واحد پردازش مرکزی (CPU) چيست ؟

دنيای کامپيوتر ، دنيای وسيعی است که هميشه ميتواند نکات جديدی را در آن آموخت. گر چه اين نکات ممکن است در نگاه اول ساده به نظر برسند ، ولی چه بسا همين نکات ساده بتواند برای بسياری از افراد راهگشا و آموزنده باشد.
به مدار های مجتمعی که وظيفه پردازش اطلاعات و انجام محاسبات مورد نياز يک کامپيوتر را بر عهده دارد واحد پردازش مرکزی ، CPU ، پردازنده ، پراسسور يا ميکرو پراسسور می گويند و يک کامپيوتر می تواند از يک يا چند پردازنده تشکيل شده باشد. CPU مغز هر کامپيوتر محسوب ميشود و عمده وظايف محاسباتی و پردازشی هر کامپيوتر را بر عهده دارد. پردازنده ، در واقع يک ويفر کوچک سيليکونی است که با انباشت حساب شده ی مواد مختلف بر روی آن به مداری کامل ، متشکل از چند هزار و يا چند ميليون ترانزيستور ظريف تبديل شده است.
مروری بر تاريخچه پردازنده ها
اولين پردازنده در سال 1970 با نام 2004 توسط شرکت اينتل عرضه گرديد و تا امروز نيز اين شرکت عمده ترين سهم بازار پردازنده را در دست دارد ؛ هر چند که با ورود شرکت های همچون موتورلا ، AMD ، سايريکس و غيره به اين بازار ، ديگر اينتل يکه تاز اين عرصه نيست و بازار بين رقبا تقسيم شده است.CPU های شرکت موتورلا داری ساختاری ويژه و انحصاری هستند و در نتيجه با پردازنده اينتل سازگار نيستند ، در حالی که CPUهای عرضه شده از سوی دو شرکت AMD و سايريکس کاملا با CPU های اينتل سازگار مي باشند و تمام نرم افزار هايی که CPU های اينتل قابل اجرا مي باشند، با CPU های AMD و سايریکس نيز اجرا می گردند. CPUهای سایريکس از کيفيت و عملکرد چندان مطلوبی برخوردار نيستند و در ميان انواع CPUها از قيمت پايين تری نيز برخوردارند. در حالی که CPU های ساخت AMD در عين برخورداری از قيمتی پايين تر ، در بسياری موارد حتی از CPUهای گران اينتل ، خود را برتر نشان داه اند.
CPU ها برای انجام وظايف خود مرتبا مجبورند با حافظه تبادل اطلاعات نمايند. اين در حالی است که از يک سو ، هميشه سرعت پردازنده های مرکزی بيشتر از سرعت انتقال اطلاعات روی مادربرد بوده است و از سوی ديگر حافظه رم روی مادربرد قرار دارد و نه دورن پردازنده و در نتيجه سرعت حافظه رم نيز از سرعت انتقال اطلاعات روی مادربرد پيروی می کند. علاوه بر اين حافظه رم حافظه ای عمومی است که توسط ساير اجزا سيستم نيز مورد استفاده قرار ميگرد. برای رفع اين مشکل و افزايش سرعت پردازش اطلاعات ، نوعی حافظه به نام حافظه Cashe لايه اول و دوم (L1,L2)در درون CPU ها تعبيه شد که سرعت آن با سرعت CPU برابر است. حافظه Cashe تنها در اختيار پردازنده مرکزی قرار دارد و ساير تجهيزات حق استفاده از آن را ندارند.تا پيش از ظهور CPU مدل 80486DX تمام پردازنده ها بدون حافظه Cashe عرضه می شدند و برای اولين بار اين پردازنده بود که از حافظه Cashe لايه يک ( L1 )به صورت داخلی بهره گرفت. برای جلوگيری از افزايش قيمت ، در آن زمان به همين یک Cashe داخلی بسنده شد و Cashe لايه 2 (L2) بر روی مادربرد نصب گرديد. قرار گرفتن cashe لايه 2 بر روی مادربرد از سرعت آن در مقايسه با Cashe لايه 1 بسيار ميکاست ولی باز هم وجود آن در سيستم بی تاثير نبود. با ظهور پردازنده های پنتيوم پرو و پنتيوم 2 ، تکنولوژی آنقدر پيشرفت نموده که بتوان Cashe لايه دوم را نيز بدون افزايش قابل ملاحظه قيمت درون پردازنده جای داد و از آن پس تمام پردازنده ها ، هر دو سطح حافظه Cashe را درون خود جای دادند.با شدت گرفتن بازار ، رقابت بين توليد کنندگان پردازنده ها افزايش يافت، شرکت اينتل که ميديد قيمت پايين تر پردازنده های AMD ميرود مشتريان را به سوی خود جلب نمايد، پردازنده های سلرون را عرضه نمود که در عين برخورداری از سرعت ساعت پردازنده های پنتيوم قيمت پايين تری داشتند.شرکت AMD نيز برای عقب نماندن از قافله ، اقدام به توليد پردازنده های Duran کرد. تفاوت عمده پردازنده های سلرون و Duran با پردازنده های اصلی خود ، در شکل بسته بندی ، ميزان حافظه Cashe لايه دوم و سرعت تبادل اطلاعات بين اين Cashe و پردازنده ميباشد که البته اين خود تفاوت کوچکی نيست و در سرعت واقعی و عملکرد کامپیوتر نقش موثری دارد.
محسن وزیری