پردازنده ؛ موتور پیشران کامپیوتر

پردازنده ، مهم ترین قطعه محاسباتی کامپیوتر است . به لطف فناوری های جدید به کار رفته در ساختمان پردازنده ، شما قادر هستید چند برنامه را به صورت همزمان اجرا کنید ، بدون آنکه سرعت اجرایی سیستم کامپیوتری تان کاهش یابد . این میزان از پیشرفت سخت افزاری ، انتظارات کاربران را بالاتر برده ، به طوریکه کمترین میزان تاخیر ، تاثیر زیادی در سرعت کاری آنها داشته و اختلال های پیش آمده می تواند موجب ناآرامی آنان گردد .

یکی از مهم ترین عوامل در مقایسه بین کامپیوترها ، سرعت پردازشی آنهاست . پردازنده ، معمولا به عنوان قلب کامپیوتر شناخته می شود ؛ بنابراین عملکرد مناسب این قطعه منجر به کارکرد سریع و افزایش طول عمر مفید کامپیوتر شما خواهد شد . اما اینکه چه عواملی موجب سرعت بالای پردازنده ها می شوند ، نیاز دارد که پیش از هرچیزی ، اطلاعاتی درباره پردازنده و عملکرد آن کسب نمایید . در ادامه با پارت لپ همراه باشید تا ببینید که عوامل موثر در سرعت پردازنده ، چه کاری انجام می دهند تا عملکرد کامپیوتر شما را ارتقاء دهند .

  

 

CPU یا واحد پردازش مرکزی ، یک قطعه سخت افزاری است که با تمام برنامه های نصب شده روی سیستم کامپیوتری شما در تعامل است . در واقع ، پردازنده ، وظیفه ترجمه دستورالعمل برنامه های در حال اجرا به صفر و یک بر را عهده دارد و در نهایت ، نتیجه را به دستگاه خروجی ارسال می نماید . منظور از دستگاه خروجی ، مانیتور ، پرینتر ، حافظه اصلی و ... است .

پردازنده کامپیوتر ، ساخته شده از قطعات سخت افزاری کوچک تر است که در تعامل با یکدیگر ، داده های برنامه های مختلف را به اطلاعات ارزشمند تبدیل می نمایند . بنابراین با استفاده از این قطعه محاسباتی ، برنامه ها اجرا می شوند و تغییرات مورد نظر شما روی فایل ها اعمال می گردد . پس مهم است که فرایند پردازش دستورات با چه سرعتی انجام شود ؛ سرعت اجرایی پایین ، یکی از مهم ترین دلایل ارتقاء پردازنده کامپیوتر است ، اما اگر سیستم کامپیوتری شما از چنین قابلیتی برخوردار نباشد ، احتمالا باید تغییرات اساسی در سخت افزار کامپیوتر خود بدهید .

" هسته های پردازشی " و " فرکانس پردازنده " ، دو عامل مهم در تعیین حجم اطلاعات دریافتی در یک بازه زمانی کوتاه و سرعت پردازش آنهاست . برایند سرعت هسته ها و فرکانس پردازشی ، به عنوان " سرعت پردازش " یاد می شود . " هسته های پردازشی " و " فرکانس پردازشی " دو ویژگی مجزا از هم هستند ، اما هر دو برای تحقق یک هدف ساخته شده اند ؛ افزایش سرعت پردازنده . اما کدام ویژگی از درجه اهمیت بالاتری برخوردار است ؟! 

  

 

 

هسته های پردازشی ، واحدهای پردازشی منفردی هستند که درون CPU قرار دارند . هسته پردازشی ، دستورالعمل های یک برنامه کامپیوتری را دریافت کرده و با سرعتی متناسب با فرکانس پردازشی ، شروع به اجرای دستورات کرده و نتیجه محاسباتی را به صورت موقت در حافظه رم ذخیره می نماید . نتیجه نهایی این محاسبات ، در حافظه اصلی کامپیوتر ذخیره می شود . در عصر دیجیتال که کاربران ، علاقه زیادی به اجرای همزمان چندین برنامه با هم دارند ، تعداد هسته های پردازشی متناسب با کارکرد مورد نظر آنها ، نسبت به گذشته اهمیت بیشتری یافته است .

  

 

فرکانس پردازشی یک پردازنده ، مشخص کننده سرعت واکشی دستورات و تبدیل آنها به سیگنال های الکترونیکی منطقی است . فرکانس پردازشی ، با واحد گیگاهرتز اندازه گیری می شود . هرچه فرکانس پردازشی بالاتر باشد ، سرعت پردازشی نیز بالاتر خواهد بود و برنامه ها بدون تاخیر اجرا خواهند شد ؛ اما از آنجایی که ارتقاء فرکانس پردازشی ، می تواند موجب ایجاد آسیب در ساختار پردازنده و کاهش عمر آن شود ، دانشمندان از روش دیگری برای ارتقاء بازدهی پردازنده استفاده کردند که منجر به شکل گیری فناوری پردازنده چندهسته ای شد .

