همه چیز در مورد سی پی یو

Core یعنی چه؟ هسته یعنی چه؟
شاید چند سال قبل, برای شرکت های بزرگی مثل اینتل و یا AMD برای اینکه رضایت مشتریان رو جلب کنند در صدد این بودن که پردازنده های جدید با سرعت بالاتر رو روانه بازار کنند اما به دلیل اینکه نمیشه سرعت کلاک پالس یک پردازنده را بیشتر کرد پس به همین دلیل این شرکت ها تکنولوژی جدید چند هسته ای رو رونمایی کردند.در کل لازمه که بگم ما دو نوع هسته داریم:
۱٫هسته فیزیکی یا همون واقعی
۲٫ هسته مجازی یا Threading.
هسته فیزیکی همون چیزی هست که زمانی که مثلا لپ تاپ یا pc رو میخرین به شما میگن که این ۲ هسته یا ۴ هسته ای هست.که در کل یعنی اینکه به فرض مثال CPU کامپیوتر شما دارای ۲ هسته هست که با قدرت و فرکانس مخصوص به خودشان کارشان را انجام می دهند.خوب حالا من با مثالی برای شما کار این هسته ها را باز میکنم .شما فرض کنید که یک CPU دو هسته ای دارای ۲٫۴GHz گیگاهرتز سرعت میباشد خوب این یعنی اینکه ۲ عدد سی پی یو با سرعت مجزای ۲٫۴ گیگاهرتز یعنی هر کدام از این هسته ها(سی پی یو ها) دارای ۲٫۴ گیگاهرتز سرعت هستند, در یک بسته دارن کار میکنن و این رو هم بدونین که کار این هسته به هسته دیگر هیچ ربطی ندارد و هر کدام کار خودشان را انجام میدهند.
هسته مجازی یا Thread چیست؟
خوب حالا که فهمیدیم هسته واقعی یا فیزیکی چیست باید ببینیم که مجازی چیست و چه کار میکند؟شاید بعضی از شماها با برنامه CPU-Z کار کرده باشین.در قسمت سربرگ CPU این برنامه که برین در انتهای صفحه دو کادر وجود دارد که یکیش نوشته Cores و یکی دیگش نوشته Threads که Cores که همان هسته های واقعی هستن و قسمت Threads هم همان هسته های مجازی هستن که به فرض مثال الان در لپ تاپ من این عدد دو برابر هسته واقعی یعنی Cores هست.
خوب حالا گذشته از این برنامه به طور خلاصه میگم که هسته های واقعی تقسیم میشن به هسته های مجازی که به این عمل Hyper Threading میگن. که در ادامه این را توضیح میدهم.
یک پردازنده یک هسته ای رو در نظر بگیرین که کلی برنامه رو قراره که اجرا کنه پس خیلی کار سخت میشه.اما حالا فرض کنین در کنار این دو هسته یک هسته دیگر هم بیاد خوب یقینا کار اسانتر و باز با قرار گرفتن دو هسته و همینطور بیشتر کارها اسانتر میشود ولی ایا میدونین چرا؟
در CPU هر هسته همزمان فقط میتونه یک کار رو انجام بده یعنی یک هسته نمیتونه در عین واحد هم برنامه فتوشاپ رو پردازش کنه و هم برنامه گوگل کروم و …پس باید مثلا اول فتوشاپ رو باز کنه بعد بره سراغ کروم و موزیک پلیر و …پس در نتیجه کار برای یک هسته خیلی سخت میشه ولی حالا فرض کنید که یک هسته دیگر هم به کمکش بیاد و باز هم دو هسته دیگر …که در نتیجه حالا با چهار هسته همزمان میتونین رو چهار تا دستوری که شما دادین مثل همین فتوشاپ و کروم و ….کار کرد; پس خیلی سریع تر میشه.یعنی در کل کارها بین هسته ها تقسیم میشه و بازدهی و سرعت میره بالا.
