CPU چیست؟ در اینجا همه چیزهایی است که باید بدانید

اگر تازه در مورد دنیای کامپیوتر و الکترونیک یاد می گیرید، اصطلاحی که برای اشاره به بخش های مختلف استفاده می شود ممکن است گیج کننده باشد. یکی از اصطلاحات مؤلفه ای که ممکن است با آن مواجه شده باشید «CPU» است که مخفف « واحد پردازش مرکزی » است.

پردازنده‌ها تقریباً در همه دستگاه‌های شما قرار دارند، خواه این ساعت هوشمند، رایانه یا ترموستات باشد. آنها مسئول پردازش و اجرای دستورالعمل ها هستند و به عنوان مغز دستگاه های شما عمل می کنند. در اینجا توضیح می‌دهیم که CPUها چگونه با سایر بخش‌های دستگاه‌های شما تعامل دارند و چه چیزی آن‌ها را تا این حد در فرآیند محاسبات یکپارچه می‌کند.

چه چیزی یک CPU را یک CPU می کند؟

CPU جزء اصلی است که یک دستگاه محاسباتی را تعریف می کند، و در حالی که اهمیت حیاتی دارد، CPU فقط می تواند در کنار سایر سخت افزارها کار کند. تراشه سیلیکونی در یک سوکت مخصوص که بر روی برد مدار اصلی (مادربرد یا مادربرد) داخل دستگاه قرار دارد قرار می گیرد. از حافظه جدا است، جایی که اطلاعات به طور موقت ذخیره می شود. همچنین جدا از کارت گرافیک یا تراشه گرافیکی است که ویدئو و گرافیک سه بعدی نمایش داده شده بر روی صفحه نمایش شما را رندر می کند.

CPU ها با چیدمان میلیاردها ترانزیستور میکروسکوپی روی یک تراشه کامپیوتری ساخته می شوند. این ترانزیستورها CPU را قادر می سازند تا محاسبات لازم برای اجرای برنامه های ذخیره شده در حافظه سیستم شما را انجام دهد. این سوئیچ‌ها به عنوان سوئیچ‌های کوچک به طور متناوب بین حالت‌های روشن و خاموش تغییر می‌کنند و یک‌ها و صفرهای باینری را که زیربنای همه اقدامات شما در دستگاه است، خواه تماشای ویدیو یا نوشتن ایمیل، منتقل می‌کنند.

یکی از رایج‌ترین پیشرفت‌ها در فناوری CPU، کوچک‌تر کردن ترانزیستورها است. این منجر به بهبود سرعت پردازنده در طول دهه ها شده است که اغلب به عنوان قانون مور شناخته می شود.

در زمینه دستگاه های مدرن، یک دسکتاپ یا لپ تاپ دارای یک CPU اختصاصی است که بسیاری از عملکردهای پردازشی را برای سیستم انجام می دهد. دستگاه های تلفن همراه و برخی تبلت ها در عوض از یک سیستم روی تراشه (SoC) استفاده می کنند که تراشه ای است که CPU را در کنار سایر اجزاء بسته بندی می کند. اینتل وAMD هر دو پردازنده‌هایی را با تراشه‌های گرافیکی و حافظه ذخیره‌شده روی آن‌ها نیز ارائه می‌کنند ، به این معنی که می‌توانند بیش از عملکردهای استاندارد CPU انجام دهند.

CPU در واقع چه کاری انجام می دهد؟

در هسته خود، یک CPU دستورالعمل ها را از یک برنامه یا برنامه می گیرد و یک محاسبه را انجام می دهد. این فرآیند به سه مرحله کلیدی تقسیم می شود: واکشی، رمزگشایی و اجرا. یک CPU دستورالعمل را از RAM واکشی می کند، دستور را رمزگشایی می کند و سپس دستورالعمل را با استفاده از بخش های مربوطه CPU اجرا می کند.

دستورالعمل اجرا شده یا محاسبه می تواند شامل محاسبات پایه، مقایسه اعداد، انجام یک تابع یا جابجایی اعداد در حافظه باشد. از آنجایی که همه چیز در یک دستگاه محاسباتی با اعداد نشان داده می شود، می توانید CPU را به عنوان ماشین حسابی در نظر بگیرید که بسیار سریع کار می کند. حجم کاری حاصل ممکن است ویندوز را راه‌اندازی کند، یک ویدیوی YouTube را نمایش دهد یا سود مرکب را در یک صفحه‌گسترده محاسبه کند.

در سیستم‌های مدرن، CPU مانند رینگ مستر در سیرک عمل می‌کند و داده‌ها را در صورت نیاز به سخت‌افزار تخصصی می‌رساند. برای مثال، CPU باید به کارت گرافیک بگوید که انفجار را نشان دهد، زیرا در یک بازی به درایو سوخت شلیک کرده‌اید یا به درایو حالت جامد بگویید برای دسترسی سریع‌تر یک سند آفیس را به RAM سیستم منتقل کند.

