CPU Nedir ?

Yıldız etkin değilYıldız etkin değilYıldız etkin değilYıldız etkin değilYıldız etkin değil
 

“İşlemcinin görevi nedir?” Diye sorulduğunda birçok kişi net bir cevap veremese de işlemciyi bilgisayarın beyni olarak tanımlar. Bu tanımlama, işlemcinin önemini kavradıklarını ifade eder. İşlemcinin anlaşılabilmesi için görevini net olarak tanımlamalıyız. Bugün piyasada çeşitli işlemciler bulunmaktadır. Eğer işlemcinin bilgisayardaki görevini tam olarak bilmezseniz bu donanımda seçim yapmanız zorlaşacaktır.

İşlemciyi anlamanız sizi hem mesleğinizde daha yeterli yaparken hem de bilinçli bir tüketici hâline getirecektir. İşlemci, bilgisayarın birimlerinin çalışmasını ve bu birimler arasındaki veri (data) akışını kontrol eden, veri işleme (verileri değerlendirip yeni veriler üretme) görevlerini yerine getiren elektronik aygıttır. Veriler üzerindeki yaptığı işlemler, temel aritmetik işlemleri kadar basit (örneğin 1+3 gibi) ya da çok daha karmaşık (bu değeri al ve ses kartına yolla ki böylelikle hoparlörden müzik dinleyebilinsin) gibi çeşitli seviyelerde olabilir.

Aynı zamanda Central Process yani merkezi işlem birimi anlamına gelir. işlemci için bilgisayarın beynidir diyebiliriz. Bilgisayar üzerinde yapılan bütün hareketler muhakkak işlemciye uğramaktadır. Klavyenin bir tuşuna basmak, fareyi hareket ettirmek birebir işlemcide gerçekleşir. İşlemciler ana depolama ve giriş çıkış işlemleri ile birlikte bilgisayarların veri işleyen ve yazılım komutlarını gerçekleştiren bölümdür. Merkezi işlem birimi aritmetik ve mantıksal işlem yapma yeteneğine sahiptir. İlk işlemciler belli işlemleri ve çoğu zamanda yalnızca tek bir işlemi gerçekleştirmek için üretilmiştir.



1970’lerde mikroişlemcilerin üretilmesiyle işlemcinin kullanım alanları da genişlemiştir. Bu sayede şuan kullanılan otomobiller, cep telefonları, bilgisayarlar ve daha birçok üründe bu işlemcilerden kullanılmaktadır. Mikroişlemcilerden de biraz bahsedecek olursak; yapısında milyonlarca transistör denilen yarı iletken malzeme bulunmaktadır. Elektrik sinyalleri bu transistörlerden geçer ve toplama, çıkarma, çarpma ve bölme gibi temel matematiksel işlemlere dönüştürülür. Bu işlemleri yapan bölüme de ALU (Arithmetic Logic Unit)denilmektedir.

Merkezi işlem birimi aritmetik ve mantıksal işlem yapma yeteneğine sahiptir. Giriş ve çıkış birimleri arasında verilen yazılım ile uygun çalışmayı sağlar. Merkezi işlem birimi makine dili denilen düşük seviyeli kodlama sistemi ile çalışmaktadır. Bu kodlama sistemi bilgisayarın algılayabileceği işlem kodlarından oluşmaktadır. Bir mikroişlemcinin algılayabileceği kodların tamamına o işlemcinin komut kümesi denilmektedir. İşlemciler, mekanik parçası bulunmayan entegre devrelerdir.

İçlerinde milyonlarca transistör bulunur ve ne kadar çok transistör içerirlerse o kadar hızlı çalışmaktadırlar. Isı problemleri nedeniyle de bir işlemci kullanılan trönsistör sayısını artırmak için istenilen boyutta yapılamaz. Ancak çok daha küçük transistörleri, birbirleri arasındaki devrelerin aralığını da küçülterek uygun bir işlemci kalıba sığdırmak mümkündür.



