Cpu چيست ؟ ( مقاله اي كامل در مورد Cpu )

**sina** · Monday 16 June 2008-1, 12:53 AM

مقاله ای کامل در مورد CPU

پردازنده یا واحد پردازنده مرکزی (CPU) 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 . پردازنده 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 2 تا 3 اینچ مربع می باشند .

مشخصه با اهمیت ریز پردازنده ها عبارتند از :

× . سرعت .
× . پهنای گذرگاه داده .
× . پهنای گذرگاه آدرس .
× . ماکزیمم حافظه .
علاوه بر این مشخصه ها تعداد ترانزیستور با کار گرفته شده ، cache داخلی ، پهنای پالس ، اندازه رجیستر های داخلی در پردازنده ها از اهمیت ویژه ای برخوردار هستند . همه پردازنده ها سه عمل اساسی را انجام می دهند :
× . انتقال اطلاعات
× . حساب و منطق
× . تصمیم گیری
مشخصات فنی پردازنده ها

پردازنده ها به عنوان یکی از اصلی ترین عناصر در یک کامپیوتر به صورت یک تراشه به شکل مربع روی برد اصلی قرار می گیرد . معمولا هر پردازنده دارای خصوصیات ویژه ای است که توسط تعدادی حروف و ارقام که بر روی هر کدام از آن ها چاپ شده ، مشخص می شوند .

این اطلاعات شامل موارد زیر می باشد :

- نام شرکت سازنده .
- نسل پردازنده .
- مدل و نوع پردازنده .
- سرعت پردازنده (MHZ ) .
- ولتاژ مورد نیاز پردازنده .
- شماره سریال پردازنده .

در ادامه به توضیح برخی از این مشخصه ها می پردازیم :

نام شرکت سازنده پردازنده

پردازنده ها توسط شرکت های مختلفی ساخته و ارائه شده اند.

شرکت های مشهور سازنده پردازنده عبارتند از :

- Intel
- IBM
- AMD
- Syrex
- Motorola
- IDT
- NIC
- IIT
گاهی بر روی پردازنده ها نام شرکت سازنده به صورت کامل و گاهی به صورت علائم اختصاری مخصوص شرکت مشخص می شود . مثلا برای محصولات شرکت از AMD برای مشخص کردن نام پردازنده عبارت ADVANCED شرکتهای MICRO DEVICES که کلمه AMD از آن گرفته شده چاپ می شود .

نسل پردازنده
پردازنده ها بسته به تنوع در مدل و عملکرد آن ها دارای مدل های مختلفی می باشند . معمولا هر گاه یک تغییر اساسی در ساختار یا پردازنده به وجود آمده است نسل جدیدی برای آن نام گذاری شده است . معمولا نسل های مختلف پردازنده ها را با نام ، علائم یا شماره های مختلف نشان می دهند . شرکتهای سازنده پردازنده تولیدات خود را بر اساس یک روش استاندارد نام گذاری می کنند . مثلا شرکت Intel تولیداتش را به صورت 80x86 و شرکت Motorola به صورت 68xxx نام گذاری می کنند ، که معمولا علامت x جایگزین نسل و مدل پردازنده می شود . مثلا در مورد پردازنده های Intel نسل های اول تا هفتم به صورت زیر می باشد :
همانگونه که مشاهده می کنید از نسل چهارم (80486) به بعد نامگذاری پردازنده های Intel به صورت 80x86 نمی باشد بلکه از نام پنتیوم استفاده شده است .

مدل پردازنده
هر کدام از نسل های پردازنده دارای مدلهای مختلفی می باشد که دارای مشخصات متفاوت می باشند . مثلا در مورد پردازنده و 80386 مدلهای DX , SX و برای 80486 مدلهای SX , DX , DXII , DX4 , DX5 برای پنتیوم (نسل پنجم) مدل های پنتیوم کلاسیک و MMX ، برای نسل ششم مدل های پنتیوم پرو ، پنتیوم II و پنتیوم III پنتیوم سلرون برای نسل هفتم مدل اتیانیوم را می توان اشاره نمود .

