واحد پردازش مرکزی (CPU) جزء رایانه ای است که مسئول تفسیر و اجرای بیشتر دستورات از سایر سخت افزارها و نرم افزارهای رایانه است.
انواع دستگاه هایی که از CPU استفاده می کنند
همه انواع دستگاه ها از CPU استفاده می کنند، از جمله رایانه های رومیزی، لپ تاپ، و رایانه لوحی، تلفن های هوشمند، حتی تلویزیون صفحه تخت شما.
Intel و AMD دو تولید کننده CPU محبوب برای رایانه های رومیزی، لپ تاپ ها و سرورها هستند، در حالی که Apple، NVIDIA و Qualcomm تولیدکنندگان بزرگ پردازنده های تلفن هوشمند و تبلت هستند.
ممکن است نام های مختلفی را برای توصیف CPU مشاهده کنید، از جمله پردازنده، پردازنده کامپیوتر، ریزپردازنده، پردازنده مرکزی، و "مغز کامپیوتر."
نمایشگرهای رایانه یا هارد دیسک‌ها گاهی اوقات به اشتباه CPU نامیده می‌شوند، اما این قطعات سخت‌افزار اهداف کاملاً متفاوتی دارند و به هیچ وجه مشابه CPU نیستند.
CPU چگونه به نظر می رسد و کجا قرار دارد
یک CPU مدرن معمولاً کوچک و مربعی است و بسیاری از اتصالات کوتاه، گرد و فلزی در قسمت زیرین آن وجود دارد. برخی از CPUهای قدیمی به جای اتصالات فلزی پین دارند.
CPU مستقیماً به یک "سوکت" CPU (یا گاهی اوقات یک "اسلات") روی مادربرد متصل می شود. CPU در سوکت به سمت پایین قرار می گیرد و یک اهرم کوچک به ایمن کردن پردازنده کمک می کند.
پس از اجرای حتی برای مدت کوتاهی، CPU های مدرن می توانند بسیار داغ شوند. برای کمک به دفع این گرما، تقریباً همیشه لازم است که یک هیت سینک و یک فن را مستقیماً در بالای CPU وصل کنید. معمولاً، اینها همراه با خرید CPU هستند.
گزینه‌های خنک‌کننده پیشرفته‌تر دیگر نیز در دسترس هستند، از جمله کیت‌های خنک‌کننده آب و واحدهای تغییر فاز.
همه CPUها در طرفین پایین خود پین ندارند، اما در آنهایی که دارند، پین ها به راحتی خم می شوند. هنگام جابجایی بسیار مراقب باشید، به خصوص زمانی که آنها را روی مادربرد نصب می کنید.
سرعت ساعت CPU
سرعت کلاک یک پردازنده تعداد دستورالعمل هایی است که می تواند در هر ثانیه پردازش کند که بر حسب گیگاهرتز (گیگاهرتز) اندازه گیری می شود.
برای مثال، یک CPU دارای سرعت کلاک 1 هرتز است اگر بتواند هر ثانیه یک دستورالعمل را پردازش کند. با تعمیم این به یک مثال واقعی تر: یک CPU با سرعت کلاک 3.0 گیگاهرتز می تواند 3 میلیارد دستورالعمل را در هر ثانیه پردازش کند.
هسته های CPU
برخی از دستگاه ها از پردازنده تک هسته ای استفاده می کنند در حالی که برخی دیگر ممکن است پردازنده دو هسته ای (یا چهار هسته ای و غیره) داشته باشند. اجرای دو واحد پردازنده که در کنار هم کار می کنند به این معنی است که CPU می تواند به طور همزمان دو بار دستورالعمل ها را در هر ثانیه مدیریت کند و عملکرد را به شدت بهبود بخشد.
برخی از CPU ها می توانند دو هسته را برای هر هسته فیزیکی موجود مجازی سازی کنند، تکنیکی که به عنوان Hyper-Threading شناخته می شود. مجازی سازی به این معنی است که یک CPU با تنها چهار هسته می تواند به گونه ای عمل کند که گویی دارای هشت هسته است، با هسته های CPU مجازی اضافی که به عنوان رشته های جداگانه شناخته می شوند. با این حال، هسته‌های فیزیکی بهتر از هسته‌های مجازی عمل می‌کنند.