Günümüzde çoğu işlemci 0,25 mikron olarak üretilmektedir. Bu mikron rakamı ne kadar aşağı düşerse işlemcilerin hızları da o derece artmaktadır. Her bilgisayar içinde komutların düzenli bir şekilde yerine getirilebilmesi için işlemlerini yerine getirme hızını belirleyen ve çeşitli donanım aygıtları arasında senkronizasyonu sağlayan dahili bir saat bulunur. İşlemci her bir komutu belirli bir saat döngüsünde yerine getirir. Saat hızlıysa işlemci de daha fazla komutu yerine getirir. 1 MHZ saniye 1 milyon saat döngüsüne karşılık gelmektedir. Yani 400 MHZ’lik bir işlemci saniyede 400 milyon döngü yapabilmektedir.

İşlemcinin Yapısı:

Üreticiler, farklı işlemci mimarilerine göre işlemci üretirler. İşlemci mimarisi; işlemcinin işlemleri gerçekleştirme yöntemi, teknolojisi ve tasarımını ifade eder. Ortak mimariye sahip olan işlemciler aynı komutları tanımakta ve aynı yazılımları çalıştırabilmektedirler. Her işlemci temel bazı birimleri içinde barındırır. İşlemcilerin gelişim sürecinde bu birimlerin özellikleri artırılmıştır. Genel bir işlemci yapısı aşağıdaki şekilde gösterilmiştir. Veriler, bilgisayarı oluşturan çeşitli birimler arasında sürekli olarak taşınır. Örneğin, klavye biriminde bir tuşa bastığımızda bu tuşun karşılığı olan karakteri ekranda görürüz. İşlemci, giriş birimden aldığı veriyi çıkış birimine aktarmıştır. İşlemcinin anakartla ileti şim kurmasını sağlayan, toplu iğneye benzeyen uçlara pin denir. Pin yerine farklı isimlerde kullanılabilmektedir.

İşlemcinin yapısında bulunan birimler aşağıda kısaca açıklanmıştır.

Çekirdek (Core)
Komut çalıştırma işlemlerini yapan bölümdür. Çalıştırma birimi (execution unit) olarak da bilinir.

ALU (Aritmetik Lojik Unit / Aritmetik Mantık Birimi)
İşlemci tarafından gerçekle ştirilecek matematiksel ve mantıksal işlemlerin yapıldığı bölümdür.

Ön Bellek (Cache)
Sistem belleğinden gelen veriler, çoğunlukla CPU’nun hızına yetişemezler. Bu problemi çözmek için CPU içinde yüksek hızlı hafızalar bulunur. Önbellek çalışmakta olan programa ait komutların, verilerin geçici olarak saklandığı yüksek hızlı hafızalardır. İşlemcinin komutları daha hızlı yüklemesini sağlayan bu hafıza genellikle L1 (Level 1) ve L2 (Level 2) olmak üzere iki k ısımdan oluşur. İşlemci, ihtiyaç duyduğu komutu ilk önce L1 ön bellekte (L1 ön bellek L2 ön bellekten daha hızlıdır.) arar. Eğer işlemcinin aradığı komut burada yoksa L2 önbelleğe bakar. E ğer burada da yoksa sırasıyla RAM ve sabit disk üzerindeki sanal hafıza üzerinde arar. Ön belleklerin kimisi işlemci ile aynı hızda çalışır.

Kontrol Birimi
İşlemciye gönderilen komutların çözülüp (komutun ne anlama geldiğinin tanımlanması) işletilmesini sağlar. İşlemci içindeki birimlerin ve dışındaki birimlerin eş zamanlı olarak çalışmasını sağlayan kontrol sinyalleri bu birim tarafından üretilir.

İşlemci Hızı
Günümüzde kişisel bilgisayarlarda (PC=P ersonel C omputer) kullanılan tüm donanımlar 20 yıl öncesine göre çok daha hızlıdır. Ama her donamımın hızı eşit ölçüde artmamıştır. En büyük hız gelişimi, işlemcilerde gerçekleşmiştir. Bilgisayarın tüm donan ımlarının bağlandığı kart olan ana kartta saat çipi (saat yongası) vardır. Bu saat sistem hızını (FSB) belirler. Saatin her “tik”i, saniyede milyon veya milyar devirle ölçülür. Saniyedeki tek devirin ölçüsü Hertz’dir. (Hertz diye okunur) İşlemcilerde hız, işlemcinin birim zamanda yapabildiği i şlem sayısı olarak tanımlanmaktadır. Bir saniyede yapılan milyon adet işlem Mhz (Megahertz) olarak tanımlanır ve temel hız ölçüsüdür.