 

 

اگر هنوز اقدام به خرید سی پی یو نکرده اید ، بهتر است مشخصات آن را از طریق سایت سازنده مطالعه نمایید ، اما اگر قصد دارید تعداد هسته های پردازشی و فرکانس پردازشی سی پی یو فعلی کامپیوتر خود را بررسی نمایید ، کافیست از طریق منوی ران ( ترکیب دکمه Win+R ) و تایپ دستور msinfo32 ، به system information دسترسی یابید و در بخش system summery ، روی Processor کلیک نمایید تا علاوه بر تعداد هسته های پردازشی ، فرکانس پردازشی پردازنده فعلی کامپیوتر خود را نیز مشاهده نمایید .

 

پردازنده های کامپیوترهای امروزی ، از حداقل دو هسته پردازشی برخوردارند . البته ، پردازنده ها می توانند دارای هسته های پردازشی بیشتری نیز باشند ؛ تعداد این هسته ها ، بستگی به هدف ساخت پردازنده و فناوری به کار رفته در آن دارد . به عنوان مثال ، از پردازنده یک کامپیوتر گیمینگ ، انتظار می رود که بتواند با تغییرات سریع محتوای تصویری و صوتی همگام باشد ، بنابراین ممکن است حتی هسته های پردازشی فیزیکی نیز سرعت اجرایی لازم را فراهم نگردانند . به همین دلیل ، ویژگی دیگری به نام " چند رشته ای " در پردازنده ها مطرح شد که به صورت مجازی ، تا 30 درصد ، تعداد دستورالعمل های در حال پردازش را افزایش می دهد . اما برای درک رابطه هسته پردازشی و رشته ها ، بهتر است اندکی در روال کاری پردازنده ها عمیق تر شویم .

پردازنده ، داده ها را اصطلاحا رمزگشایی می کند ، به اجرای الگوریتم های محاسباتی می پردازد و کدهای اجرایی که شامل صفر و یک های منطقی هستند را می خواند . زمانی که یک برنامه را اجرا می نمایید ، کد اجرایی برنامه ، از حافظه اصلی یا هارددیسک فراخوانی شده و در حافظه موقت یا رم نگهداری می شود . پردازنده ، با واکشی دستورات از رم ، شروع به رمزگشایی آنها به وسیله Instructoin Decoder کرده تا آنها را به سیگنال های الکترونیکی تبدیل نماید و برای اجرا ، به بخش های دیگر پردازنده ارسال کند . نتایج پردازش ها ، در حافظه هایی به نام رجیستر ذخیره می شوند تا پس از پایان فرایند پردازش فعلی ، به رم انتقال داده شده و نهایتا در حافظه اصلی ثبت گردند . این فرایند با سرعت بسیار بالایی انجام می شود .

با یک مثال ساده ، روش اجرای برنامه ها با هسته های پردازشی را شرح می دهیم . حیاط پشتی ایستگاه قطار را در نظر بگیرید ؛ برنامه هایی مانند ورد یا اکسل ، درون قطارهای باربری هستند که منتظر ورود به ایستگاه ( یک هسته پردازشی ) هستند ؛ اما همانطور که می دانید ، تمام ریل های حیاط ایستگاه که برای نگهداری قطارها به کار می روند ، به مسیر ایستگاه دسترسی ندارند . تنها تعدادی از ریل ها به فضای داخلی ایستگاه راه دارند و در مثال ما ، تنها یک مسیر به ایستگاه منتهی خواهد شد . قطارهای باربری حامل برنامه های ورد و اکسل ، به ترتیب باید وارد ریل دسترسی به ایستگاه قطار شوند تا اجرا شوند .

زمانی که پردازنده مورد نظر شما از ویژگی " چندرشته ای " برخوردار باشد ، دو مسیر از حیاط پشتی به ایستگاه قطار وجود خواهد داشت . بنابراین قطارها در دو ریل موازی ، وارد ایستگاه شده ، در نتیجه عملیات مربوط به آنها با سرعت بالاتری انجام می شود ، زیرا زمان معطلی کمتری دارند . این موقعیت ، مانند این است که هر هسته پردازشی ، در لحظه تبدیل به دو پردازنده شود .

  

همانطور که بالاتر نیز اشاره شد ، هرچه تعداد هسته های پردازشی بیشتر باشد و فرکانس پردازشی بالاتر باشد ، سرعت اجرایی کامپیوتر نیز بالاتر خواهد بود . اگر فرکانس پردازشی CPU کامپیوترتان بالا باشد ، اما هسته های پردازشی آن محدود به یک یا دو عدد باشد ، کامپیوتر شما قادر به بارگذاری و تعامل سریع با یک برنامه خواهد بود . در حالت دوم ، اگر تعداد هسته های پردازشی بیشتر از حالت پایه باشد ، اما فرکانس پردازشی پایین باشد ، در بازه زمانی یکسان با مثال قبلی ، کامپیوتر شما با سرعت پایین تر ، قادر به اجرای برنامه های بیشتری خواهد بود .