سرعت پردازنده
یکی دیگر از پارامتر های مهم برای پردازنده که معمولا روی پردازنده چاپ می شود ، سرعت پردازنده است . سرعت پردازنده بر حسب مگاهرتز (MHZ) مشخص می شود . گاهی سرعت پردازنده ها معادل سرعت پردازنده مشابه Intel بر روی آن چاپ می شود. در این پردازنده ها که شبیه پردازنده های پنتیوم Intel هستند ، برای نشان دادن سرعت AMD-K5 که در سطر دوم آن عبارت PR100 چاپ شده است ، بدین معنی است که این پردازنده دارای سرعتی معادل سرعت پردازنده های پنتیوم اینتل با سرعت 100MHZ می باشد . هر چند ممکن است سرعت واقعی این پردازنده کمتر باشد . چنانچه بعد از PR100 علامت + هم داشته باشیم یعنی سرعت این پردازنده حتی از پردازنده اینتل با سرعت 100MHZ هم بیشتر می باشد .

ولتاژ پردازنده
پردازنده های قدیمی (قبل از کار 468DX4) با ولتاژ 5v کار می کردند . پردازنده هایی که بعد از 486DX4 به بازار ارائه شد با ولتاژ 3.3v کار می کردند . امروزه پردازنده های K6 از شرکت AMD با ولتاژهای پایین تر از 3.3v (2.2v می کنند . طبیعی است هر چه پردازنده با ولتاژ کمتری کار کند توان مصرفی آن کمتر شده و در نتیجه پردازنده کمتر داغ می شود .

C P U
CENTERAL PROCESSING UNIT به معنای یک قطعه به عنوان مرکز پردازشکر است.یا همون مرکز پردازشها.

**حدیثه هادی** · Sunday 24 October 2010-1, 12:38 PM

سلام.خسته نباشید.میخوام مقاله ای درباره مقایسه cpu و gpu ارائه بدم.میتونید به من کمک کنید؟

**vahidreza1** · Thursday 7 June 2012-1, 08:44 PM

عذر میخوام این چکیده از مقاله است نه مقاله کامل...مدریت محترم اسم این تاپیک اصلا مناسب نیست.دانشجو رو گمراه گمراه میکنه

**sina** · Friday 8 June 2012-1, 02:54 AM

مقاله ای جامع و کامل در مورد cpu

آموزش های سخت افزاری

یک (central processing unit (CPU که گاهی اوقات آن را پردازنده (Processor) نیز می‌نامند ؛ یکی از اجزاء رایانه‌های رقمی می‌باشند که فرامین را در رایانه‌ها تفسیر می‌نماید و اطلاعات را مورد پردازش قرار می‌دهد . واحدهای مرکزی پردازش ویژگی پایه‌ای قابل برنامه ریزی شدن را در رایانه‌های رقمی فراهم می‌کنند ؛ و یکی از مهم‌ترین اجزاء رایانه‌ها در حافظهٔ اولیه ؛امکانات ورودی/خروجی هستند .یک پردازندهٔ مرکزی مداری یکپارچه می‌باشد که معمولاً به عنوان ریزپردازنده شناخته می‌شود . امروزه عبارت CPU‌ها معمولاً برای ریزپردازندها به کار می‌روند.
عبارت «central process unit»(واحد پردازندهٔ مرکزی) یک ردهٔ خاص از ماشین را معرفی می‌کند که می‌تواند برنامه‌های رایانه را اجرا کند .این عبارت گسترده می‌تواند به راحتی به بسیاری از رایانه‌هایی که بسیار قبل تر از عبارت "CPU" بودند تعمیم داد . به هر حال ؛این عبارت و شروع استفاده از آن در صنعت رایانه حداقل از اوایل سال ۱۹۶۰ رایج شد. شکل ,طراحی و پیاده سازی پرازنده‌ها نسبت به طراحی اولیه تغییر کرده‌است ولی عملگرهای بنیادی آن همچنان به همان شکل باقی مانده‌است .

