واحد پردازش یا cpu

واحد پردازش مرکزی (CPU) یا پردازنده، واحدی است که بیشتر پردازش ها را در یک کامپیوتر انجام می دهد. تمام دستورالعمل های دریافت شده توسط نرم افزارهای در حال اجرا بر روی رایانه شخصی و سایر قطعات سخت افزاری را پردازش می کند و به عنوان یک ماشین حساب قدرتمند عمل می کند.

CPU با قرار دادن کانکتورهای فلزی یا پین های موجود در قسمت زیرین آن، در یک سوکت مربع شکل خاص که در همه مادربردها وجود دارد، قرار می گیرد. هر سوکت با یک چیدمان پین خاص ساخته شده است تا فقط از نوع خاصی از پردازنده پشتیبانی کند.

از آنجایی که CPU های مدرن گرمای زیادی تولید می کنند و مستعد گرم شدن بیش از حد هستند، باید با فن ها یا سیستم های تهویه مناسب خنک نگه داشته شوند و با هیت سینک و خمیر حرارتی پوشانده شوند.

برای کنترل دستورالعمل‌ها و جریان داده‌ها به و از سایر بخش‌های رایانه، CPU به شدت به چیپ‌ست، که گروهی از ریزتراشه‌های واقع بر روی مادربرد است، متکی است.

این اصطلاح به عنوان پردازنده مرکزی، ریزپردازنده یا تراشه نیز شناخته می شود.

تبلیغات

تکوپدیا واحد پردازش مرکزی (CPU) را توضیح می دهد
واحد پردازش مرکزی (CPU) دارای دو جزء است:

واحد کنترل
واحد کنترل دستورالعمل ها را از حافظه استخراج کرده و آنها را رمزگشایی و اجرا می کند.

واحد کنترل به عنوان یک واسطه عمل می کند که دستورالعمل های ارسال شده به پردازنده را رمزگشایی می کند، به واحدهای دیگر مانند واحد منطق حسابی (در زیر) می گوید که با ارائه سیگنال های کنترلی چه کاری انجام دهند، و سپس داده های پردازش شده را به حافظه برمی گرداند.

واحد منطق حسابی (ALU)
یک واحد منطقی حسابی (ALU) یک مدار دیجیتال در داخل پردازنده است که با بارگذاری داده ها از ثبات های ورودی، عملیات حسابی و منطقی را مدیریت می کند.

پس از اینکه واحد کنترل دستورالعمل عملیاتی را که باید انجام شود به ALU ارائه کرد، ALU آنها را با اتصال چندین ترانزیستور تکمیل می کند و سپس نتایج را در یک ثبات خروجی ذخیره می کند.

سپس واحد کنترل این داده ها را به حافظه منتقل می کند.

برای عملکرد صحیح، CPU به ساعت سیستم، حافظه، ذخیره سازی ثانویه و گذرگاه های داده و آدرس متکی است.

دستگاه‌های کوچک‌تر مانند تلفن‌های همراه، ماشین‌حساب‌ها، سیستم‌های بازی نگهدارنده و تبلت‌ها از پردازنده‌هایی با اندازه کوچک‌تر به نام CPU ARM استفاده می‌کنند تا اندازه و فضای کمتری را در خود جای دهند.

CPU قلب و مغز یک کامپیوتر است. ورودی داده را دریافت می کند، دستورالعمل ها را اجرا می کند و اطلاعات را پردازش می کند. با دستگاه های ورودی/خروجی (I/O) ارتباط برقرار می کند که داده ها را به و از CPU ارسال و دریافت می کنند.

علاوه بر این، ریزپردازنده دارای یک گذرگاه داخلی برای ارتباط با حافظه نهان داخلی است که گذرگاه پشتی نامیده می شود. گذرگاه اصلی برای انتقال داده به و از CPU، حافظه، چیپست و سوکت AGP، گذرگاه سمت جلو نام دارد.

CPU شامل واحدهای حافظه داخلی است که به آنها ثبات می گویند. این رجیسترها حاوی داده ها، دستورالعمل ها، شمارنده ها و آدرس های مورد استفاده در پردازش اطلاعات ALU هستند.

برخی از کامپیوترها از دو یا چند پردازنده استفاده می کنند. اینها شامل ریزپردازنده‌های فیزیکی مجزا هستند که در کنار هم روی همان برد یا روی بردهای جداگانه قرار دارند. هر CPU دارای یک رابط مستقل، حافظه پنهان مجزا و مسیرهای جداگانه به گذرگاه سمت جلوی سیستم است.

چندین پردازنده برای کارهای موازی فشرده که نیاز به چندوظیفگی دارند ایده آل هستند. CPU های چند هسته ای نیز رایج هستند که در آنها یک تراشه شامل چندین CPU است.

از زمان عرضه اولین ریزپردازنده توسط اینتل در نوامبر 1971، CPU ها قدرت محاسباتی خود را چندین برابر افزایش داده اند.

قدیمی ترین پردازنده 4004 اینتل تنها 60000 عملیات در ثانیه انجام می داد، در حالی که یک پردازنده مدرن اینتل پنتیوم می تواند حدود 188000000 دستور را در ثانیه انجام دهد.