عملکرد پردازنده یا سی پی یو (CPU) چگونه است؟
واحد پردازنده‌ی مرکزی بخش اصلی و عنصر حیاتی برای یک سیستم است. عملکرد CPU برنامه لیستی از دستورالعمل ها در رایانه است که در حافظه ذخیره می شود. این کار CPU است که آن رشته ها یا دستورالعمل ها را برای تکمیل یک برنامه اجرا کند.
حتما شما هم تمایل دارید بدانید اجزاء مختلف سی پی یو هر کدام چه وظایفی را برعهده دارند، پس حتما تا انتهای مقاله را مطالعه کنید.
به طور معمول، تمام CPU ها در 3 مرحله برای اجرای دستورالعمل یک برنامه کار می کنند.
آن سه را در زیر آورده ایم که عبارتند از:
- فراخوانی یا واکشی دستورالعمل‌ها از حافظه
- رمزگشایی یا ترجمه‌ی دستورالعمل‌ها
- پردازش یا اجرای دستورهای ترجمه‌شده
- ذخیره‌ی نتایج اجرا
برای آشنایی با انواع CPU، پیشنهاد میکنیم این مقاله را مطالعه کنید.
عملکرد پردازنده ها
قبل از هرچیزی باید بدانید که ترتیب و مراحل اجرای دستورات و محاسبات در کامپیوترهای مختلف متفاوت است و سیکل عملکرد CPU در هر سیستم می‌تواند بر اساس مجموعه دستورالعمل های مختلف، متفاوت باشد. اما به صورت کلی می‌توان گفت مراحل اجرای دستور در کامپیوترها حتما و حداقل شامل مراحل زیر می‌شود:
فراخوانی یا واکشی دستورالعمل‌ها از حافظه (Fetch)
فرآیند دریافت دستورالعمل ها از حافظه رایانه است که باید اجرا شوند. این ورودی‌ها می‌توانند از یک تا بی نهایت دستور باشند، به همین دلیل نیاز است تا در محل های متفاوت آدرس دهی شوند.
شمارنده برنامه را نشانگر دستورالعمل (واحد PC یا Program Counter) نیز می نامند زیرا آدرس دستوری که باید اجرا شود را ذخیره می کند. هنگامی که دستورالعمل واکشی شد و برای اجرای بیشتر ارسال شد، رایانه شخصی آدرس دستور بعدی را در خط افزایش داده و ذخیره می کند.
رمزگشایی یا ترجمه‌ی دستورالعمل‌ها (Decode)
مرحله بعدی پس از واکشی کد، رمزگشایی آن است، یعنی دستورالعمل ها به صورتی که برای پردازنده قابل فهم باشند (زبان باینری) رمز گشایی می‌شوند. در واقع رمزگشای CPU دستورالعمل ها را به سیگنال های کنترل رمزگشایی می کند.
این کار توسط واحدی به نام Assembler انجام می‌شود.
پردازش یا اجرای دستورهای ترجمه‌شده (Execute)
پس از مرحله رمزگشایی، اکنون دستورالعمل ها اجرا می شوند. مهم‌ترین مرحله در اجرای دستورات پردازنده همین مرحله است. برای این مرحله بخش های مختلف CPU برای انجام یک عملیات خاص به یکدیگر متصل می شوند.
به عنوان مثال، برای انجام هر عملیات ریاضی، ALU (مخفف Arithmetic & Logic Unit) برای انجام آن عملیات پیکربندی شده و خروجی در رجیستر خروجی CPU ذخیره می شود.
تمام دستورالعمل ها روی یک پالس ساعت اجرا می شوند. بنابراین هنگامی که پالس ساعت بیش از حد است، خروجی به ذخیره سازی منتقل می شود.
اگر قصد خرید یک CPU قدرتمند را دارید این محصول را ببینید: سی پی یو سرور اینتل مدل زئون ای5 2680 وی 4
ذخیره‌ی نتایج اجرا (Store)
نتایج خروجی عملکرد پردازنده ها به کمک واحد ثبات (Register) به مدت کمی درحافظه جانبی پردازنده ذخیره می‌شود. داده های ذخیره شده در پردازنده موقتی هستند و بعد از قطعی برق از بین می‌روند. در واقع رجیسترها برای ذخیره دیتاهای برنامه های در حال اجرا استفاده می‌شوند.
آشنایی با واحدهای عملیاتی پردازنده
سه واحد عملیاتی اصلی زیر در فرایند پردازش دستورها نقش اصلی را دارند، عملکرد CPU توسط سه واحد زیر انجام می‌شود:
- هسته مرکزی (Core)
- واحد محاسبه و عملیات منطقی (ALU یا همان Arithmetic & Logic Unit)
- واحد کنترل حافظه (CU یا همان Program Counter)
- واحد ثبات (Register)
برای آشنایی با اهمیت ومزایای CPU این مطلب را مطالعه کنید.
ظرفیت پردازنده به چه معنی است؟
منظور از CPU در سیستم تعداد بیت هایی است که CPU می‌تواند در یک چرخه پردازش کند. تعداد بیت های بالاتر، سرعت سیستم شما را بالاتر برده و تعداد فرآیندهای بیشتری پردازش می‌شود. درواقع ظرفیت CPU توانایی و سرعت پردازنده در پردازش تعداد مشخصی از دستورات در زمانی معین است. ظرفیت پردازش با Megahertz (MHz) یا Gigahertz (GHz) نشان داده می‌شود.
سوالات متداول (FAQ)
مراحل کار CPU به چه صورت است؟
CPU وظایف خود را در یک چرخه شامل مراحل فراخوانی یا واکشی دستورالعمل‌ها از حافظه (Fetch)، رمزگشایی یا ترجمه‌ی دستورالعمل‌ها (Decode)، پردازش یا اجرای دستورهای ترجمه‌شده (Execute) و ذخیره نتایج اجرا (store) انجام می‌دهد.
اجزاء تشکیل دهنده CPU چیست؟
بخش های تشکیل دهنده CPU، عبارتند از : هسته مرکزی (Core)، کلاک (Clock)، واحد کنترل حافظه (CU)، واحد منطق حسابی (ALU) و واحد ثبات (Register)
برای خرید سرور اچ پی و تجهیزات شبکه با بهترین قیمت و ضمانت اصل بودن کالا با مشاورین ما تماس حاصل فرمایید.
اگر قصد راه اندازی شبکه دارید پیشنهاد میکنیم جزئیات این 4 محصول را ببینید:
سی پی یو سرور Intel Xeon Processor E5-2680 V4