İşlemci türleri ve hızları

Mikroişlemci, kişisel bilgisayarın verilerin gerçek işlenmesini gerçekleştiren bileşenidir. Bir mikroçipe uyan ve basit talimatları çok hızlı bir şekilde yürüten çok karmaşık bir anahtarlama devresine sahip merkezi bir işlem ünitesidir (CPU).

Mikroişlemcinin entegre devre paketi milyonlarca transistör ve bu malzemeden yapılmış diğer bileşenleri içeren bir silikon çip içerir. Çipin transistörleri çok küçük olduğundan, az miktarda yüksek voltaj akımı (statik elektrik gibi) bile bir çipi yok edebilir.

Bu nedenle, tüm büyük ölçekli entegre devreler statik elektrik çarpması olasılığını en aza indirecek şekilde kullanılmalıdır.

Bu kadar küçük bir alanda çok fazla devre depolandığında, mikroçipler çok fazla ısı üretir ve çipin aşırı ısınmasını önlemek için soğutma sistemleri gerektirir. Bilgisayar anakartlarında, CPU çipi, soğutma fanlarından gelen hava akışının ısıyı uzaklaştırmasına izin vermek için büyük, kanatlı bir metal soğutucu ile kaplıdır.

Genel olarak, bir mikroişlemcinin, birlikte çalışan diyotlar, transistörler ve dirençler gibi binlerce küçük bileşenden oluşan küçük bir silikon çip içine entegre edilmiş bir CPU olduğunu söyleyebiliriz.

İşlemci türleri

Hem Intel hem de AMD çeşitli sistemler için işlemci üretiyor. Intel, masaüstü bilgisayarlar için Core, Pentium, Atom ve Celeron işlemci ailelerini üretirken, diğer tarafta AMD Athlon, Sempron ve Ryzen işlemcilerini buluyoruz.

Intel veya AMD tarafından üretilen her işlemcinin belirli işlevleri vardır ve bir ofiste PC veya iş istasyonu gibi belirli sistemler sağlar. Her işlemci, monte edilmiş, sıfırdan oluşturulmuş veya güncellenmiş olsun, belirli bir bilgisayara uyum sağlar.

Bilgisayarlarda en sık kullanılan CPU Intel tarafından üretilir. IBM, orijinal IBM PC için Intel 8088 yongasını seçtiği için, çoğu PC klonu Intel serisi CPU'lardan herhangi birini kullanmıştır.

Apple'ın Macintosh serisi orijinal olarak Motorola 68000 serisi mikroişlemciler kullandı, ancak Motorola CPU'lar Intel CPU'lardan farklı bir talimat seti kullanıyor, bu yüzden PC yazılımını bir Mac'te çalıştırmak ya da tam tersi (ancak veri dosyalarının aktarılması sorun değildir.)

Farklı mikroişlemci türleri aşağıda açıklanmaktadır.

8085 mikroişlemci

Wikipedia üzerinden resim

8085 mikroişlemci 1977 yılında Intel tarafından NMOS teknolojisi yardımıyla tasarlanmıştır.

Bu mikroişlemcinin konfigürasyonları 8 bit veri yolu, 64 bit'e kadar 16 bit adres veriyolu, 16 bit sayaç ve yığın işaretçisi (SP). Altı bitlik kayıtlar BC, DE ve HL çiftinde düzenlenmiştir. 8085 mikroişlemci 5 voltluk bir güç kaynağı gerektirir.

8086 mikroişlemci

Vikipedi üzerinden resim

Bu mikroişlemci ayrıca Intel tarafından tasarlanmıştır. 20 adres veriyolu hattı ve 1 MB depolama alanına sahip 16 veri hattı olan 16 bit işlemcidir. 8086 mikroişlemci, çarpma ve bölme gibi işlemlerin kolayca yapılmasını sağlayan güçlü bir talimatlar dizisinden oluşur.

8086 mikroişlemcinin, maksimum mod ve minimum çalışma modu olan iki çalışma modu vardır. Maksimum çalışma modu, birden fazla işlemcisi olan sistem için kullanılır. Minimum çalışma modu, tek işlemcili sistem için kullanılır. Bu mikroişlemcinin özellikleri aşağıda açıklanmaktadır.

