واحد پردازش مرکزی (CPU) بهعنوان مغز کامپیوتر، مسئول انجام محاسبات و پردازش اطلاعات است. سی پی یو، با دریافت و پردازش دادهها، به سایر اجزای سیستم دستور میدهد و تمامی فعالیتها را مدیریت میکند. انواع مختلفی از CPU وجود دارد که هر کدام ویژگیها و قابلیتهای منحصر به فردی دارند. این انواع شامل سی پی یوهای تک هستهای، چند هستهای و همچنین مبتنی بر معماریهای مختلف مانند x86 و ARM میشوند. در ادامه، به بررسی انواع CPU، نحوه عملکرد و تاثیر آنها بر عملکرد کلی سیستم خواهیم پرداخت.
CPU چیست؟
برای آشنایی با انواع CPU ابتدا به معرفی بخش مهمی از کامپیوتر به نام SoC میپردازیم. SoC، بخشی از سیستم است که تمامی اجزای مورد نیاز کامپیوتر را برای پردازش در یک تراشه سیلیکونی ادغام میکند. SoC شامل ماژولهای مختلفی است که سی پی یو جزء اصلی آن است. دیگر اجزای آن شامل پردازنده گرافیکی، حافظه، کنترلر USB، مدارهای مدیریت انرژی و رادیوهای بیسیم (WiFi، 3G، 4G LTE و 5G) میشود. با اینحال، پردازنده نمیتواند بهطور مستقل از سایر تراشهها دستورالعملها را پردازش کند. بهعبارت دیگر، ساخت یک کامپیوتر کامل تنها با SoC امکانپذیر است. سی پی یو بهخودی خود یک کامپیوتر نیست و میتوان آن را در نهایت، یک ماشینحساب بسیار سریع معرفی کرد که جزئی از سیستم تراشه یا SoC است. این واحد دادهها را از حافظه فراخوانی میکند و سپس نوعی عملیات محاسباتی (جمع، ضرب) یا منطقی (و، یا، نه) روی آنها انجام میدهد.
سی پی یو یا واحد پردازش مرکزی (Central Processing Unit) بهاختصار CPU، پردازنده اصلی در یک کامپیوتر است که وظیفه اجرای دستورالعملهایی که یک برنامه رایانهای را تشکیل میدهند، بر عهده دارد. سی پی یو بهعنوان یک مدار الکترونیکی، اعمال اصلی محاسباتی، منطقی، کنترل و ورودی/خروجی (Input/Output) را انجام میدهد. این اعمال تحتتاثیر دستورالعملهای برنامه قرار دارند و CPU بهطور مستقیم با حافظه اصلی و مدار ورودی/خروجی و همچنین پردازندههای اختصاصی، نظیر واحد پردازش گرافیکی (GPU)، در ارتباط است.
انواع CPU
واحد پردازش مرکزی (CPU) بهعنوان قلب هر سیستم کامپیوتری، وظیفه پردازش دادهها و اجرای دستورات را بر عهده دارد. انواع CPU به کاربران امکان میدهند تا با توجه به نیازهای خاص خود، پردازندهای مناسب انتخاب کنند. تعداد هستهها یکی از مهمترین ویژگیهای CPUهاست که بهطور مستقیم بر عملکرد سیستم تاثیر میگذارد. هسته، واحد پردازشی پردازنده است که میتواند بهطور مستقل تمام وظایف محاسباتی را انجام دهد.
پیبشنهاد ویژه: آموزش تعمیرات لوازم خانگی مخصوص ورود به بازارکار
انواع CPU در دو دستهبندی اصلی برای مصارف دسکتاپ و سرور تقسیمبندی میشوند.
پردازندههای تک هستهای (Single-Core)
پردازندههای تکهستهای، قدیمیترین انواع CPU هستند که تنها قادرند در هر زمان یک فرمان را اجرا کنند. این نوع پردازندهها بهطور معمول در دستگاههای قدیمی و برنامههای سبک استفاده میشوند و برای کاربریهای روزمره و ساده مناسب هستند. از آنجا که این پردازندهها تنها یک هسته دارند، نمیتوانند بهطور همزمان چندین کار را انجام دهند. برای اجرای چندین برنامه، این پردازنده باید ابتدا یک فرایند را به پایان برساند و سپس به اجرای دستور بعدی بپردازد. بههمین دلیل، در صورت اجرای چندین برنامه، عملکرد آنها بهطور قابلتوجهی کاهش مییابد.
پردازندههای دو هستهای (Dual-Core)
انواع CPUهای Dual-Core از دو هسته قوی تشکیل شدهاند و عملکردی مشابه دو پردازنده تکهستهای دارند. این پردازندهها میتوانند چندین وظیفه را به شکل بهینهتری مدیریت کنند و در آرایهای متغیر از جریانهای داده بهصورت رفت و برگشتی سوئیچ میکنند. به این ترتیب، اگر رشته یا رشتههای بیشتری اجرا شود، پردازنده دو هستهای میتواند بهطور همزمان چندین دستور را پردازش کند. این نوع CPU به کاربران امکان میدهد تا از توان پردازشی بیشتری نسبت به پردازندههای تکهستهای بهرهمند شوند.
