصور کنید که می‌تواند همزمان دو خط اجرا (رشته) را انجام دهد؛ در نتیجه به عنوان دو هسته «منطقی» در سیستم‌عامل عمل می‌کند. این هسته‌های مجازی به اندازه هسته‌های فیزیکی قدرتمند نیستند اما منابع یکسانی دارند. به طور کلی، آن‌ها می‌توانند هنگام اجرای برخی نرم‌افزارها به بهبود عملکرد چند وظیفگی CPU کمک کنند.

سرعت کلاک از دیگر مواردی است که در CPU اهمیت دارد و با واحد گیگاهرتز (GHz) در لیست مشخصات نمایش داده می‌شود. این عدد میزان استفاده پردازنده از دستورالعمل در یک ثانیه را نشان می‌دهد. سرعت کلاک هنگام مقایسه پردازنده‌های یک خانواده یا یک نسل، وارد بازی می‌شود. وقتی همه مشخصات یکسان باشد، سرعت کلاک به معنی سرعت بیشتر پردازنده است؛ اما یک پردازنده ۳ گیگاهرتز سال ۲۰۱۰، به اندازه پردازنده ۲ گیگاهرتز سال ۲۰۱۸ سریع نیست.

پردازنده چقدر اهمیت دارد؟

با وجود اینکه CPU دیگر به اندازه گذشته اهمیتی برای عملکرد کلی سیستم ندارد؛ اما هنوز هم نقش مهمی در دستگاه دارد. از آنجا که این بخش وظیفه اجرای دستورات درون نرم‌افزارها را دارد؛ هرچه سرعت پردازنده شما بیشتر باشد، برنامه‌ها هم سریع‌تر اجرا خواهند شد.

توجه داشته باشید که پردازنده سریع به معنی بهترین عملکرد نیست. اگر نیاز به گرافیک بیشتر دارید، پردازنده سریع این کار را برای شما نمی‌کند. به خاطر داشته باشید که CPU اطلاعات را ذخیره نمی‌کند؛ برای این کارها باید به اجزای دیگر سیستم مثل کارت گرافیکی، هارد دیسک و RAM اتکا کنید.

با اینکه CPU همه‌چیز نیست اما هنوز هم نقشی کلیدی دارد؛ معمولا پردازنده بیشتر، سرعت بیشتری به شما خواهد داد. اگر دیگر اجزای سیستم شما پیشرفته هستند؛ CPU می‌تواند تاثیر زیادی در عملکرد سیستم‌تان داشته باشد. یک پردازنده سریع می‌تواند اطلاعات ارسالی اجزای سیستم را به سرعت محاسبه کند و اگر پردازنده سریع نباشد، در عملکرد سیستم اختلال ایجاد می‌شود. 

حالا که CPU را بهتر شناختید، می‌توانید بهترین نمونه را برای سیستم خود انتخاب کنید. اگر به دنبال یک CPU برای بازی کردن هستید. پیشنهاد می‌کنیم مطلب «بهترین پردازنده ها برای گیمینگ» را مجله اعتبارکالا را مطالعه کنید.

سوالات متداول

منبع: makeuseof