پردازنده

پردازنده‌ی مرکزی یا CPU  (Central Processing Unit)، یکی از اجزای اصلی سیستم‌های کامپیوتری است و به‌عنوان مغز کامپیوتر شناخته می‌شود. وظیفه‌ی اصلی CPU اجرای دستورات برنامه‌های کامپیوتری، انجام عملیات محاسباتی، منطقی، کنترلی، ورودی و خروجی است. هر دستگاه کامپیوتری، از رایانه‌های شخصی گرفته تا سرورها، دارای یک یا چند CPU می‌باشد. از جمله برخی ویژگی‌های مهمی که باید هنگام خرید cpu به آن دقت شود می‌توان به: سرعت بر ساعت  (Clock Speed)، تعداد هسته‌ها  (Cores)، وظایف پیشرفته (Advanced Features) مانند حافظه نهان (Cache) و همچنین نوع طراحی آن اشاره کرد.

معمولاً اطلاعاتِ ذخیره‌شده‌ی درون حافظه‌ی اصلی سیستم با کمک پردازنده مرکزی جابه‌جا می‌شوند و پردازنده نقش اصلی در اجرای دستورات و محاسبات دارد. برنامه‌های کاربردی و گوناگونی از پردازنده‌ی مرکزی استفاده می‌کنند، از جمله سیستم‌عامل، نرم‌افزارهای گرافیکی، برنامه‌های کاربردی متنوع، و غیره. به‌طورکلی، پردازنده مرکزی یکی از عناصر حیاتی در اجرای عملیات مختلف در سیستم کامپیوتری می‌باشد.

واحد پردازش مرکزی یا CPU در کنار کارت گرافیک و مادربرد، به‌عنوان اجزای اساسی و حیاتی کامپیوتر شناخته می‌شود. اهمیت آن به حدی است که اغلب افراد، جهت رده‌بندی کامپیوترها، از مدل‌های تولید شده توسط شرکت‌های بزرگی مانند Intel بهره می‌بردند. به‌عبارت‌دیگر، افراد با اشاره به مدل پردازنده مانند Core i7 یا Core i5، به قدرت سیستم خود پی‌ می‌بردند.

ساختار پردازنده‌ی مرکزی

ساختار یک واحد پردازش مرکزی یا CPU بسیار پیچیده بوده و از چندین قسمت تشکیل شده. به‌طورکلی ساختار پردازنده شامل تجمع عظیم قطعات نیمه‌رسانا یا ترانزیستورهاست که روی یک ویفر سیلیکونی قرار گرفته‌اند و با استفاده از اتصالات بسیار حساس با یکدیگر در ارتباط هستند. البته، این توصیف بسیار ساده فقط چشم‌اندازی عام از ساختار کلی پردازنده ارائه می‌دهد و در واقعیت، با پیکربندی بسیار پیچیده و حساسی مواجه هستیم. در زیر، به برخی از اجزای مهم ساختار CPU اشاره شده است:

واحد کنترل (Control Unit)

این واحد مسئول مدیریت و کنترل عملیات سایر اجزا بوده و با استفاده از مدارهای کنترلی، دستورات مختلف برنامه‌های کامپیوتری را اجرا می‌کند.

واحد حافظه (Memory Unit)

این بخش مسئول مدیریت حافظه و دسترسی به داده‌ها و دستورات است و شامل حافظه‌های مختلفی مانند حافظه نهان (Cache)، حافظه RAM، و حافظه ROM می‌شود.

واحد حسگر و ورودی (Input Unit)

این واحد اطلاعات ورودی از دستگاه‌های مختلف را دریافت و جهت مدیریت و اجرا به واحد کنترل منتقل می‌کند.

واحد خروجی (Output Unit)

این بخش اطلاعات خروجی (دستورهای اجرایی) را از واحد کنترل دریافت کرده و به دستگاه‌های خروجی ارسال می‌کند.

واحد حساب و ریاضی (Arithmetic Logic Unit – ALU)

انجام عملیات حسابی و منطقی بر روی داده‌ها بر عهده‌ی این واحد است. عملیاتی شامل منطق‌های مختلف مانند جمع و تفریق، ضرب و تقسیم، عملیات منطقی (AND، OR، NOT) و غیره توسط این واحد صورت می‌پذیرند.

مسیر داده (Data Bus) و مسیر کنترل (Control Bus)

مسیر انتقال داده‌ها بین مراحل مختلف سیستم توسط این بخش تعیین می‌شود. مسیر کنترلی نیز برای انتقال دستورات و سیگنال‌های کنترلی کاربرد دارد.

ساعت سیستم (Clock)

دریافت سیگنال ساعت برای هماهنگی و همگام‌سازی فعالیت‌های مختلف CPU.

حافظه نهان (Cache Memory)

حافظه‌ی سریع با ظرفیت کم که داده‌های پراکنده را در خود نگهداری می‌کند تا دسترسی به آن‌ها سریع‌تر باشد.

در نهایت همه‌ی این اجزا با هم هماهنگ شده‌ تا CPU به‌صورت مؤثر و کارآمد قادر به انجام عملیات پردازشی باشد. رشد و پیشرفت در فناوری نیز منجر به بهبود عملکرد و کارایی این ساختارها شده است. هنگام خرید سی پی یو باید به میزان قدرت اجزای آن که به‌صورت برایند کلی ارائه می‌شود دقت نمود؛ زیرا هرچه قدرت این اجزا بیشتر باشد قيمت  cpu نیز افزایش خواهد یافت.

