درست است که پردازنده های (CPU) گرانتر و چند میلیون تومانی عملکرد بهتری نسبت به رده های پایین تر از خود دارند اما گاها این تفاوت در عملکرد بین 10 تا 15 درصد می باشد که همین تفاوت رده از نظر قیمتی بین آن ها فاصله چند صد هزار تومانی و در مواقعی میلیونی ایجاد می کند. بنابراین بهتر است بدانید که چه عواملی بر عملکرد پردازنده تاثیر می گذارد تا این آگاهی بتواند در تصمیم خریداری کردن یک پردازنده برای رایانه به شما کمک کند.

پردازنده (CPU) چیست؟
CPU مخفف سه کلمه Central Processing Unit است که به معنی "واحد پردازش مرکزی" می باشد، در زبان عامیانه به آن پردازنده هم می گویند. این قطعه سخت افزاری یکی از مهمترین مؤلفه های یک سیستم رایانه ای می باشد. مغز سیستم رایانه ای، که وظیفه آن رسیدگی به پردازش و محاسبه همه داده ها و اطمینان از اینکه در سریع ترین حالت ممکن انجام شود است.

پردازنده چیزی نیست که شما بتوانید خارج از رایانه آن را ببینید. در حقیقت شما نمی توانید در رایانه ای که کاملا اسمبل شده آنرا ببینید. برای دیدن این قطعه باید محفظه کیس را باز کرده، سیم ها را جدا کنید و هیت سینک و فن روی آنرا بردارید و فقط در آن زمان است که می توانید سطح روی پردازنده را مشاهده کنید. شکل یک پردازنده در رایانه مربعی کوچک است که در پردازنده های قدیمی دارای پین ها زیادی بوده و در پردازنده های امروزی این پین ها بر روی مادربرد سوار شده است.

عکس زیر پست و روی پردازنده های قدیمی و جدید را به شما نشان می دهد.

پشت و روی پردازنده های قدیم

پشت و روی پردازنده های جدید

نحوه کار پردازنده
برای اینکه توضیح نحوه کار پردازنده را برای شما ساده تر کنیم آن را به سه بخش تقسیم کرده ایم که در ادامه آنرا بیان می کنیم:
هنگامی که یک برنامه را در ویندوز اجرا می کنید، دستور عمل اولیه از هارد دیسک (گاهی اوقات از حافظه رم) گرفته می شود و برای پردازش به پردازنده فرستاده می شود.
زمانی که پردازنده دستورالعمل را دریافت کرد، شروع به پردازش کرده و نتیجه را محاسبه می کند.
زمانی که پردازنده کار پردازش را انجام داد، نتیجه را به قطعه سخت افزاری مربوطه می دهد تا به خروجی رایانه برسد و از آنجا به کاربر نمایش داده شود. اگرچه این کار ساده به نظر می رسد اما هر سه بخش گفته شده باید کامل انجام شوند و این کارها باید تنها در چند ثانیه و حتی چند صدم ثانیه صورت بگیرد. اگر تاخیری در هر کدام از این سه مرحله (دریافت دستور، پردازش دستور، ارسال نتیجه به خروجی) تاخیری صورت بگیرد باعث کندی عملکرد رایانه می شود.

سرعت کلاک (Clock Speed)
هر پردازنده مجهز به یک ساعت داخلی می باشد که باعث می شود آن پردازنده بر روی یک ریتم مشخصی کار کند. سرعت کلاک که گاهی به آن نرخ کلاک (Clock Rate) نیز گفته می شود اشاره به انجام تعداد عملکردهایی که یک پردازنده می تواند در یک ثانیه انجام دهد را دارد.
این عدد هرتز(Hz) است (هرتز با پسوند های مگاهرتز (MHz) و گیگاهرتز (GHz) نیز دیده می شود) که معمولا آن را در کنار نام پردازنده مشاهده می کنید.

مشکل این است که برای پردازش سریع تر و تعداد عملکرد بالا باید برق بیشتری در پردازنده استفاده شده و از آن گذر کند که این امر باعث بالا رفتن حرارت در پردازنده می شود پس از گذشتن از سرعت 4 گیگا هرتز خنک نگه داشتن پردازنده کار سختی به حساب می آید.

زمانی که یک برنامه طوری برنامه نویسی شده است که از یک هسته پردازنده استفاده کند روی عملکرد پردازنده تاثیر می گذارد. بیشتر برنامه های امروزی و مدرن، مانند برنامه های محبوبی مثل مرورگر کروم و فایرفاکس طوری برنامه نویسی و طراحی شده اند که می توانند از قابلیت چند هسته و رشته ای که در پردازنده وجود دارد استفاده کنند به جای اینکه فقط متکی به سرعت کلاک باشند و به همین دلیل می توانند عملکرد بهتری ارائه دهند. به طور معمول رایانه ای که از یک پردازنده چند هسته ای استفاده می کند حتی اگر سرعت کلاک پایین تری داشته باشد بهتر از یک رایانه ای می باشد که یک پردازنده تک هسته اما با سرعت کلاک بالا دارد.

تعداد هسته های پردازنده
از آنجایی که افزایش سرعت پردازنده به مرور برای تولیدکنندگان پردازنده سخت و سخت تر شد، آنها تصمیم گرفتند که با اضافه کردن هسته های پردازشی قابلیت انجام وظایف و پردازش های چندگانه را به پردازنده اضافه کنند.

