پردازنده مناسب من چیست؟

پردازنده یا CPU چیست؟

کلمه CPU مخفف عبارت Central Processing Unit به معنای “واحد پردازش مرکزی” یا طور مختصر پردازنده است.این قسمت از سیستم الکترونیکی اصلی ترین بخش کامپیوتر است. این قطعه وظایف مهمی از قبیل عملکرد های ریاضی، منطقی، مقایسه ای و محاسبه های مربوط به آدرس دهی در کامپیوتر را به عهده دارد. CPU مهم ترین تراشه بر روی برد اصلی هر کامپیوتر می باشد و آن مدیریت کلیه مراحل پردازش داده ها را به عهده دارد.

این قطعه به صورت مستقیم و یا غیر مسقیم سایر قطعات روی برد اصلی و سایر قسمتهای کامپیوتر را نظارت و مقداردهی می کند. CPU ها هر چند دارای ابعاد فیزیکی بسیار کوچکی هستند ولی از ابتدایی ترین آنها که از 29000 ترانزیستور تا انواع پیشرفته آنها که 7/5 میلیون ترانزیستور می باشد، ابعاد فیزیکی آنها بسیار محدود و در حد ۲ تا ۳ اینچ مربع می باشند.این قطعه با توجه به حساسیت و اهمیت زیادی که دارد بالطبع از قیمت بالایی برخوردار است.

شاخص‌های یک پردازنده

CPUها معمولاً دارای ۳ شاخص مهم هستند که بر روی قیمت آن‌ها نیز تاثیر بسیاری می‌گذارند. این سه شاخص عبارت اند از:

سرعت پردازنده (Clock)

یکی از مهمترین عوامل در انتخاب و خرید یک پردازنده سرعت کلاک (Clock Speed) آن است که برای همه هسته‌های آن معمولاً عددی ثابت است. سرعت CPU نشانگر تعداد عملی است که یک هسته می‌تواند در هر ثانیه انجام دهد و واحد آن هرتز (Hertz) است که معمولاً به صورت مگاهرتز (MHz – میلیون هرتز) یا گیگاهرتز (GHz – میلیارد هرتز) بیان می‌شود.

برای مثال پردازنده‌ای که سرعت آن ۲.۵ گیگاهرتز است، می‌تواند در هر ثانیه ۲ میلیارد و نیم دستور را پردازش کند. درصورتی که پردازنده دارای هسته‌های بیشتر باشد، هر هسته می‌تواند بصورت مجزا این تعداد دستور را پردازش کند.

حافظه نهان (Cache)

مورد دیگری که معمولاً از سرعت نیز بیشتر مورد توجه قرار می‌گیرد، حافظه نهان (Cache) پردازنده است. حافظه نهان می‌تواند دارای چند لایه باشد که با حرف L نشان داده می‌شود. معمولاً CPUها تا ۳ لایه حافظه نهان دارند که لایه اول (L1) نسبت به دوم (L2) و دوم نیز نسبت به سوم (L3) دارای سرعت بیشتر و حافظه کمتری است. حافظه نهان معمولاً تا چند ده مگابایت می‌تواند فضا برای ذخیره کردن داشته باشد که هرچه این فضا بیشتر باشد، قیمت پردازنده نیز بالاتر خواهد رفت.

حافظه کش وظیفه حفظ داده را دارد و به دلیل اینکه سرعت آن بسیار بیشتر از حافظه اصلی (RAM) است، بنابراین تاخیر در اجرای دستورات را بسیار می‌کاهد. CPU برای بدست آوردن داده، ابتدا حافظه نهان خود را چک می‌کند و در صورتی که در آن حافظه، داده مورد نظر وجود نداشته باشد به سراخ حافظه اصلی می‌رود. به این صورت حافظه نهان بر روی سرعت پردازنده تاثیر زیادی دارد.

برای مثال پردازنده اینتل i7-2600 دارای دو ست ۴ * ۳۲ کیلوبایت برای حافظه نهان لایه اول (L1) که یکی وظیفه حفظ داده و دیگری وظیفه حفظ دستورات را دارد. این CPU دارای ۴ * ۲۵۶ کیلوبایت حافظه لایه دوم (L2) بوده و ۸ مگابایت حافظه لایه سوم (L3) دارد که به اختصار به آن 8 مگ کش میگویند و لپ تاپی مانند Dell Precision 5520 دارای همین مقدار کش پردازنده است.

‌هسته‌های پردازشی (Core)

هسته‌های CPU، درواقع پردازنده‌های مستقلی هستند که هر یک به صورت جداگانه دستورات را پردازش می‌کند. امروزه CPUها معمولاً دارای بیش از یک هسته هستند که به کاربران این امکان را فراهم می‌کنند که مجموعه دستورات یا برنامه‌های خود را با استفاده از پردازش موازی (Parallel Computing) سریع تر از قبل اجرا کنند. البته داشتن هسته‌های بیشتر به معنای افزایش کارایی کلی پردازنده نیست. چون بسیاری از برنامه‌ها هنوز از پردازش موازی استفاده نمی‌کنند. یعنی عملاً سایر هسته‌ها کار به مراتب کمتری نسبت به یک هسته انجام می‌دهند.