با مجوز CPU، برخی از برنامه‌ها می‌توانند از چیزی به نام multithreading استفاده کنند. اگر یک thread به عنوان یک تکه از یک فرآیند کامپیوتری درک شود، پس استفاده از چندین رشته در یک هسته واحد CPU به این معنی است که دستورالعمل‌های بیشتری می‌توانند به طور همزمان درک و پردازش شوند. برخی از نرم افزارها می توانند از این ویژگی در بیش از یک هسته CPU استفاده کنند، به این معنی که حتی دستورالعمل های بیشتری را می توان به طور همزمان پردازش کرد.
مثال: Intel Core i3 در مقابل i5 در مقابل i7
برای مثالی خاص از اینکه چگونه برخی از CPUها سریعتر از سایرین هستند، بیایید به نحوه توسعه پردازنده های اینتل نگاه کنیم.
همانطور که احتمالاً از نامگذاری آنها مشکوک هستید، تراشه های Core i7 اینتل عملکرد بهتری نسبت به تراشه های i5 دارند که عملکرد بهتری نسبت به تراشه های i3 دارند. اینکه چرا یک فرد بهتر یا بدتر از دیگران عمل می کند کمی پیچیده تر است، اما هنوز درک آن بسیار آسان است.
پردازنده های Intel Core i3 پردازنده های دو هسته ای هستند، در حالی که تراشه های i5 و i7 چهار هسته ای هستند.
Turbo Boost یک ویژگی در تراشه‌های i5 و i7 است که به پردازنده این امکان را می‌دهد تا هر زمان که نیاز داشته باشد، سرعت ساعت خود را از سرعت پایه خود، مانند از 3.0 گیگاهرتز به 3.5 گیگاهرتز، افزایش دهد. تراشه های Core i3 اینتل این قابلیت را ندارند. مدل‌های پردازنده‌ای که به «K» ختم می‌شوند را می‌توان اورکلاک کرد، به این معنی که این سرعت کلاک اضافی را می‌توان مجبور کرد و همیشه از آن استفاده کرد. درباره دلیل اورکلاک کردن رایانه خود بیشتر بدانید.
Hyper-Threading دو رشته را قادر می سازد در هر هسته CPU پردازش شوند. این بدان معناست که پردازنده‌های i3 با Hyper-Threading تنها از چهار رشته همزمان پشتیبانی می‌کنند (چون پردازنده‌های دو هسته‌ای هستند). پردازنده های Core i5 اینتل از Hyper-Threading پشتیبانی نمی کنند، به این معنی که آنها نیز می توانند همزمان با چهار رشته کار کنند. پردازنده‌های i7 اما از این فناوری پشتیبانی می‌کنند و بنابراین (چهار هسته‌ای بودن) می‌توانند 8 رشته را همزمان پردازش کنند.
با توجه به محدودیت‌های برق ذاتی در دستگاه‌هایی که منبع تغذیه مداوم ندارند (محصولات با باتری مانند تلفن‌های هوشمند، تبلت‌ها و غیره)، پردازنده‌های آنها - صرف نظر از اینکه i3، i5، یا تفاوت i7 با CPUهای دسکتاپ در این است که آنها باید تعادلی بین عملکرد و مصرف انرژی پیدا کنند.
اطلاعات بیشتر در مورد CPU
نه سرعت کلاک و نه تعداد هسته های CPU تنها عامل تعیین کننده "بهتر بودن" یک CPU از دیگری نیست. اغلب بستگی به نوع نرم افزاری دارد که روی رایانه اجرا می شود - به عبارت دیگر، برنامه هایی که از CPU استفاده می کنند.