پردازنده‌های اولیه که به عنوان یک بخش از چیزی بزرگ‌تر که معمولاً یک نوع رایانه ‌است ؛دارای طراحی سفارشی بودند . در هر صورت این روش طراحی سفارشی پردازنده‌ها ،کاری گران قیمت برای یک بخش خاص، به مقدار زیادی راه تولید را به تعداد زیاد که برای اهداف زیادی قابل استفاده بود را فراهم کرد .این استانداردسازی روند عمومی را در عصر transistor mainframes و minicomputer گسسته و شتابدار کردن تعمیم مدارات مجتمع(IC)را شروع کرد . IC امکان افزایش پیچیدگی ها برای طراحی پردازنده‌ها و ساختن آنها در مقیاس کوچک (در حد میلیمتر) امکان پذیر می‌سازد. هر دو فرآیند کوچک سازی و استاندارد سازی پردازنده‌ها حضور این تجهیزات رقمی در زندگی مدرن گسترش داد و آن را به فراتر از یک دستگاه خاص مانند رایانه برد .ریزپردازنده‌های جدید در هر چیزی چون خودروها تا تلفن‌های همراه و حتی اسباب بازی‌های کودکان وجود دارند.

تاریخچه
پیش از ظهور اولین ماشین که به پردازنده‌های امروزی شباهت داشت ؛ کامپیوتر‌هایی مثل انیاک(‍‍‍‍‌‍ENIAC) مجبور بودند برای اینکه کارهای مختلفی را انجام دهند دوباره سیم کشی کنند . این ماشین‌ها اغلب به رایانه هایی، با برنامهٔ ثابت اطلاق می‌شد تا زمانیکه توانایی اجرای چند برنامه را پیدا کردند. عبارت "CPU" از زمانی برای ابزار اجرا کنندهٔ نرم افزار(برنامهٔ رایانه) تعریف شد ؛ اولین ابزارهای که عبارت "CPU" به آن‌ها اطلاق شد همراه ظهور اولین برنامهٔ ذخیره شدهٔ در رایانه بود.
ایدهٔ برنامهٔ ذخیره شده مربوط به بعد زمان طراحی ENIAC بود . در ۳۰ ژوئن سال ۱۹۴۵ (۹ تیر ماه ۱۳۲۴) قبل از اینکه انیاک کامل شود , دانشمند ریاضیدان جان فون نیومان در مقاله‌ای به نام «First Draft of a Report on the EDVAC» آن را شرح داده بود .سرانجام شکل کلی ارائه داده شده برای برنامهٔ قابل ذخیره شدن در رایانه در آگوست سال ۱۹۴۹(تیر ماه ۱۳۲۸) کامل شد .EDVAC برای اجرا یک سری دستوالعمل‌های معین (یا عملگرهای خاص) برای گونه‌های متفاوت ،طراحی شده بود .این دستورالعمل‌ها می‌توانستند ترکیب شوند تا برنامه‌های مفید را بر روی EDVAC اجرا کنند . از نکات قابل توجه این بود که برنامه‌ای که برای EDVAC نوشته شده بود در یک حافظهٔ رایانه‌ای سریع؛ ذخیره شده بود که سریعتر از ثبت سخت افزاری است این پیروزی یک محدودیت شدید را بر ENIAC ایجاد می‌کرد و آن عبارت بود از این که مقدار بسیار زیادی از زمان و تلاش آن صرف تنظیمات دوباره برای انجام یک کار(پردازشی) جدید بود .با طراحی فون نیومان ؛برنامه یا نرم افزار که EDVAC اجرا می‌کرد می‌توانست تغییری ساده با محتوای حافظهٔ رایانه تغییر دهد .
دستگاه‌های رقمی حال حاضر ،همه با پردازنده‌هایی توزیع شده‌اند که به مدار گسسته و بنابراین به تعدادی تغییر المان برای متفاوت بودن و تغییر حالات احتیاج دارند . قبل از تجاری شدن ترانزیستور ؛ برای تغییر المانها از electrical relays و vacum tubes به صورت عمومی استفاده می‌شد . اگر چه اینها از مزایایی چون سرعت - به خاطر ساز و کار عمومی شان- برخوردار بودند ولی به خاطر بعضی مسایل غیرقابل اطمینان بودند .