Ancak günümüz işlemcileri saniyede milyar işlem – Ghz (Gigahertz –cigahertz diye okunur) hız seviyesine ulaşmışlardır. Sistem hızı, tüm sistemin birlikte uyum içerisinde çal ışması için gerekli olan ritmi verir. Saatin her “tik”inde, tüm bilgisayar aygıtlarında veri ve komutlar akar. Sistemi oluşturan bileşenler, sistem hızının katı veya çarpanı ile orantılı çalışır. Örneğin, bir ses kartı sistem hızının 1/3’ü ya da 1/4’üne denk gelen 33 Mhz’de veri alışverişinde bulunur. Modern bir işlemci, sistem hızının çarpanları kadar hızlı çalışır. Örneğin, 100 Mhz sistem hızına sahip bir sistemde 1.8 Ghz hızında çalışan bir işlemci, 18 çarpanını kullanıyor demektir.

Üreticiler, sürekli olarak daha hızlı işlemcileri piyasaya sürerken eski modellerinin üretimini durdururlar. Her i şlemcinin üzerine üretici tarafından belirlenmiş, işlemcinin kararlı bir şekilde çalışabileceği hız yazılır. Üreticiler, işlemci hızını artırmak için çeşitli yollar izlemi şlerdir. Birincisi, bir tek işlemci modeli üretiminde uğraşarak hızını artırmışlardır. İkincisi, işlemcinin fiziksel boyutunu küçültüp, işlemciyi çalıştırabilmek için gereken voltaj miktarını, dolayısıyla da işlemci ısısını azaltmışlardır. İşlemciden çıkan ısıyı azaltmanın verdiği avantajla da aşırı ısınmadan korkmaks ızın işlemcinin çekirdek hızını yükseltmişlerdir. Sonuç olarak ortaya çıkan yüksek hız oyun severler başta olmak üzere herkesi mutlu etmektedir.

İşlemcin tek ba şına hızlı olması sadece işlemci içi işlemlerde etkilidir. İşlemcinin kendi içinde çalışma hızı, çevre birimleri ve iletişim hatlarına göre çok hızlıdır. işlemci çevre birimleri ile ileti şim kurarken onların hızlarına uymak zorundadır. Bir işlemci sisteminin hızlı olabilmesi için işlemci dışındaki diğer birimlerin de hızlı olması gerektiği unutulmamalıdır.

GSM 900 ve GSM 1800

Avrupa ülkeleri tarafından başlangıçta sadece Avrupa’da kullanılmak üzere geliştirilen GSM, tüm dünyada oldukça büyük bir kabul görmüş ve yaygınlaşmıştır. Bugün pek çok ülkede, GSM servislerine büyüyerek devam eden talebin karşılanması...

Fibet Optik Üretim Yöntemleri

Optik fiberlerde en önemli konu, zayıflamada baskın rol oynayan, malzemelerin saflığıdır. Pencere camı ile modern optik fiberlerde ulaşılan geçirgenlik arasında  katlık (dB olarak) bir fark vardır. (Eğer deniz, optik fiber...

Polarity (Polarisation)

Polarizasyon, Polarma. Polarite, Kutuplama . Bir elektromagnetik dalganın elektrik alan vektörünün doğrultusudur. Bir sinyalin elektriksel alanının titreşim düzlemi olarak tanımlanabilir. Uydu yayınında farklı polariteler kullanılması aynı frekansın tekrar kulanılabilmesini sağlar...

    Yusuf Gökçe

    'Yusuf GÖKÇE Blog' Teknoloji'nin her dalından hayatımızı kolaylaştıran buluşların kısa ve öz teknik bilgileri bu portalda olacak...

    © 2024 Yusuf Gökçe. Elektrik, Elektronik, Bilgisayar, Otomasyon, Telekominikasyon...

    Arama