8086 mikroişlemcinin özellikleri

Mikroişlemcinin en önemli özellikleri şunlardır:

Bu mikroişlemcinin performansını artırmak için , borularda talimat alma ve yürütme aşamasında olan iki işlem vardır: Getirme döngüsü, verileri 6 baytlık talimatlarda aktarabilir ve bir satırda saklanabilir. 8086 mikroişlemci 2900 transistörden oluşur ve 256 vektörize kesmeye sahiptir.

Mikroişlemcide saat hızı

Saat hızı, Hertz (Hz) adı verilen saniyedeki devir birimi cinsinden ölçülür. Bilgisayar panoları ve CPU'ları milyonlarca ve milyarlarca hertz, megahertz (MHz) ve gigahertz (GHz) hızında çalışır.

Intel ve AMD işlemciler farklı dahili tasarımlar kullanır, bu nedenle örneğin 2, 4 GHz AMD işlemciyi 3, 0 GHz AMD işlemciyle karşılaştırmak 3, 0 GHz AMD işlemcinin daha hızlı çalıştığını gösterir; Ancak AMD ve Intel tarafından üretilen iki 2.4GHz işlemciyi karşılaştırmak hangisinin daha hızlı çalıştığını kesin olarak belirlemez.

İşlemci çalışmak için bir görevi birkaç aşamaya ayırır. Intel işlemcileri tipik olarak görevleri tamamlamak için AMD işlemcilerinden daha fazla aşama yapar ve bu nedenle daha fazla iş yapar ve daha uzun sürer.

Bir anakart üzerindeki dijital yongalar, anakart üzerindeki saat sinyali (darbeler dizisi) ile birbirleriyle senkronize halde tutulur.

Bunu bilgisayarın "kalp atışı" olarak düşünebilirsiniz. Saat ne kadar hızlı olursa, bilgisayar o kadar hızlı çalışır; ancak saat yongaların hızından daha hızlı çalışamaz, çünkü bu durumda başarısız olurlar.

Yonga teknolojisi geliştikçe, yongaların çalışma hızı da artmıştır. CPU, anakartın geri kalanından daha hızlı çalışır (CPU hızının bir kısmında senkronize edilir).

Hız artırın

Ancak, bir işlemci için pazar ararken, göz önünde bulundurulması gerekenlerin bir listesi vardır. Geleneksel olarak, çoğu tüketicinin gördüğü tek şey tam Gigahertz gücüdür.

Bu insanların çoğu muhtemelen ne anlama geldiğini bile bilmiyor (bir işlemcinin milyarlarca saniye içinde tamamladığı saat döngüsü sayısı), ancak karşılaştırılması kolay bir şey.

Son birkaç yıl ek bir özellik getirdi: hızlanma hızı. Çoğu grafik ve işlem birimi artık bir saat hızına ve bir "yükseltme hızına" sahiptir. Intel buna Turbo Boost diyor; AMD buna Saat Hızı diyor.

Bu yeni mikroişlemci teknolojisi otomatik olarak performansı artırır, çekirdeklerin hızını arttırır ve böylece daha iyi verimlilik sağlar.

Mikroişlemci sınıflandırması

Temel olarak 5 mikroişlemci sınıflandırması kabul edilir:

CISC

Siparişler diğer düşük seviyeli faaliyetlerle birlikte yürütülebilir. Esas olarak bellek kartına / kartından veri yükleme, indirme ve kurtarma görevini yerine getirir. Bunun dışında, tek bir komutta karmaşık matematiksel hesaplamalar da yapar.

Bu işlemci, program başına talimat sayısını en aza indirmek ve talimat başına döngü sayısını yok saymak için tasarlanmıştır. Derleyici, üst düzey bir dili derleme düzeyindeki dile çevirmek için kullanılır, çünkü kodun uzunluğu nispeten kısadır ve yönergeleri saklamak için ek RAM kullanılır.

CISC işlemci mimarisi

Büyük programlarda daha fazla depolama alanı gerektiğinden , bellek maliyetini düşürmek için bellek maliyetini düşürmek üzere tasarlanmıştır. Program başına bu talimat sayısını aşmak için, işlemleri tek bir komutla birleştirerek komut sayısını azaltabilirsiniz.