ترانزیستور و مدارات مجتمع گسسته پردازنده ها

پیچیدگی طراحی پردازنده‌ها هم ‌زمان با افزایش سریع فن آوری‌های متنوع که ساختارهای کوچک‌تر و قابل اطمینان تری را در وسایل الکترونیک باعث می‌شد، افزایش یافت . اولین موفقیت با ظهور اولین ترانزیستورها حاصل شد . پردازنده‌های ‍‍ ترانزیستوری در طول دهه‌های ۵۰ و ۶۰ میلادی زمان زیادی نبود که اختراع شده بود و این در حالی بود که آنها بسیار حجیم، غیر قابل اعتماد و دارای المانهای سوئیچینگ شکننده مانند لامپ‌های خلا و رله‌های الکتریکی بودند. با چنین پیشرفتی پردازنده‌هایی با پیچیدگی و قابلیت اعتماد بیشتری بر روی یک یا چندین برد مدار چاپی که شامل قسمت‌های تفکیک شده بودند ساخته شدند.
در طول این مدت ، یک روش برای تولید تعداد زیادی ترانزیستور روی یک فضای فشرده نظر اکثریت را به خود جلب کرد. مدارات مجتمع (IC)‌ها ،این امکان را فراهم کردند که تعداد زیادی از ترانزیستورها روی یک پایه نیمه رسانا لایه لایه شده یا «چیپ»ساخته شوند. در ابتدا تنها مدارات غیر تخصصی پایه مانند گیتهای منطقی NOR به صورت مدارات مجتمع ساخته شدند. پردازنده‌هایی که بر اساس چنین واحد سیستم پایه‌ای مدارات مجتمع ساخته شدند به طور کلی جزو مدارات مجتمع مقیاس کوچک (SSI) محسوب می‌شدند.مدارات مجتمع SSI مانند آنچه که در راهنمای کامپیوتر آپولو آورده شده ،معمولاً شامل ترانزیستورها با تعداد ضرایبی از ۱۰ می‌باشند. ساخت یک پردازنده یکپارچه و بی عیب و نقص بدون استفاده از مدارات مجتمع SSI نیازمند هزاران چیپ مجزا می‌باشد ، اما همچنان مقدار حجم و توان مصرفی بسیار کمتری نسبت به طراحی به وسیله مدارات ترانزیستوری گسسته نیازمند است.چنین تکنولوژی میکرو الکترونیک پیشرفته‌ای باعث افزایش تعداد ترانزیستورهای موجود در ICها شد و بدین ترتیب کاهش تعداد ICهای منفردی را در پی داشت که به یک پردازنده کامل نیاز داشتند. در مدارات مجتمع سری MSI و LSI (مدارات مجتمع مقیاس متوسط و بزرگ) میزان ترانزیستورها تا صدها و سپس تا هزاران ترانزیستور افزایش یافت.در سال ۱۹۶۴ شرکت IBM سیستم معماری ۳۶۰ کامپیوتر را معرفی کرد که در یک سری از کامپیوترها که می‌توانستند یک برنامه را با چندین سرعت و شکل مختلف اجرا کنند مورد استفاده قرار گرفت. این کار در زمانی که بیشتر کامپیوترهای الکترونیکی با یکدیگر نا سازگار بودند ، حتی آنهایی که توسط یک کارخانه ساخته می‌شدند ،بسیار حائز اهمیت بود. به منظور تسهیل در چنین پیشرفتی شرکت IBM از یک راهکار به نام ریز برنامه (ریز دستورالعمل)استفاده کرد ، که همچنان به صورت گسترده‌ای در پردازنده‌های مدرن مورد استفاده قرار می‌گیرد. سیستم معماری ۳۶۰ آنچنان به شهرت رسید که چندین دهه بر بازار سیستم‌های کامپیوتری قدرتمند حکمفرما بود و چیزی از خود بر جای گذاشت که روند آن همچنان نیز به وسیله کامپیوترهای مدرن مشابه مانند کامپیوترهای سری Z شرکت IBM ادامه دارد. در همان سال (۱۹۶۴) انجمن تجهیزات دیجیتالی (DEC) یک کامپیوتر قدرتمند با هدف کاربرد علمی و تحقیقاتی به بازا عرضه کرد. بعدها یک سیستم با نام ۱۱ PDP-عرضه کرد که به نهایت شهرت دست یافت و این سیستم در اصل با مدارات مجتمع SSI ساخته شده بود با این تفاوت که نهایتا با اجزاء LSI تکمیل شده بود و به یکباره به کاربرد عملی رسید. بر خلاف SSI و MSI های قبلی ، اولین پیاده سازی LSI از ۱۱PDP- شامل پردازنده‌های مرکب از چهار LSI مدار مجتمع می‌باشد.(انجمن تجهیزات دیجیتالی ۱۹۷۵)
کامپیوترهای با ترانزیستور پایه دارای چندین مزیت ممتاز بود. گذشته از تسهیل و ساده سازی ، قابلیت اعتماد بالا و توان مصرفی پایین تری داشتند. ترانزیستورها همچنین به پردازنده‌ها اجازه می‌دادند تا با سرعت بالاتری مورد استفاده قرار گیرد و این به علت زمان سوئیچینگ کوتاه یک ترانزیستور در مقایسه با یک لامپ الکترونی یا رله می‌باشد. در نتیجه برای هر دو حالت افزایش اعتماد و متناسب با آن افزایش چشمگیر سرعت ، المانهای سوئیچینگ پالس ساعت پردازنده در دهگان مگاهرتز در طول این دوره بدست آمد. به علاوه زمانیکه ترانزیستورهای گسسته و ICهای ریزپردازنده‌ها مورد استفاده زیادی قرار گیرند ، طراحی‌های جدید با کیفیت بالا مانند SIMD (دستورالعمل‌های منفرد با اطلاعات چندگانه) پردازنده‌های جهت دار آشکار می‌شود. این طراحی آزمایشگاهی اخیر بعدها باعث شکل گیری عصر تخصصی ابر کامپیوترها مانند نمونه ساخته شده توسط کری اینک گردید.