خوب حالا که خوب متوجه شدین باید بگم که این هسته های مجازی یا Thread چیست؟ همینطور که گفته شد هر هسته میتونه فقط یک دستور العمل را اجرا کنه و این یعنی اینکه مثلا برنامه دوممان مثل موزیک پلیر باید منتظر اجرای دستور عمل مثلا فتوشاپمان باشد و این یعنی کاهش سرعت یعنی اگه ما ۴ هسته داشته باشیم در کل میتوانیم ۴ دستور یا همان برنامه را در عین واحد انجام دهیم.اما شرکت اینتل با تکنولوژی Hyper threading توانست که کاری کند که این هسته های واقعی به هسته های مجازی تقسیم شوند.یعنی اگه ما یک CPU چهار هسته ای واقعی داشته باشیم این چهار هسته هر کدام به دو هسته دیگر تیدیل میشنود.یعنی ما ۴ هسته واقعی و چهار هسته مجازی داریم که در کل میشه ۸ هسته.یعنی با این کار سرعت PC یا لپ تاپمان بالا میرود و مثلا کامپیوتر ما همزمان میتواند ۸ برنامه رو انجام دهد حتی مثلا اگه یک برنامه هنگ کنه دیگه رو برنامه های دیگه تاثیر نداره و برنامه های دیگه کارشون رو انجام میدهند.البته این تکنولوژی Hyper threading برای یک مدتی کنسل شد اما دوباره در پردازنده های Core i7 سر و کلش پیدا شد.
لازم به ذکره که بگم نرم افزار یا سیستم عامل که دستور رو به پردازنده می فرسته باید این تکنولوژی رو ساپورت کنه که البته تقریبا اکثرا ساپورت میکنن و در اخر این رو هم بگم که با وجود این تکنولوژی سیستم برای اجرای نرم افزار ها فکر میکنه که هسته های مجازی هم جز هسته های واقعی هستند.
نسل های جدید اینتل دارای Core هستند مثل Core 2 duo , Core 2 Quad.و همچنین نسل های جدیدتر Core i3, Core i5, Core i7 را هم شنیده اید.البته قبل از این پردازنده ها مدل های Celeron و Pentium بودن.که حالا با وجود پردازنده های Core دیگه اینا قدیمی شده اند.طبق خوانده های من اولین پردازنده دو هسته ای را شرکت IBM ساخت که البته طبق گفته های شرکت AMD او میگوید که اولین دو هسته ای را او ساخته.که در کل این پردازنده دو هسته ای دارای سرعت کلاک ۱٫۱GHz تا ۱٫۹GHz بود.
هرکدام از این مدل پردارنده ها مثل همین Core i7 و core i5 دارای انواع و اقسام و مدل ها و معماری ها و نسل هایی هستند.که حتما برای خرید اینها رو بدونید.مثلا به فرض مثال برای خرید حتما باید بدونید که فلان پردازنده Core i7 دارای چه سرعتی یا مال چه نسلیه یا کدوم رو بخرین یا نخرین؟؟؟؟؟؟؟پس حتما ادامه مطلب رو بخونین.من در ادامه مطلب یه توضیح مختصری در مورد یکسری از اینها میدم تا زیاد سر درگم نشین.

• برای مشکلات کامپیوتری خود با بخش رایانه کمک مرکز امداد رایانه تماس بگیرید

  برای مطرح نمودن سوالات موبایلی خود با موبایل کمک تماس بگیرید

تکنولوژی توربو بوست Turbo Boost در Core i7 چیست؟
شاید خیلی از شماها واژه توربو رو در بازی های ماشین شنیده باشین که به این صورت که برای یک مدتی سرعت ماشینتان با این توربو Turbo بالاتر میرود و این تکنولوژی در پردازنده ها هم این قابلیت رو داراست یعنی اینکه شما میتوانید بیشتر از سرعت CPU از ان کار بکشید.قبل از اینکه این تکنولوژی را برای شما باز کنم در ابتدا بگم که کلاک پردازنده(CPU) یعنی همان سرعتی است که پردازنده یا همون سی پی یو شما میتونه اطلاعات رو پردازش کنه که این سرعت را با GHz نشان میدهند مثلا مثل اینکه میگن سرعت این سی پی یو ۲٫۹GHz هستش.حالا فرض کنید که این سرعت بالاتر رود پس خیلی خوب میشود.
خوب ما در کل دو نوع اورکلاک پردازنده داریم :۱٫دستی ۲.اتوماتیک
به زبان ساده بهتون بگم که بعضی از افراد خبره و حرفه ای با دستکاری کردن در نرم افزارها و سخت افزار باعث بالا رفتن سرعت پردازنده شان از سرعت مجازشون میشوند.که به این عمل اورکلاک دستی میگویند میگویند که من واقعا از شما درخواست میکنم که به هیچ عنوان اگر حرفه ای و خبره نیستین این کار را انجام ندهین چون اگر جز افراد عادی باشین با این کار به سی پی یو اسیب جدی و حتی شاید باعث سوختن ان شوید.