یک CPU ممکن است سرعت کلاک پایینی داشته باشد اما یک پردازنده چهار هسته ای باشد، در حالی که دیگری سرعت کلاک بالایی دارد اما فقط یک پردازنده دو هسته ای است. تصمیم گیری در مورد اینکه کدام CPU از دیگری بهتر عمل می کند، کاملاً به این بستگی دارد که CPU برای چه کاری استفاده می شود.
مثلاً، یک برنامه ویرایش ویدیوی نیازمند CPU که با چندین هسته CPU بهترین عملکرد را دارد، در یک پردازنده چند هسته ای با سرعت کلاک پایین بهتر از یک CPU تک هسته ای با سرعت کلاک بالا کار می کند.همه نرم‌افزارها، بازی‌ها و غیره حتی نمی‌توانند از مزایای بیش از یک یا دو هسته بهره ببرند و هسته‌های CPU موجود دیگر را بسیار بی‌فایده می‌سازند.
یکی دیگر از اجزای یک CPU حافظه پنهان است. حافظه پنهان CPU مانند یک مکان نگهداری موقت برای داده های رایج است. به جای فراخوانی حافظه دسترسی تصادفی برای این موارد، CPU تعیین می‌کند که به نظر می‌رسد از چه داده‌هایی استفاده می‌کنید، فرض می‌کند که می‌خواهید به استفاده از آنها ادامه دهید، و آنها را در حافظه پنهان ذخیره می‌کند. حافظه نهان سریعتر از استفاده از RAM است زیرا بخشی فیزیکی از پردازنده است. حافظه پنهان بیشتر به معنای فضای بیشتری برای نگهداری چنین اطلاعاتی است.
اینکه رایانه شما می تواند یک سیستم عامل 32 بیتی یا 64 بیتی را اجرا کند بستگی به اندازه واحدهای داده ای دارد که CPU می تواند مدیریت کند. با یک پردازنده 64 بیتی نسبت به پردازنده 32 بیتی می توان به حافظه بیشتر در یک زمان و در قطعات بزرگتر دسترسی داشت، به همین دلیل است که سیستم عامل ها و برنامه های کاربردی که مخصوص 64 بیت هستند نمی توانند روی یک پردازنده 32 بیتی اجرا شوند.
می توانید جزئیات CPU رایانه را به همراه سایر اطلاعات سخت افزاری با اکثر ابزارهای رایگان اطلاعات سیستم مشاهده کنید.
فراتر از پردازنده‌های استاندارد موجود در رایانه‌های تجاری، پردازنده‌های کوانتومی برای رایانه‌های کوانتومی با استفاده از علم مکانیک کوانتومی در حال توسعه هستند.
هر مادربرد فقط از طیف خاصی از انواع CPU پشتیبانی می کند، بنابراین همیشه قبل از خرید با سازنده مادربرد خود مشورت کنید.
سوالات متداول
چگونه دمای CPU را بررسی کنم؟
برای آزمایش دمای CPU رایانه خود در رایانه شخصی ویندوزی، از یک برنامه نظارتی رایگان یا کم هزینه مانند SpeedFan، Real Temp، یا CPU Thermometer استفاده کنید. کاربران مک باید مانیتور سیستم را برای نظارت بر دمای CPU، بار پردازش و موارد دیگر دانلود کنند.
چگونه خمیر حرارتی را از CPU پاک کنم؟
از دستمال مرطوب ایزوپروپیل برای پاک کردن خمیر حرارتی از سوکت LGA خود استفاده کنید. حتما در یک خط صاف پاک کنید. در صورت لزوم، با استفاده از یک دستمال مرطوب با هر تلاش، فرآیند را تکرار کنید.
چگونه مصرف CPU را کاهش دهم؟
برای کاهش مصرف CPU، با غیرفعال کردن فرآیندهایی که از طریق Task Manager نیاز ندارید، فضا را آزاد کنید. همچنین می توانید یکپارچه سازی رایانه ویندوز خود را امتحان کنید، فقط یک یا دو برنامه را در یک زمان اجرا کنید، و برنامه هایی را که نیاز ندارید حذف کنید.