هسته ها، ساعت ها و هزینه ها

در اصل، CPU ها دارای یک هسته پردازشی واحد بودند. CPU مدرن امروزی متشکل از چندین هسته است که به آن اجازه می دهد چندین دستورالعمل را همزمان انجام دهد و به طور موثر چندین CPU را روی یک تراشه جمع کند. پردازنده‌های سطح ابتدایی امروزه بین دو تا چهار هسته دارند، در حالی که شش تا هشت هسته در دستگاه‌های بازی و رایانه‌های شخصی رایج‌تر است. مدل های رده بالا می توانند تا 32 هسته داشته باشند و سخت افزارهای حرفه ای فراتر از آن هستند.

بسیاری از پردازنده ها نیز از فناوری به نام چند رشته ای همزمان استفاده می کنند. یک هسته فیزیکی واحد CPU را تصور کنید که می تواند دو خط اجرا (رشته) را همزمان انجام دهد و در نتیجه به صورت دو هسته "منطقی" در انتهای سیستم عامل ظاهر شود. این هسته‌های مجازی به‌اندازه هسته‌های فیزیکی قدرتمند نیستند، زیرا منابع یکسانی دارند، اما به طور کلی، می‌توانند به بهبود عملکرد چندوظیفه‌ای CPU هنگام اجرای نرم‌افزارهای سازگار کمک کنند.

هنگامی که به CPU ها نگاه می کنید، سرعت ساعت به وضوح تبلیغ می شود. این رقم "گیگاهرتز" (گیگاهرتز) است که به طور موثر نشان می دهد که یک CPU چه تعداد دستورالعمل می تواند در هر ثانیه انجام دهد، اما این تصویر کامل در مورد عملکرد نیست. سرعت ساعت بیشتر هنگام مقایسه CPUهایی از خانواده یا نسل محصول یکسان است. وقتی همه چیز یکسان است، سرعت کلاک بیشتر به معنای پردازنده سریعتر است. با این حال، یک پردازنده 3 گیگاهرتزی از سال 2010 کار کمتری نسبت به یک پردازنده 2 گیگاهرتزی از سال 2020 ارائه می دهد، زیرا مدل جدیدتر سیلیکون زیرین پیشرفته تر دارد.

برای CPU چقدر باید بپردازید؟ برای یک طرح کلی، مگر اینکه یک گیمر هاردکور باشید یا کسی که به دنبال ویرایش ویدیوها هستید، نیازی نیست بیش از 200 تا 300 دلار هزینه کنید. شما می توانید با اجتناب از جدیدترین سخت افزار و در عوض چسبیدن به نسل اخیر CPU، به کاهش هزینه کمک کنید.

برای پردازنده های اینتل، این به معنای تراشه های نسل دوازدهم یا سیزدهم است. شما می توانید نسل آنها را با نام محصول تعیین کنید. به عنوان مثال، Core i7-10700K یک تراشه قدیمی نسل دهم است، در حالی که Core i5-13600K یک تراشه جدیدتر نسل سیزدهم است.

AMD کاری مشابه با پردازنده های Ryzen خود انجام می دهد: Ryzen 9 3950X یک تراشه نسل سوم است، در حالی که Ryzen 7 5700X نسل چهارم CPU مبتنی بر معماری Zen 3 این شرکت است. Ryzen 4000 به عنوان یک خط تراشه لپ تاپ و به شکل APU با در دسترس بودن بسیار محدود بر روی دسکتاپ از طریق سازندگان سیستم منتشر شد. با در نظر گرفتن این موضوع، می توان بحث کرد که آیا Ryzen 7000 (از لحاظ فنی) پنجمین نسل از CPU AMD Ryzen است یا خیر، اما این جدیدترین است و اخیراً، AMD لپ تاپ، APU و پلتفرم های دسکتاپ خود را تحت پرچم Ryzen 7000 متحد کرده است.

CPU چقدر مهم است؟

این روزها، CPU شما به اندازه گذشته برای عملکرد کلی سیستم مهم نیست، اما همچنان نقش مهمی در پاسخ و سرعت دستگاه محاسباتی شما ایفا می کند و بدون آن، به هیچ وجه کار نمی کند. گیمرها به طور کلی از سرعت کلاک بالاتر سود می برند، در حالی که کارهای جدی تر مانند CAD و ویرایش ویدیو، با افزایش تعداد هسته های CPU، بهبود خواهند یافت.

باید به خاطر داشته باشید که CPU شما بخشی از یک سیستم است، بنابراین می‌خواهید مطمئن شوید که RAM کافی دارید و ذخیره‌سازی سریعی دارید که می‌تواند داده‌ها را به CPU شما تغذیه کند . شاید بزرگترین علامت سوال روی کارت گرافیک شما آویزان باشد، زیرا شما به طور کلی به مقداری تعادل در کامپیوتر خود نیاز دارید، هم از نظر عملکرد و هم از نظر هزینه.

اکنون که نقش یک CPU را درک کرده‌اید، در موقعیت بهتری هستید تا در مورد سخت‌افزار محاسباتی خود انتخابی آگاهانه داشته باشید. از راهنمای خرید CPU ما برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد بهترین تراشه های موجود در حال حاضر استفاده کنید. هنگامی که این کار را انجام دادید، گزینه های برتر در لیست ما از بهترین پردازنده های اینتل و بهترین پردازنده های AMD موجود در حال حاضر را بررسی کنید.