انواع CPU و سیرتکاملی آن در این مقاله مورد بررسی قرار می گیرد. CPU مختصر شده‌ی Central Processing Unit می‌باشد. این ریزپردازنده، یکی از اجزاء رایانه است و دارای پتانسیل‌های اساسی برای انجام محاسبات و عملیات می باشد. یک ریزپردازنده از لحاظ فیزیکی ساختار یک  تراشه را دارد. در واقع این پردازشگر یک تراشه الکترونیکی کوچک در قلب کامپیوتر است که سرعت آن بر حسب مگاهرتز یا گیگاهرتز سنجیده می‌شود. هر چه مقدار این پارامتر بیشتر باشد، پردازشگر سرعت بالاتری در محاسبات و عملکرد خود خواهد داشت.

 پردازشگر و سرعت محاسباتی آن به قدری در تعیین کارآیی کامپیوتر اهمیت دارد که معمولاً به عنوان یکی از اجزای تشکیل دهنده نام کامپیوتر از آن یاد می شود. تراشه پردازشگر و اجزای الکترونیکی که آن را پشتیبانی می‌کنند، مجموعاً به عنوان واحد پردازش مرکزی یا CPU شناخته می شوند.

بررسی انواع CPU

اولین ریزپردازنده

در بررسی  انواع CPU لازم می دانیم ابتدا به معرفی اولین ریزپردازنده ها بپردازیم. اولین ریزپردازنده با نام Intel 4004 در سال ۱۹۷۱ معرفی گردید. این ریزپردازنده قدرت چندانی نداشت و تنها می‌توانست عملیات جمع و تفریق چهار بیتی را انجام دهد. مزیت این پردازنده تک تراشه‌ای بودن آن بود ، زیرا پیش از این مهندسین و طراحان کامپیوتر از چندین تراشه برای ساخت کامپیوتر استفاده می کردند. پیش از ظهور اولین ریزپردازنده که شباهتی به همتاهای امروزی داشته باشد، کامپیوترهایی مثل اینیاک ناچار بودند برای انجام کارهای مختلف سیم‌کشی‌های مجدد انجام دهند. از این ماشین‌ها با عنوان کامپیوترهایی با برنامه ثابت یاد می‌شد.

عبارت پردازنده عموماً برای دستگاه‌هایی به کار می‌رود که بتوانند برنامه‌های کامپیوتری را اجرا کنند. به همین دلیل می توان از stored-program computer به عنوان اولین پردازنده‌ها نام برد. قبل از اینکه اینیاک ساخته شود، ریاضی دانی به نام John von Neumann مقاله‌ای با عنوان اولین پیش نویس گزارش EDVAC منتشر کرد. این مقاله  طرحی کلی از اولین کامپیوتر با برنامه ذخیره شده را ارائه می‌داد که در سال ۱۹۴۹ به اتمام رسیده بود. EDVAC برای انجام تعدادی از دستورالعمل‌ها طراحی شده بود که می‌توانستند با یکدیگر ترکیب شوند . برنامه‌های مفیدی را روی EDVAC اجرا کنند. برنامه‌های نوشته شده روی EDVAC به جای سیم کشی کردن مشخص کامپیوتر در حافظه سریع کامپیوتر ذخیره می شدند.

انواع CPU و سیرتکاملی آن

انواع CPU در ابتدا به صورت اختصاصی به عنوان بخشی از یک دستگاه بزرگتر طراحی می شدند که بخشی از یک رایانه بودند. این روش، یک طراحی سفارشی بود که  کاربرد خاصی داشت و به همین دلیل راه را برای تولید انبوه پردازنده‌ها ناهموار می‌ساخت.  با پیدایش ترانزیستورها و میکروکامپیوترها استانداردسازی پردازندهها نیز آغاز شد و با ظهور آی‌سی‌ها شتاب بیشتری گرفت. این آی‌سی‌ها امکان طراحی CPUهای پیچیده‌تر مبتنی بر قواعد نانومتری را فراهم می‌آوردند.

استانداردسازی و کوچک شدن CPUها باعث حضور همه‌جانبه‌ی دستگاه‌های دیجیتال در زندگی مدرن در مقابل کاربرد محاسباتی خاص شدند. در دنیای کنونی ریز پردازنده‌ها در هر مکانی از ماشین‌ها تا تلفن‌های همراه و اسباب بازی‌های کودکان حضور دارند.