آشنایی با انواع cpu موجود در بازار

خرید  cpu مناسب از اهمیت بالایی برخوردار است به همین دلیل لازم است تا با انواع مختلف این محصول آشنایی داشته باشید. به‌طورکلی، می‌توان واحدهای پردازش مرکزی یا CPUها را در سه دسته اصلی، شامل دسکتاپ (لپ تاپ‌ها و نوت‌بوک‌ها)، سرور و موبایل دسته‌بندی کرد. باتوجه‌به نیاز بازار برندهای متفاوتی در زمینه‌ی تولید cpu کامپیوتر و موبایل فعالیت می‌کنند. هر یک از انواع این پردازنده‌ها ویژگی‌ها و کاربردهای مختلفی دارند که باتوجه‌به ویژگی‌های موردنظر کاربران و نیاز آنها انتخاب می‌شوند.

انواع پردازنده‌ها‌ی مرکزی عبارت‌اند از:

پردازنده‌های دستگاه‌های دسکتاپ

• Intel Core i-Series: در مدل‌های متنوع از پردازنده‌های Core i3، i5، i7، و i9 با عملکرد ویژگی‌های مختلف تولید و در بازار وجود دارند.
• AMD Ryzen: پردازنده‌های با عملکرد بالا که به طور مستقل یا در رده‌های Ryzen 3، Ryzen 5، Ryzen 7 و Ryzen 9 تولید و عرضه شده‌اند.

پردازنده‌های لپ‌تاپ و نوت‌بوک

• Intel Core U-Series و H-Series: پردازنده‌های مخصوص لپ‌تاپ با طراحی‌های مختلف برای مصارف متفاوت هستند.
• AMD Ryzen Mobile: نسخه‌های موبایل از پردازنده‌های Ryzen با کارایی مناسب برای دستگاه‌های قابل‌حمل استفاده می‌شوند.

پردازنده‌های سرور

• Intel Xeon: پردازنده‌های مخصوص سرور با قابلیت‌ها و پشتیبانی از عملکردهای سروری متنوع.
• AMD EPYC: پردازنده‌های سرور از برند AMD با تعداد هسته‌ها و کارایی بالا.

پردازنده‌های موبایل و گوشی‌های هوشمند

• Qualcomm Snapdragon و MediaTek Dimensity: پردازنده‌های مخصوص گوشی‌های هوشمند و دستگاه‌های موبایل عرضه شده در بازار.
• Apple A-Series: پردازنده‌های اختصاصیِ طراحی شده توسط شرکت Apple برای دستگاه‌های اپل مانند iPhone و iPad.

سوکت پردازنده

سوکت پردازنده یک درگاه اتصال فیزیکی است که بر روی مادربرد قرار دارد و به پردازنده امکان اتصال به مادربرد را فراهم می‌کند. پردازنده به وسیله‌ی پین‌هایی که در زیر آن قرار گرفته‌اند با سوکت ارتباط برقرار می‌کند. سوکت CPU باتوجه‌به نوع و مدل پردازنده‌ها متفاوت بوده و هر نوع پردازنده معمولاً به یک سوکت خاص احتیاج دارد. باتوجه‌به تغییرات مداوم در فناوری تولید CPU، سازندگان گاهی اوقات مجبور به ارتقای یا تغییر سوکت‌های استفاده شده در نسل‌های جدید می‌شوند. این موضوع به معنای آن است که هر سوکت مادربرد قابلیت اتصال به هر پردازنده‌ای را نداشته و هر پردازنده نیز نمی‌تواند با هر نوع سوکتی سازگاری داشته باشد.

مثال‌هایی از سوکت‌های پردازنده شامل LGA1200 (برای پردازنده‌های Intel Core جدید)، AM4 (برای پردازنده‌های AMD Ryzen) و TR4 (برای پردازنده‌های Threadripper از AMD) می‌باشد. در انتخاب مادربرد و خرید CPU، از سازگاری سوکت‌ها اطمینان حاصل کنید تا امکان اتصال صحیح و عملکرد بهینه را داشته باشند.

نکات مهم جهت خرید CPU

بهتر است قبل از خرید سی پی یو ابتدا نیاز خود را بسنجید. CPU سیستم‌های گیمینگ (مخصوص بازی) با سیستم‌های مخصوص اعمال گرافیکی و رندرینگ و غیره از نظر اجزا و عملکرد دارای تفاوت‌های زیادی هستند.

 به‌عنوان‌مثال در سیستم‌های مخصوص بازی، بیشتر حجم پردازش بر عهده‌ی کارت گرافیک بوده و قدرت CPU اولویت دوم به حساب می‌آید پس هزینه‌ی زیاد برای خرید CPU بسیار قدرتمند تأثیر چندانی ایجاد نمی‌کند. همچنین فرکانس CPU هنگام اجرای بازی‌های رایانه‌ای نسبت به تعداد هسته‌های پردازنده از اهمیت بیشتری برخوردار است، درحالی‌که در بیشتر پردازش‌های رندرینگ مبتنی بر CPU ، تعداد هسته‌ها تأثیر بیشتری بر کارایی و عملکرد سیستم موردنظر دارند.