حالا ما میرسیم سراغ اورکلاک اتوماتیک که به این تکنولوژی Turbo Boost میگویند.فرض کنید شما یکسری دستور را به پردازنده میفرستین و در این هنگام پردازنده باید این دستورات و اطلاعات را پردازش کند اما در این هنگام سی پی یو احساس میکند که با سرعت تعریف شده و مجاز خودش, از پس این کار بر نمی اید و به همین خاطر CPU سرعت کلاک خود را تا حدی مشخص به طور اتوماتیک بالا میبرد ولی توجه داشته باشید که دیگر به فرض مثال کسی نیست که این عمل را انجام دهد و به طور اتوماتیک هر وقت که احتیاج به سرعت بالاتر دارد را انجام میدهد.که تکنولوژی را Turbo Boost میگویند که یعنی اورکلاک اتوماتیک.. اما این را بدونین که این تکنولوژی بسته به نوع پردازنده میباشد یعنی اینکه بسته به نوع و معماری ساخت CPU میباشد و شاید یک سی پی یو قدرت کمتری در انجام اینکار را دشته باشد.
حافظه کش چیست؟
در ابتدا باید بگویم که کار رم در کامپیوتر چیست؟ برای دسترسی سریع تر پردازنده به اطلاعاتی که زیاد استفاده میشوند رم مورد استفاده قرار میگیرد.یعنی اینکه شما فرض کنید از یکسری از اطلاعات و برنامه ها زیاد استفاده میکنین که این اطلاعات به صورت خودکار در رم قرار میگیرد تا پردازنده برای دفعات بعد مجبور نباشد که به هارد دیسک برود چون با این کار سرعت پردازنده کم میشه که با وجود رم به سرعت افزوده میشه پس هر چه مقدار حافظه Ram کامپیوتر رومیزی یا همون لپ تاپ تان بیشتر شود به همون میزان هم به مقدار اطلاعاتی که میتونن توش ذخیره بشن بیشتره میشه که خود این باعث میشه تا پردازنده کمتر به داخل هارد وارد بشه و به همین دلیل افزایش سرعت را میبینید.
حالا میرسیم سراغ حافظه کش Cash.. کش ها هم مثل رم ها کار میکنند.پردازنده ها دارای ۳ سطح از از حافظه کش ها هستند که در خودشان جاساز شده:سطح ۱ و سطح ۲ و سطح ۳ که به این انگلیسی بهشون میگن L1 Cashe , L2 Cashe, , L3 Cash که L همان سطح میباشد.به زبان ساده بگم که پردازنده ابتدا اطلاعات تکراری رو در L1 یعنی سطح ۱ بعد که پر شد در L2 یا همون سطح ۲ و در اخر اگه دیگه جا نبود در L3 یا همون سطح ۳ اطلاعات رو دخیره میکنه.ولی در کل بگم که پردازنده برای دسترسی و پردازش به اطلاعات یا مثلا همون برنامه ها ابتدا سراغ کش ۱ بعد کش ۲ بعد کش ۳ بعد سراغ رم و در اخر سراغ هارد دسک میرود پس هر چی حافظه کش بیشتر باشه پس مقدار بیشتری برنامه رو میتونه ذخیره کنه تا سی پی یو بهش دسترسی پیدا کنه.حافظه کش هوشمند یا همون اشتراکی در پردازنده های دو یا چند هسته ای استفاده میشه به این صورت که یک حافظه کش با مقداری مشخص در نظر میگیرن که برای هر دو هسته هست . یعنی برای یک هسته یک کش و برای دیگری یک کش مجزا نمی سازند . این حافظه کش هوشمند به صورت اتوماتیک و بسته به نیاز هر هسته ، بین هسته ها تقسیم میشه . یعنی شاید در آن واحد یک هسته احتیاج به کش بیشتری داشته باشه پس سهم بیشتری رو از آن خودش می کنه .فرض کنید مثلا برای پردازنده های core i7 مقدار کش اشتراکی سطح ۳ مقداری بین ۴ تا ۱۵ مگا بایته . حالا ما در نظر میگیریم ۶ مگ کش . در اینجا اون هسته ای که یک برنامه ای که قوی تر است رو اجرا میکنه که احتیاج به ۵ مگ کش داره که اون رو در نظر میگیره و اون یک مگ کش دیگه هم میمونه برای هسته دیگر.امیدوارم که کاملا متوجه شده باشین.