پردازندههای چهار هستهای (Quad-Core)
سی پی یوهای چهار هستهای، مدلی بهینهشده از پردازندههای چند هستهای هستند که حجم کار را بین 4 هسته تقسیم میکنند. این پردازندهها قابلیت چند وظیفگی موثرتری دارند و میتوانند بهطور همزمان چندین دستور را اجرا کنند. از آنجا که انواع CPUهای چهار هستهای بهخوبی میتوانند نیازهای کاربران حرفهای و گیمرها را برآورده کنند، بهویژه برای بازیها و نرمافزارهای پیچیده طراحی شدهاند. این نوع CPU با تقسیم بار پردازشی میان هستهها، عملکرد بهتری را در مقایسه با پردازندههای دو هستهای ارائه میدهد.
پردازندههای شش هستهای (Hexa-Core)
انواع CPUهای شش هستهای بهعنوان نوع پیشرفتهتری از پردازندههای چهار هستهای، پردازشها را با سرعت بیشتری انجام میدهند. این پردازندهها میتوانند در مدیریت پردازشهای سنگین و پیچیده بهویژه در محیطهای کاری و برنامههای حرفهای بسیار کارآمد باشند. با توجه به اینکه پردازندههای شش هستهای مانند Core i7 اینتل برای کاربری روزمره و پردازشهای سنگین طراحی شدهاند، بهراحتی میتوانند نیازهای کاربران حرفهای را برآورده سازند. این نوع CPU به کاربران این امکان را میدهد که بدون هیچگونه وقفهای به انجام کارهای چند وظیفگی بپردازند و از سرعت و کارایی بالایی برخوردار شوند.
سی پی یوهای چندهستهای، توانایی انجام چند وظیفه بهصورت همزمان را افزایش میدهند.
پردازندههای هشت هستهای (Octa-Core)
سی پی یوهای Octa-Core از هشت هسته مستقل تشکیل شدهاند و نسبت به انواع قبلی کارایی بهتری ارائه میدهند. این پردازندهها شامل مجموعهای دوگانه از پردازندههای چهار هستهای هستند که فعالیتهای مختلفی را بین هستهها تقسیم میکنند. به این معنا که در بسیاری از مواقع، برای پردازش از حداقل هستههای مورد نیاز استفاده شده و چنانچه نیازی وجود داشته باشد، هستههای دیگر نیز در انجام محاسبات به کار گرفته میشوند. این نوع CPU بهویژه برای کارهای سنگین مانند ویرایش ویدیو، گرافیک و بازیهای کامپیوتری بسیار مناسب است و میتواند بهطور همزمان چندین برنامه را بهخوبی اجرا نماید.
پردازندههای ده هستهای (Deca-Core)
سی پی یوهای Deca-Core از 10 هسته مستقل تشکیل شدهاند که توان پردازشی بالاتری نسبت به پردازندههای دیگر ارائه میدهند. این پردازندهها قابلیت چند وظیفگی را به بهترین شکل ممکن انجام میدهند و میتوانند بهطور همزمان چندین فرایند سنگین را مدیریت کنند. با توجه به قدرت پردازشی بالای انواع CPUهای ده هستهای، برای کاربران حرفهای و تولیدکنندگان محتوا که نیاز به پردازشهای سریع و کارآمد دارند، بسیار مناسب هستند. روزبهروز تعداد بیشتری از پردازندههای ده هستهای به بازار عرضه میشوند و این امر نشاندهندهی تقاضای روزافزون برای کارایی بالاتر در زمینه پردازش دادهها است.
انواع CPU کامپیوتر بر اساس شرکت سازنده
در دنیای کامپیوتر، واحد پردازش مرکزی یا سی پی یو بهعنوان قلب سیستم عمل میکند و وظیفه پردازش دادهها و اجرای دستورات را بر عهده دارد. در حال حاضر، دو شرکت بزرگ و شناخته شده اینتل (Intel) و ایامدی (AMD) در صنعت تولید CPU یکه تازی میکنند. این دو شرکت رقابت شدیدی با یکدیگر دارند و این رقابت باعث نوآوری و پیشرفتهای چشمگیر در زمینه تکنولوژی پردازشگرها شده است.
اینتل و AMD به ترتیب از فناوریهای Hyper-Threading و SMT برای پردازش همزمان استفاده میکنند.
اینتل (Intel)
اینتل یکی از بزرگترین تولیدکنندگان پردازندههای کامپیوتری است و با ارائه محصولات متنوع، نیازهای مختلف کاربران را برآورده میسازد. این برند به ویژه با انواع CPU سری Core خود شناخته میشود.