انواع CPU

طراحی ون و معماریِ هاروارد

اگرچه von Neumann به خاطر طراحی EDVAC  شناخته شده است، اما پیش از او نیز افرادی مانند Konrad Zuse ایده‌های نظیر آن را مطرح کرده بودند. اصطلاح معماری هاروارد Harvard Mark که یک طراحی برنامه ذخیره‌شده بود و از نوار کاغذهای منگنه بجای حافظه های الکترونیکی استفاده می کرد، قبل از EDVAC تمام شده بود. تفاوت اصلی بین طراحی ون و معماریِ هاروارد فضای مشترکی بود . برای ذخیره‌سازی دستورالعمل‌ها و داده‌ها استفاده می‌شد این فضا در طراحی هاروارد جداگانه بود.

اغلب انواع CPU های مدرن از طراحی ون پیروی می کنند، اما المان هایی نیز وجود دارند که از معماری هاروارد پیروی می کنند. رله‌ها و لامپ های خلأ که عموماً به عنوان عناصر سوئیچینگ مورد استفاده قرار می‌گرفتند. یک کامپیوتر مفید به هزاران یا صدها هزار از این المان‌های سوئیچینگ نیاز دارد . سرعت کلی سیستم به سرعت این سوئیچ‌ها وابسته است.

 در مقام مقایسه میان این دو، ادعا شده است که کامپیوترهای لامپ خلا نظیر EDVAC، تقریباً ۸ ساعت بدون خرابی کار می‌کردند در حالی که کامپیوترهای رله‌ای مانند طراحی هاروارد خیلی زودتر با مشکل مواجه می‌شدند. پیروزی در این میان از آنِ CPUهایی بر پایه لامپ خلأ گردید که سرعت و قابلیت اطمینان بیشتری نسبت به هم‌نوعان خود داشتند. اغلب انواع CPUهای سنکرون نسبت به CPUهای مدرن با فرکانس کلاک کمتری در حد ۱۰۰Hz تا ۴ MHz کار می کردند که این محدودیت به دلیل سرعت کم المان‌های سوئیچ بود.

نخستین cpu یا ریزپردازنده کامپیوتر خانگی

نخستین مدل از انواع cpu  ، که برروی یک کامپیوتر خانگی نصب شد ، ریزپردازنده ۸۰۸۰ بود که در سال ۱۹۷۴ به بازار عرضه شد. ۸۰۸۰ ، یک پردازنده ی هشت بیتی بود که بر روی یک تراشه قرار می‌گرفت. این همان ریزپردازنده‌ای بود که باعث تحولات اساسی در دنیای کامپیوتر شد. از آن پس بود که تولید ریزپردازنده توسط شرکت‌های تولید‌کننده به سرعت رشد کرد . از مدل ۸۰۸۸ به ۸۰۲۸۶ ، ۸۰۳۸۶ ، ۸۰۴۸۶ ، پنتیوم ، پنتیوم II، پنتیوم III و پنتیوم ۴ رسید.

تمامی این ریزپردازنده‌ها توسط شرکت اینتل و یا شرکت‌های ذیربط آن  طراحی و عرضه می‌شد. پردازنده های پنتیوم ۴ در مقایسه با نخستین پردازنده نصب شده بر روی کامپیوترهای خانگی یعنی پردازنده ۸۰۸۰، عملیات را با سرعتی ۵۰۰۰ بار بالاتر انجام می دهند. جدول زیر ویژگی هر یک از پردازنده های فوق بهمراه تفاوت های موجود را نشان می دهد.

انواع CPU لپ‌تاپ

پردازنده‌های فعلی موجود در بازار لپ‌تاپ‌ها به سه گروه تقسیم می‌شوند، در این قسمت به ذکر نام وشرح مختصری از انواع CPU  لپ تاپ می پردازیم.

سندی‌بریج

یک  CPU لپ‌تاپ است که از نظر معماری، سوکت و چیپستی که این پردازنده‌ها را پشتیبانی می‌کند، دستخوش تغییرات جدی و گسترده‌ای شده‌ است. چرخه تولید این پردازنده‌ها بر پایه روش تراشه‌های ۳۲ نانومتری نهالم (Nehalem) می باشد. بارزترین ویژگی این طراحی جدید، پردازنده‌های Core آن است که از وجود تراشه‌های گرافیکی درون‌ساخت در ساختار خود بهره می‌برند. این تراشه‌های گرافیکی درست در درون و بر روی قطعه کوچک سیلیکونی تشکیل‌دهنده پردازنده (die) تعبیه شده‌اند.