CPU چیست ؟ - ریزپردازنده‌ها

ریزپردازنده اینتل DX28048 در یک بسته سرامیکی

پیدایش ریز پردازنده‌ها در سال ۱۹۷۰ به طور قابل توجهی در طراحی و پیاده سازی پردازنده‌ها تأثیر گذار بود. از زمان ابداع اولین ریزپردازنده (اینتل۴۰۰۴)در سال ۱۹۷۰ و اولین بهره برداری گسترده از ریزپردازنده اینتل ۸۰۸۰ در سال ۱۹۷۴ ، این روند رو به رشد ریزپردازنده‌ها از دیگر روشهای پیاده سازی واحدهای پردازش مرکزی (CPU) پیشی گرفت ،کارخانجات تولید ابر کامپیوترها و کامپیوترهای شخصی در آن زمان اقدام به تولید مدارات مجتمع با برنامه ریزی پیشرفته نمودند تا بتوانند معماری قدیمی کامپیوترهای خود را ارتقا دهند و در نهایت ریز پردازنده‌ای سازگار با مجموعه دستورالعمل‌های خود تولید کردند که با سخت افزار و نرم افزارهای قدیمی نیز سازگار بودند. با دستیابی به چنین موفقیت بزرگی امروزه در تمامی کامپیوترهای شخصی CPUها منحصرا از ریز پردازنده‌ها استفاده می‌کنند.
نسل قبلی ریزپردازنده‌ها از اجزا و قسمت‌های بیشمار مجزا از هم تشکیل می‌شد که در یک یا چندین برد مداری قرار داشتند. اما ریزپردازنده‌ها ، CPUهایی هستند که با تعداد خیلی کمی IC ساخته می‌شوند ، معمولاً فقط از یک IC ساخته می‌شوند. کارکرد در یک قالب مداری به مفهوم زمان سوئیچینگ سریعتر به دلیل حذف عوامل فیزیکی می‌باشد. مانند کاهش بهره پارازیتی خازنها ، که همگی در نتیجه کوچکی اندازه CPU هاست. این حالت باعث هم‌زمان سازی ریزپردازنده‌ها می‌شود تا بتوانند پالس ساعتی در رنج چند ده مگا هرتز تا چندین گیگا هرتز داشته باشند. به علاوه تعداد مینی ترانزیستورها روی یک IC افزایش می‌یابد و پیچیدگی عملکرد با افزایش ترانزیستورها در یک پردازنده به طرز چشمگیری باعث افزایش قابلیت CPUها می‌شود. این واقعیت به طور کامل مبین قانون مور می‌باشد که در آن بطور کامل و دقیق رشد افزایشی ریزپردازنده‌ها و پیچیدگی آنها با گذر زمان پیش بینی شده بود.
در حالیکه پیچیدگی ، اندازه ، ساختمان و شکل کلی ریزپردازنده‌ها نسبت به ۶۰ سال گذشته کاملاً تغییر کرده ، این نکته قابل توجه‌است که طراحی بنیادی و ساختاری آنها تغییر چندانی نکرده‌است. امروزه تقریباً تمام ریزپردازنده‌های معمول می‌توانند پاسخگوی اصل نیومن در مورد ماشینهای ذخیره کننده برنامه باشند.
مطابق قانون مور که در حال حاضر نیز مطابق آن عمل می‌شود ، روی کرد استفاده از فناوری جدید کاهش در مدارات مجتمع ترانزیستوری مد نظر است. در نهایت مینیاتوری کردن مدارهای الکترونیکی باعث ادامه تحقیقات و ابداع روشهای جدید محاسباتی مانند ایجاد کامپیوترهای ذره‌ای (کوانتومی) شد . به علاوه موجب گسترش کاربرد موازی سازی و روشهای دیگر که ادامه دهنده قانون سودمند کلاسیک نیومن است گردید.