CISC İşlemci Özellikleri

Bu işlemci farklı adresleme modlarından oluşur:

Çok sayıda talimatı var Bir talimatın yürütülmesi birkaç döngü sürer Talimat kodlama mantığı karmaşıktır Bir talimat gerektiğinde çoklu adresleme modları

RISC

RISC, Azaltılmış Yönerge Seti Bilgisayarı'nın kısaltmasıdır ve bilgisayarın yönerge kümesini basitleştirerek yürütme süresini azaltmak üzere tasarlanmıştır.

Bu tür yongalar, mikroişlemcinin belirli bir komut içinde küçük görevleri yerine getirebileceği işleve göre üretilir. Bu şekilde, daha fazla komutu daha hızlı bir şekilde tamamlayın.

Mikroişlemcide, her komut seti sonucu tekdüze çalışma zamanında uygulamak için yalnızca bir saat döngüsü gerektirir. Bu nedenle, daha fazla kod satırı için verimliliği azaltır, bu nedenle talimatları saklamak için ek RAM gerektirir. Derleyici, ayarlanan üst düzey dil komutunu bir bilgisayar diline dönüştürmek için kullanılır.

RISC işlemci mimarisi

Bu tür işlemci son derece optimize edilmiş talimat seti için kullanılır ve RISC işlemci uygulamaları enerji verimliliği nedeniyle taşınabilir cihazlar içindir. Bu işlemcinin özellikleri aşağıda açıklanmaktadır.

RISC İşlemci Özellikleri

RISC işlemcisinin temel ve önemli özelliklerinden bazıları şunlardır:

RISC işlemcisinde basit talimatlar vardır Kayıt sayısı ve daha az transistörden oluşur Bellek konumuna erişmek için yükleme ve depolama talimatlarını kullanın Bu işlemcinin bir döngü çalışma süresi vardır

süperskalar

Bu, aynı anda birden çok görevi gerçekleştirmek için donanımı mikroişlemciye kopyalayan bir işlemcidir. Aritmetik ve çarpan olarak kullanılabilirler. Birden çok işletim birimine sahiptirler ve bu nedenle birden fazla komut yürütürler ve işlemcideki gereksiz işletim birimlerine sürekli olarak birçok talimat verir.

ASIC

Genel amaçlardan ziyade özel amaçlar için kullanılır. Başlangıçta ASIC'ler kapı matrisi teknolojisini kullandılar. Modern ASIC'lerde genellikle 32 bit işlemciler, Flash, RAM blokları, ROM, EEPROM ve diğer modül türleri bulunur.

DSP (Dijital Sinyal İşlemci)

Videoları kodlamak ve kodunu çözmek veya dijital videoları analog ve analogdan dijitale dönüştürmek için kullanılırlar. Matematiksel hesaplamalarda mükemmel olan bir mikroişlemciye ihtiyaç duyarlar. Bu işlemcideki yongalar sonarlarda, radarlarda, ev sineması ses cihazlarında, cep telefonlarında ve televizyonlarda kullanılır.

İşlemciyi hızlı ve kolay bir şekilde nasıl seçeceğinizi okumanızı öneririz

Bu işlemci için gereken bileşenler programlanmış bir bellek, veri belleği, giriş / çıkış ve bir bilgisayar motorudur. Bu işlemci analog sinyali dijital olarak işlemek için tasarlanmıştır. Bu işlem düzenli aralıklarla yapılır ve gerilimi dijital forma dönüştürür.

Bu işlemcinin uygulamaları ses ve müzik üretimi, video sinyallerinin işlenmesi ve 2D ve 3D grafiklerin hızlandırılmasıdır. Bu işlemcinin örneği TMS320C40.

Özel İşlemciler

Bazı özel işlemciler için özel işlemciler tasarlanmıştır ve bazıları aşağıda açıklanmıştır.

yardımcı işlemci

Pratik işlevi normal mikroişlemcilerden çok daha hızlı işleyebilir. Yardımcı işlemcinin örneği matematiksel yardımcı işlemcidir ve bazıları 8087'dir; 8086 ile kullanılır; 80286 ile kullanılan 80287; ve 80386 ile kullanılan 80387.