از مزیت‌های این دسته از core i ها می‌توان امکان به اشتراک گذاشتن حافظه نهان سطح L3 cacheرا برای هر دو بخش پردازشی و گرافیکی نام برد که  بین نیازهای قدرت (مصرف انرژی) و خروجی گرمای آن‌ها به عنوان سیستمی واحد توازن برقرار می‌سازد. در نتیجه واحدهای پردازنده و پردازشگر گرافیکی، می‌توانند به صورتی پویا و براساس نیازهای خود سرعت سیکل ساعت خود را بالا ببرند. مربوط به سال ۲۰۱۱ هستند و مدل آنها یک شماره چهار رقمی است که با عدد ۲ شروع می‌شود. این پردازنده‌ها اختلاف کارایی زیادی با مدل‌های بعدی خود ندارند اما به دلیل مصرف توان و بخش گرافیکی، چندان توصیه نمی‌شوند.

آیوی‌بریج

یکی دیگر از انواع CPU لپ‌تاپ است. این پردازنده در واقع نسخه‌ی فشرده‌تر و کوچک‌تر سندی‌بریج است که در سال ۲۰۱۲ وارد بازار شدند. شماره مدل این نسخه  با عدد ۳ شروع می‌شود. در آیوی‌بریج یک ژنراتور عددی جدید و ساختار RdRand با نام Bull Mountain به کار رفته است. تکنولوژی ترانزیستور تری‌گیت که بیش از ۵۰% مصرف انرژی کمتر دارد ولی در حد عملکرد ترانزیستورهای ۲D پلانار است. در این سیستم مصرف انرژی بسیار پایین است.

مصرف پایین انرژی برای بسیاری از کاربران لپ‌تاپ عنصر مهمی است. در این نسخه عملکرد CPU بین ۳ تا ۵ درصد بهبود یافته است. همچنین ۲۵ تا ۶۸ درصد بهبود در عملکرد G این مدل‌ها مشاهده می‌شود و به همین دلیل ظاهرا منطقی‌ترین گزینه‌های موجود در لپ‌تاپ‌ها هستند.

هزول (haswell)

در تقسیم بندی انواع CPU لپ تاپ هزول یکی از نام های آشنا می باشد. در این پردازنده از تکنولوژی ۲۲ نانومتری استفاده شده و هدف اصلی اینتل از تولید پردازنده‌های هزول پایین آوردن توان مصرفی پردازنده‌ها و همچنین نفوذ بیشتر در دستگاه‌های قابل حمل مثل تبلت‌ها می‌باشد.

همان‌طور که می‌دانید هزول نام یک پردازنده نیست. بلکه اسم یک معماری برای تولید پردازنده می‌باشد. این پردازنده در سال ۲۰۱۳ معرفی شد و در ابتدای شماره مدل، دارای عدد ۴ است. این پردازنده‌ها هنوز بطور گسترده در لپ‌تاپ‌ها استفاده نشده‌اند و پیش‌بینی می‌شود تا پاییز تنوع بیشتری پیدا کنند.

مرکز سخت افزار ایران

مرکز سخت افزار ایران در تلاش است تا با ارائه خدمات تضمینی رضایت همیشگی کاربران و مشتریان خویش را کسب نماید و تمامی نیازهای آنان را رفع و مرتفع سازد. جهت اطمینان خاطر کاربران، تمامی خدمات ارائه شده توسط مهندسان و کارشناسان این مرکز دارای گواهی نامه کیفیت و بسته به نوع تعمیر دارای گارانتی (با بازه زمانی مشخص) خواهند بود. خدمات ارائه شده.

در مرکز سخت افزار ایران در برگیرنده تمامی خدمات و سرویس های مرتبط با دستگاه های هوشمند و الکترونیکی امروزی اعم از گردگیری، بازسازی، تعویض، تعمیر و … است؛ از همین رو کاربران دستگاه های هوشمند خانگی و ارتباطی می توانند در صورت نیاز به هریک از آنها، به این مرکز مراجعه نموده و تخصصی ترین خدمات ممکن را دریافت نمایند. شما کاربران گرامی می توانید جهت آشنایی هر چه بیشتر با کادر فنی این مجموعه و نیز خدمات ارائه توسط این مرکز به وب سایت مرکز سخت افزار ایران به آدرس https://hardwarecenter.ir/ مراجعه نمایید و یا از طریق راه های ارتباطی درج شده در این وب سایت با کارشناسان مربوطه تماس بگیرید.

مطالب مرتبط

فهرست
خدمات پذیرش و تحویل دستگاه در محلثبت سفارش تعمیر
+