- پردازندههای Pentium و Celeron: انواع CPU سری Pentium و Celeron از پایینردههای اینتل هستند که برای کاربریهای خانگی و اداری مناسبند. پردازندههای Pentium معمولا با دو یا چهار هسته و حافظه کش 2 تا 4 مگابایت طراحی شدهاند. فرکانس آنها نیز معمولا بین 2 تا 3.2 گیگاهرتز متغیر است. از طرف دیگر، انواع CPU سلرون از معماری مشابه Pentium بهره میبرند اما هستههای کمتری دارند و عملکرد آنها پایینتر است. این پردازندهها برای انجام کارهای ساده مانند مرور وب و کار با نرمافزارهای اداری مناسب هستند.
- پردازندههای Core: انواع CPUهای Core شامل مدلهای i3، i5، i7 و i9 هستند و برای کاربریهای خانگی، گیمینگ و ورک استیشن طراحی شدهاند.
- Core i3: انواع CPUهای i3 دارای 2 یا 4 هسته و حافظه کش 4 تا 8 مگابایت هستند و فرکانس آنها بین 3 تا 4 گیگاهرتز متغیر است.
- Core i5: این سری با 4 تا 6 هسته و حافظه کش 6 تا 12 مگابایت طراحی شدهاند و فرکانس آنها بین 3.3 تا 4.6 گیگاهرتز است.
- Core i7: انواع CPUهای i7 دارای 4 تا 8 هسته و حافظه کش 8 تا 16 مگابایت هستند. فرکانس آنها نیز بین 3.6 تا 5.0 گیگاهرتز متغیر است.
- Core i9: این پردازندهها برای کاربران حرفهای و گیمرها طراحی شدهاند و دارای 8 تا 18 هسته و حافظه کش 16 تا 32 مگابایت هستند. فرکانس آنها به 5.3 گیگاهرتز میرسد.
- پردازندههای Xeon: انواع CPUهای Xeon بیشتر برای سرورها و کاربریهای حرفهای مانند رندرینگ و مجازیسازی طراحی شدهاند. پردازندههای Xeon دارای تعداد بالای هسته (از 4 تا 28 هسته) و حافظه کش 12 تا 57 مگابایت هستند. این پردازندهها برای کاربریهای سنگین و نیازمند به پردازشهای موازی بسیار مناسبند.
ایامدی (AMD)
ایامدی نیز یکی دیگر از رقبای اصلی اینتل در زمینه تولید انواع CPU است. این شرکت بهویژه با سری پردازندههای Ryzen و Threadripper شناخته میشود.
- پردازندههای Athlon: انواع CPUهای Athlon برای کاربریهای خانگی و اداری طراحی شدهاند. این پردازندهها دارای 2 تا 4 هسته و حافظه کش 2 تا 4 مگابایت هستند و فرکانس آنها بین 2.0 تا 3.5 گیگاهرتز متغیر است. این پردازندهها بهویژه برای کاربرانی که نیاز به پردازشهای سنگین ندارند، مناسب هستند.
- پردازندههای Ryzen: این سری بهدلیل عملکرد بسیار خوب در گیمینگ و کاربردهای چند وظیفگی محبوبیت بالایی دارد. پردازندههای Ryzen به دستههای مختلفی تقسیم میشوند.
- Ryzen 3: این پردازندهها دارای 4 هسته و حافظه کش 4 تا 8 مگابایت هستند و فرکانس آنها بین 3.1 تا 4.0 گیگاهرتز است.
- Ryzen 5: انواع CPUهای Ryzen 5 دارای 6 هسته و حافظه کش 8 تا 16 مگابایت هستند و فرکانس آنها بین 3.2 تا 4.4 گیگاهرتز متغیر میباشد.
- Ryzen 7: این سری با 8 هسته و حافظه کش 16 تا 32 مگابایت طراحی شدهاند و فرکانس آنها ممکن است تا 4.7 گیگاهرتز نیز برسد.
- Ryzen 9: انواع CPUهای Ryzen 9 دارای 12 تا 16 هسته و حافظه کش 64 مگابایت هستند و فرکانس آنها نیز تا 5.0 گیگاهرتز میرسد.
- پردازندههای Threadripper: این سری سی پی یوها بهویژه برای کاربریهای حرفهای مانند ورک استیشن و رندرینگ طراحی شدهاند. انواع CPUهای Threadripper دارای 24 تا 64 هسته و حافظه کش 32 تا 128 مگابایت هستند. این پردازندهها برای کارهای سنگین و نیازمند به پردازشهای موازی بسیار مناسبند.
انواع CPUهای AMD Threadripper بهدلیل تعداد بالای هستهها برای رندرینگ و محاسبات پیچیده ایدهآل هستند.