Giriş / çıkış işlemcisi

Bu işlemcinin kendi yerel belleği olacaktır. I / O cihazlarını CPU'nun katılımıyla kontrol etmek için kullanılır. Giriş / çıkış işlemcisine örnek olarak DMA kontrolü, klavye ve fare kontrolü, grafik ekran kontrolü ve SCSI bağlantı noktası kontrolü verilebilir.

Transputer

Bu işlemcinin ayrıca kendi yerel belleği vardır ve ayrıca işlemciler arasındaki iletişim için bir alıcıyı diğerine bağlamak için bağlantıları vardır.

Alıcı, tek işlemci sistemi için kullanılır veya inşaat maliyetlerini azaltmak ve performansı artırmak için harici bağlantılara bağlanabilir. Bu işlemcinin bazı örnekleri T800, T805 ve T9000 gibi kayan noktalı işlemcilerdir.

Hız önemli mi?

Her faktör önemlidir ve hız daha az işe yaramayacaktı. Ancak farklı mimariler arasındaki hızı (GHz veya MHz) karşılaştıramayız. Bir Pentium 4'ü 2.8 GHz'de son yıllardaki Pentium ile aynı frekansta eşitlemek bir hatadır. IPC'deki evrimsel sıçrama (döngü başına talimatlar) uçsuz bucaksızdır.

En doğru şey, her işlemciyi kategorisine göre sınıflandırmak olacaktır. Ayrıca, "sıkı bir bütçeye" sahip olmanız nedeniyle PC'nizi düşük kaliteli bir işlemciyle donattığınızı ve daha yüksek kaliteli bir işlemciye yükseltme yapana kadar çekmeye devam eden durumlar bulabiliriz.

Intel Pentium & Celeron / AMD Ryzen 3 / APU

Bu hıza sahip işlemciler temel günlük günlük etkinlikler için idealdir, örneğin: e-posta, web'de gezinme, ofis paketi ve hatta medya / HTPC merkezleri olarak mükemmel performans. Pentium'larda Ryzen 3 ve APU, iyi bir grafik kartı ile donatılmışsa 720p veya 1080 çözünürlükte oynarken harika bir performans verebilir.

Intel Core i3 / AMD Ryzen 5 Dört Çekirdekli

Bu hız aralığı, web'e göz atma, e-postalarla çalışma, hasta yönetim sistemleri gibi işletme programlarını çalıştırma ve genel olarak çoklu görevler için mükemmel şekilde uygundur. Bu kategori, ortalama bir ofis bilgisayarı veya Oyun Bilgisayarlarına çok para harcamak istemeyen, ancak ileride bilgisayarlarını yükseltmek isteyen kullanıcılar için iyi çalışır.

Şu anda sekizinci nesil Intel Core i3 bize bir artı performans (yedinci nesle kıyasla) veren 4 çekirdeğe sahip ve Nvidia GTX 1050 Ti veya 3 veya 6 GB GTX 1060 ile bize çok sevinç verebilir. Ayrıca ilginç olan, 4 × 4 işlemci olarak çok iyi çalışan dört çekirdekli AMD Ryzen 5 1400. AMD Ryzen 5 1600 / 1600X oyun ve akış için mükemmel olsa da, bunları 3, 9 veya 4 GHz'de hız aşırtmak çok zor değil.

Intel Core i5 / Intel Core i7 ve AMD Ryzen 7

Ana platform içinde aralığın en iyisi var. Süper güçlü bir bilgisayara ihtiyacınız varsa, en yüksek taleplerde oynamak, süper güçlü veritabanları ve multimedya düzenleme ile çalışmak için ideal, yüksek performanslı bir bilgisayara sahip olmanız gerekir. Şahsen, 8. nesil Intel Core i7 ve AMD Ryzen 7 serisi (3.8 veya 4 GHz overclock ile), oyun ve çalışma için acımasız performans sağlar.

Kuşkusuz, Intel Core i9 veya AMD Threadripper gibi çok daha yüksek miktarda hevesli bir platform için mükemmel bir seçenektir. Bununla işlemciler hakkında bilmeniz gereken tüm ayrıntılarla ilgili yazımızı bitiriyoruz. Bunlar arasında var olan türler ve hızlar?