معماری CPU ها چیست؟
نسل اول سی پی یو های Core I
کمپانی اینتل برای پردازنده های نسل جدیدش اسم یا کد Nahelem را برگزید.این معماری در نوامبر ۲۰۰۸ به همراه ۳ پردازنده جدید با نام های Core i3 , Core i5 و Core i7 معرفی شد. در واقع نسل اول این پردازنده ها با این معماری شکل گرفت . i3 پردازنده ای کم توان و عملکرد پایین ، core i5 پردازنده ای با قدرت و عملکرد متوسط و core i7 پردازنده ای با قدرت و عملکرد فوق العاده . معماری Nehalem برای پردازنده core i7 دارای ۵ اسم یا کد هست : کدهای Gulftown ، Bloomfield و Lynnfield برای کامپیوتر های رومیزی و کدهای Clarksfield و Arrandale برای لپ تاپ .من در زیر یک جدول به شما نشان خواهم داد که خیلی خوب متوجه بشین که کدوم نسل Core i7 ها از همه بهتره .

نسل دوم Sandy Bridge چیست؟
معماری سندی بریج هم مثل معماری سندی بریج, یک اسم و یک کد میباشد.اما حالا میرسیم به اینکه تفاوت این نسل با نسل یا معماری قبل یعنی همون نهالم در چیست؟؟؟؟ در اصل تفاوت در این است که در معماری Sandy Bridge یک چیپ گرافیکی روی همون تراشه ای که CPU جاساز شده قرار گرفته است.همچنین تکنولوژی ساخت ۴۵ نانومتر هم به ۳۲ نانومتر تغییر کرده است.البته این را خدمت شما عرض کنم که من در پست های دیگه حتما یه مطلبی در مورد این نامنومترها مینویسم. در این معماری نسبت به معماری قبلی که نهالم بود به دلیل اینکه پردازنده گرافیکی و کنترل کننده حافظه روی یک قالب هست ، سرعت دسترسی به اطلاعات بیشتر و تاخیر در حافظه RAM کمتر شده . در حالیکه در معماری نهالم ، چیپ گرافیک روی یه قالب جدا بود ضمن اینکه مسلما وقتی یک پردازنده به طور جداگونه پردازنده گرافیکی یا GPU داشته باشه در پردازش فرامین گرافیکی و ۳ بعدی بسیار قوی تر و سریعتر از دیگر پردازنده ها عمل می کنه البته در معماری سندی بریج ، گرافیک خیلی بالایی رو شماهده نمی کنیم . intel HD 2000 و intel HD 3000 . به غیر از پردازنده های core i3 که توربو بوست ندارند در پردازنده های core i5 و core i7 از تکنولوژی توربو بوست استفاده شده که بالا تر توضیح دادم . تکنولوژی توربو بوست در معماری نهالم هم هست اما نسخه اول آن . در سندی بریج توربو بوست نسخه ۲ رونمایی شد که تا ۲۰ درصد قدرت پردازنده رو افزایش میده . در کل بین سندی بریج و نهالم اولویت رو به سندی بریج بدید حالا چه تو لپ تاپ چه تو پی سی .
نسل سوم Avy Bridge چیست؟
باز هم میگم که ای وی بریج یک اسم یا همون کده.در این پردازنده همچنین چیپ گرافیکی از Intel HD 2000 و Intel HD 3000 به چیپ گرافیکی Intel HD 4000 تغییر پیدا کرده و همچنین این نسل از Direct X 11.0 ساپورت میکنه.PCI Express 3.0 رو ساپورت میکنه.یکی دیگه از این بهبودها این است که ۲۰ درصد انرژی کمتری مصرف میکند اما این رو هم در نظر داشته باشید که ۲۰ درصد هم عملکرد بهتری نسبت به نسل قبل یعنی سندی بریج دارد.و در اخر اینکه تکنولوژی ساخت این نسل از ۳۲ به ۲۲ نانومتر تغییر کرده.در کل بین آی وی و سندی بریج اولویت رو به آی وی بدید حالا چه تو لپ تاپ چه تو پی سی .