در کل دنیا شرکت های بسیاری به تکنولوژی ساخت CPU دست پیداکرده اند اما فقط تعداد محدودی بصورت فراگیر و شناخته شده به فعالیت خود ادامه میدهند که در ادامه به آنها اشاره میکنیم:

1-اینتل(Intel):

کمپانی آمریکایی اینتل بزرگترین تولید کننده پردازنده در جهان محسوب می شود. این شرکت پردازنده هایی را در کاربری های مختلف از کاربری روزانه گرفته تا گیمینگ و سرور تولید می کند. این کمپانی در سال 1968 تاسیس شده است و فعالیت آن تاثیر به سزایی در دنیای کامپیوتر ها گذاشت.

2-ای ام دی(AMD):

شرکت آمریکایی سازنده انواع پردازنده است که توسط جری ساندرز تأسیس شد.از زمان تاسیس AMD در سال ۱۹۶۹، تمرکز این شرکت همواره بر ساخت ریزپردازنده‌ها و قطعات مشابه کامپیوتری بوده است مشخصا ای‌ام‌دی رقیب اصلی شرکت اینتل محسوب می‌شود.

3-اپل(Apple):

شرکت اَپِل یک شرکت چند ملیتی آمریکایی است که در زمینهٔ طراحی و ساخت لوازم الکترونیکی مصرفی و نرم‌افزار کامپیوتر فعالیت می‌کند. این شرکت ابتدا با نام شرکت کامپیوتری اپل (.Apple Computer Inc) در شهر کوپرتینو در ایالت کالیفرنیا، واقع در دره سیلیکون کشور آمریکا تأسیس شد.

از آنجا که تعداد زیادی از لپ تاپ های موجود در ایران از CPU های اینتل استفاده میکنند،خوب است نگاهی به انواع آن بیندازیم:

• پردازنده Intel Atom

پردازنده Intel Atom پردازنده کم‌مصرفی است که در نوت بوک، تبلت، اسمارتفون، اینترنت اشیا و دستگاه‌های مبتنی بر شبکه استفاده می‌شوند چون در این موارد، مصرف برق و عمر باتری از قدرت پردازش مهمتر است. نام مدل CPUهایی که مناسب دستگاه‌های کم مصرف و عمومی هستند عددی ندارد. عدد و حروف موجود در نامگذاری CPU اتم، بیانگر ویژگی های خاص پردازنده است. اگر در نامگذاری پردازنده از N استفاده شود یعنی برای نوت بوک مناسب است و با حرف Z یعنی برای دستگاه‌ها اینترنتی و سیار.همانطور که مشاهده میکنید از این CPU برای مینی لپتاپ ها بطور گسترده استفاده میشود.

• پردازنده Intel Celeron

پردازنده Intel Celeron برای کامپیوترهای دسکتاپی رده پایین طراحی شده و فقط کارهای عمومی مثل وبگردی و پردازش های اصلی را انجام می‌دهد. نوع کم‌مصرف Intel Celeron برای لپ تاپ‌ها مناسب است. این CPUها ضعیف‌ترین پردازنده اینتل هستند که به طور کلی اصلا پیشنهاد نمی‌شوند. لپ تاپ‌ها با این پردازنده فقط برای کارهای ابتدایی مناسب است چون کند است و بهتر است کمی بیشتر هزینه کنید و حداقل پردازنده Pentium Gold به جای آن بخرید.

• پردازنده Intel Pentium

سی پی یو پنتیوم چیست و چه کاربردی دارد؟ پردازنده پنتیوم در کامپیوترها و لپ تاپ های رده پایین و برای مصارف عمومی کاربرد دارند. جدیدترین نسل پنتیوم ها در حال حاضر در دو سری Gold و Silver عرضه می‌شوند. سری گلد، CPUهای دسکتاپی مناسب برای وب گردی، video streaming و مصارف عمومی است.

این CPUها دو هسته دارند و در زمینه کارایی قابل مقایسه باCore i5-11600 و Core i5-11400 نیست. G6605 پایین‌ترین مدل پنتیوم گلد است. چیپست‌های Pentium Silver مثل N6000 پردازنده‌های لپ تاپی هستند و فقط برای مصارف عمومی مناسب است. البته اگر کمی بیشتر هزینه کنید و Core i3 نسل ۱۱ بخرید، بسیار بهتر است.