باید اشاره کنیم ، تمام کاربران به یک میزان از فرکانس و هسته پردازشی نیاز ندارند ؛ در زمینه انتخاب بهترین پردازنده برای کامپیوتر خود ، باید نوع کاربری سیستم کامپیوتری خود را در نظر بگیرید ؛ آیا قصد دارید از کامپیوتر خود برای اهداف گیمینگ استفاده نمایید یا صرفا برای استفاده شخصی ، به دنبال پردانده مناسب هستید ؟ سوال دیگری که معمولا برای کاربران پیش می آید این است که آیا می توان سی پی یو کامپیوتر فعلی را ارتقاء داد ؟

در پاسخ به این سوالات باید به این مسئله اشاره کرد که کیس های کامپیوتری ، به دلیل برخورداری از سخت افزار حرفه ای تر و فضای فیزیکی بیشتر ، معمولا قدرت پردازشی بالاتری را نسبت به لپ تاپ ها دارند . بنابراین ، حتی پردازنده های پایه در چیدمان سخت افزاری آنها ، قدرت و فرکانس پردازشی قابل توجهی را در اختیار کاربران قرار می دهند و به دلیل بهره مندی از سیستم خنک کننده بهتر ، به پردازنده این امکان داده می شود که مدت طولانی تری را بدون داغ شدن به کار ادامه دهد . همچنین ، پردازنده کیس کامپیوتری ، معمولا به راحتی قابل تعویض و ارتقاست .

 

 

 

با ورود واقعیت مجازی (AR) به دنیای گیمینگ ، دنیای بازی های کامپیوتری ، نسبت به گذشته پیچیده تر شده و به نظر می رسد که با پیشرفت روز به روز فناوری ساخت بازی ها ، تجربه بازی کاربران نیز بهبود قابل توجهی داشته است . تمام ویژگی های جدیدی که اضافه می شوند تا تجربه های نزدیک به واقعیت را برای بازی کنان رقم بزنند ، نیاز به یک پردازنده قدرتمند دارند . بسیاری از بازی ها ، با استفاده از حداقل یک تا چهار هسته پردازشی ، اجرا می شوند . بنابراین ، انتخاب یک پردازنده حداقل چهار هسته ای ، شما در زمین بازی نگه می دارد ، اما اگر یک گیمر حرفه ای هستید ، می توانید با خرید یک پردازنده شش الی هشت هسته ای ، گیم پلی روان تری را تجربه نمایید . فرکانس پردازشی مناسب برای گیمینگ ، 3.5 الی 4.0 گیگاهرتز است ، اما این موضوع نیز مهم است که پردازنده مورد نظر شما ، در عملکرد تک رشته ای نیز ، عالی عمل کند ؛ منظور از این گزاره ، این نیست که پردازنده تک رشته مناسب گیمنگ باشد ، بلکه منظور این است که هر رشته به تنهایی ، قابلیت اجرا شدن با سرعت مناسب را داشته باشد و پردازنده به صورت بهینه این کار را انجام دهد . 

بازی های ویدئویی ، شما را به ابعاد دیگر از دنیا می برند و به شما اجازه می دهند که در محیط های غیر واقعی ، تجارب جدیدی کسب نمایید ، پس اجازه ندهید که عدم انتخاب پردازنده درست ، شما را از جادوی دنیای بازی دور کند .

 

 

پردازنده دو هسته ای ، معمولا انتخاب فوق العاده ای برای کامپیوترهای اداری است . این پردازنده ها ، معمولا از ویژگی چندرشته ای نیز برخوردارند که موجب می شود به راحتی چند برنامه را اجرا نمایید . پردازنده چهار هسته ای ، برای کیس کامپیوتری اداری ، به شما کمک می کند که قدرت اجرایی سیستم خود را به سطح بالاتری انتقال داده و ثبات اجرایی بسیار بهتری را تجربه نمایید .

اما اگر از آن دسته از کاربرانی هستید که به جز کارهای روزمره ، به اجرای برنامه های تخصصی مانند برنامه های ویرایش ویدئو یا طراحی سه بعدی و انیمیشن سازی نیز می پردازید ، می توانید با تهیه یک پردازنده حداقل شش هسته ای با فرکانس پردازشی متناسب ، خیال خود را از بابت پایداری سیستم و سرعت اجرایی بالا ، راحت نمایید .

 

  

 

کامپیوترهای سطح بالا یا سوپرکامپیوتر ها ، به کامپیوترهایی گفته می شود که برای اهداف بسیار پیچیده و اجرای برنامه های مرتبط با داده های اطلاعاتی حجیم استفاده می شوند . کاربران سطح بالا ، معمولا مهندسان داده ، محققین و کاربران دولتی و نظامی هستند . این کامپیوترها ، وظیفه دارند که دائما برنامه های سنگین تخصصی را اجرا نمایند و داده ها را پردازش کرده و نتایج را ثبت نمایند . این سیستم ها به چند پردازنده با سرعت بسیار بالا نیاز دارند که از حوزه این مقاله خارج است .