اگر بخواهیم پردازنده های چند هسته ای را توصیف کنیم باید بگوییم مانند داشتن چند پردازنده در یک بسته است اما حتی همین توصیف هم آنچنان که باید و شاید حق مطلب را ادا نمی کند. آنها مانند این نمی مانند که انگار چند پردازنده را به هم چسبانده باشید در اصل طراحی آنها بسیار هوشمندانه است.

با بودن آن چند هسته در یک قالب، هسته های یک پردازنده چند هسته ای برخی از منابع را در اختیار یکدیگر می گذارند، که این کار باعث دو اتفاق می شود، یکی هزینه های تولید آن برای تولید کننده کم می شود و همچنین عملکرد کارایی برای مصرف کننده بالا می رود. به طور مثال هسته ها به صورت مشترک از یک حافظه کش استفاده می کنند و اتصال آنها با سایر قطعات از یک مسیر عبور می کند و....

پردازنده های چند هسته ای می توانند همگن یا نا همگن باشند. به این معنی که پردازنده های همگن شامل دو هسته یا بیشتر هستند که تمام این هسته ها از نظر سخت افزاری کاملا یکسان هستند. پردازنده های نا همگن شامل دو هسته یا بیشتر هستند که این هسته ها از نظر سخت افزاری با هم تفاوت دارند. به طور مثال پردازنده های تلفن های همراه هوشمند معمولا دارای یک هسته هوشمند است که عملیات های معمول تلفن را پردازش می کند و چند هسته کوچک دیگر به کارهایی مانند عکاسی، هوش مصنوعی(A.I) و ... کمک می کنند.

تولیدکنندگان پردازنده به جای فشار بیشتر بر افزایش سرعت کلاک تمرکز خود را روی اضافه کردن هسته های بیشتر گذاشتند، همچنین نرم افزار های مدرن و سیستم عامل ها هم از این امر پیروی کردند. بیشتر نرم افزارهای مدرن از مزیت قابلیت چند هسته ای پردازنده ها استفاده می کنند، اما شما هنوز هم ممکن است نرم افزار ها، ابزارها و حتی بازی هایی را ببینید که عملکرد بهتری روی پردازنده های تک هسته ای دارند. به این دلیل که دستورات پردازشی آنها داری قابلیتی نیست که به صورت موازی و چندگانه روی هسته های پردازنده های چند هسته ای عمل کند و همه عملیات دستوری آنها تنها از یک هسته استفاده می کند.

حافظه کش و معماری پردازنده
در زمان رایانه های 8 بیتی، حافظه موقت یا به اصطلاح رم (RAM) رایانه ها به اندازه ای سرعت داشتند که هر اطلاعات و داده ای که پردازنده به آن نیاز داشت را به آن برسانند. اما هر چه سرعت پردازنده ها بالا رفت رم ها نتوانستند به سرعت داده ها را در اختیار پردازنده قرار دهند و این زمانی بود که حافظه کش همراه با پردازنده معرفی شد.

کش یک حافظه بسیار کوچک و بسیار سریع می باشد که به پردازنده اضافه شده و برای ذخیره سازی دستورالعمل های فوری از رم به پردازنده می باشد. از آنجا که سرعت کش مانند سرعت پردازنده می باشد می تواند به سرعت و در کمترین زمان و بدون هیچ تاخیری اطلاعات را به پردازنده ارائه دهد.

مدل های مختلفی از حافظه کش وجود دارند. حافظه کش سطح 1 (L1) که اساسی ترین حافظه کش موجود می باشد و روی هر پردازنده ای یافت می شود. حافظه کش سطح 2 (L2) که از حافظه بیشتری برخوردار است و از آن برای ذخیره سازی دستورالعمل های فوری انجام می شود. به طور کلی حافظه کش سطح 1 حافظه کش سطح 2 را ذخیره می کند که حافظه کش حافظه رم را ذخیره می کند و حافظه رم داده های هارد دیسک را ذخیره می کند. پردازنده های چند هسته ای جدید حافظه های سطح 3 (L3) و سطح چهار (L3) را نیز در خود دارند که دارای حافظه بیشتری هستند و بین هسته ها به اشتراک گذاشته می شوند.

این نکته را نیز باید بگوییم که حتی اگر در آینده راهی وجود داشته باشد که سرعت انتقال داده بین پردازنده و رم را بهبود ببخشد دیگر زیاد مورد اهمیت نمی باشد. به این دلیل که شرکت AMD به گونه ای توانسته است با ویژگی های جدیدی که در معماری پردازنده های سری Zen قرار داده این مورد را کم اهمیت کند و این فوق العاده هیجان انگیز است.

مواردی که در بالا ذکر شد بر عملکرد پردازنده تاثیر می گذارد. همچنین در آینده تفاوت های بین پردازنده های اینتل (Intel) و ای ام دی (AMD) و نحوه انتخاب پردازنده های AMD را به شما توضیح می دهیم.

لطفا نظر خودتان را برای ما ارسال کنید تا نقاط قوت و ضعف مطالب مشخص شده و در جهت بهبود کیفیت محتوای سایت بتوانیم قدم موثر تری برداریم .