• پردازنده Intel Core

Core i ها پردازنده‌های خانگی یا دسکتاپی اینتل هستند. دو نوع پردازنده اینتل کور داریم: یکی Core i ها هستند و دیگری Core 2 Duo. پردازنده اینتل Core در حال حاضر در چهار مدل مختلف عرضه می شود و ما شاهد سری جدید این پردازنده ها با نام Core i9 نیز می باشیم. بر خلاف تصویر خیلی از افراد عدد قرار داده شده در مقابل کلمه Core ربطی به تعداد هسته های پردازنده ندارد و تنها برای شناسایی پردازنده ها استفاده می شود.بر اساس مشخصات اعلام شده از سوی اینتل هر کدام از این پردازنده ها دارای قابلیت ها و ویژگی خاصی می باشند و هر کدام از توانایی های خاصی برخوردار می باشند.

طبق اعلام شرکت اینتل پردازنده اینتل Core به ترتیب از ضعیف به قوی طبق دسته بندی زیر می باشند.

Core i3 ضعیف ترین در این رده

Core i5 در رده متوسط در این رده قرار می گیرد.

Core i7 را می توان قوی ترین در این رده نامید

Core i9 دارای بالاترین توان و قدرت در این سری از پردازنده های بوده و بسیار گران قیمت می باشند.

• پردازنده Intel Xeon and Itanium

پردازنده‌های سری زئون و ایتانیوم از سری پردازنده های کلاس سروری هستند که برای برنامه‌های سروری مختلف بهینه شده‌اند. انواع سی پی یو زئون، پردازنده‌های صنعتی و خاص تجهیزات سخت افزاری سروری شرکت اینتل هستند. می‌توانند حتی تا ۳۲ عدد پردازنده در کنار هم به صورت همزمان کار کنند و بهترین گزینه برای انجام فرآیندهای Multi-Threading هستند.

از لحاظ معماری، پردازنده های سرور ۹۹% مشابه معماری پردازنده های دسکتاپ می باشد. مثلا زمانی که معماری Sandy Bridge ارائه شد (نوعی معماری پردازنده های اینتل که در سال ۲۰۰۵ از آن رونمایی و در محصولات بعدی این شرکت از آن استفاده شد.)، پردازنده های زئون و مثلا سری Core i 2xxx دقیقا از همان معماری سندی بریج (Sandy Bridge) استفاده کردند. اما نقطه تفاوت در یک سری تکنولوژی های اضافی هست که در ادامه به چند مورد اصلی آن ها اشاره میکنم.

مزایای CPU های زئون:

CPU های Xeon از (QPI (The Intel QuickPath Interconnect دوم برای بکارگیری در مادربرد های دارای دو سوکت پردازنده (Dual Socket) بهره می برند.

CPU های Xeon از تکنولوژی Intel Direct IO و Integrated IO پشتیبانی می کند اما سری Core i و دسکتاپ خیر(این تکنولوژی باعث افزایش بازدهی پردازنده می شود)

CPU های Xeon تا چند برابر بیشتر از حافظه Cache نسبت به پردازنده های معمولی و پیشرفته Desktop پشتیبانی می کنند.

CPU های Xeon از ECC Memory و یا سیستم تصحیح خطا در پردازش حافظه پشتیبانی می کنند.

CPU های Xeon کنونی تا حدود ۷۶۸ گیگابایت از حافظه رم پشتیبانی می کنند اما پردازنده های دسکتاپ نهایتا تا ۶۴ گیگابایت.

CPU های Xeon از تعداد بیشتر کانال نصب حافظه (Memory Slots) نسبت به پردازنده های دسکتاپ پشتیبانی می کنند.

و خیلی از موارد دیگر مثل مجموعه دستورات پردازشی اختصاصی و یا تعداد بیشتر رجیسترها در هسته های پردازشی و… که در نهایت باعث می شود تمامی سرورها و ایستگاه های کاری (Work Stations) و دیتاسنترهای معتبر و البته ابر کامپیوترهای دنیا، از پردازنده های Xeon استفاده کنند.

همانطور که گفته شد این CPU بیشتر برای استفاده بسیار سنگین و سروری استفاده میشود که بطور خلاصه میتوان به این شکل نمایش داد:

به بیان ساده، کامپیوتری همیشه روشن و قدرتمند است که کاربران در زمان‌های متفاوت، از آن انتظار پاسخ به درخواست‌های خود را دارند.مثلا همانطور که می دانید مرورگر های مختلفی از جمله Chrome، Mozilla Firefox، Opera و… وجود دارند که شما می توانید از آنها استفاده کنید. زمانی که شما در مرورگر خود (به عنوان مثال مرورگر Chrome) به دنبال موضوعی هستید، در این حالت درخواست خود را به مرورگر داده و این مرورگر به سرور مربوطه مراجعه کرده و اطلاعات و داده های لازم را از آن گرفته و به شما تحویل می دهد.