عملکرد ریزپردازنده‌ها
کارکرد بنیادی بیشتر ریزپردازنده‌ها علیرغم شکل فیزیکی که دارند ، اجرای ترتیبی برنامه‌های ذخیره شده را موجب می‌شود. بحث در این مقوله نتیجه پیروی از قانون رایج نیومن را به همراه خواهد داشت. برنامه توسط یک سری از اعداد که در بخشی از حافظه ذخیره شده‌اند نمایش داده می‌شود.چهار مرحله که تقریباً تمامی ریزپردازنده‌هایی که از [ قانون نیومن] در ساختارشان استفاده می‌کنند از آن پیروی می‌کنند عبارت‌اند از : فراخوانی ،رمز گشایی ، اجرا ، بازگشت برای نوشتن مجدد.

بلوک دیاگرامی که نمایشگر چگونگی رمز گشایی یک MIPS32 است.

مرحله اول ، فراخوانی ، شامل فراخوانی یک دستورالعمل (که به وسیله یک عدد و یا ترتیبی از اعداد نمایش داده می‌شود) از حافظه برنامه می‌باشد. یک محل در حافظه برنامه توسط شمارنده برنامه(PC) مشخص می‌شود که در آن عددی که ذخیره می‌شود جایگاه جاری برنامه را مشخص می‌کند.به عبارت دیگر شمارنده برنامه از مسیرهای پردازنده در برنامه جاری نگهداری می‌کند. بعد از اینکه یک دستورالعمل فراخوانی شد شمارنده برنامه توسط طول کلمه دستورالعمل در واحد حافظه افزایش می‌یابد. گاهی اوقات برای اینکه یک دستورالعمل فراخوانی شود بایستی از حافظه کند بازخوانی شود. که این عمل باعث می‌شود ریزپردازنده همچنان منتظر بازگشت دستورالعمل بماند. این موضوع به طور گسترده‌ای در پردازنده‌های مدرن با ذخیره سازی و معماری مخفی سازی در حافظه‌های جانبی مورد توجه قرار گرفت. دستورالعملی که پردازنده از حافظه بازخوانی می‌کند باید معین شده باشد که چه عملی را CPU می خواهد انجام دهد. در مرحله رمزگشایی ، دستورالعمل به بخش‌هایی که قابل فهم برای قسمت‌های پردازنده هستند تفکیک می‌شود. روشی که در آن مقادیر دستورالعمل شمارشی ترجمه می‌شود توسط معماری مجموعه دستورالعمل‌ها (ISA) تعریف می‌شود. اغلب یک گروه از اعداد در یک دستورالعمل که شناسنده نامیده می‌شوند بیانگر این هستند که کدام فرایند باید انجام گیرد. قسمت باقیمانده اعداد معمولاً اطلاعات مورد نیاز برای دستور را در بر دارند ، مانند عملوندهای یک عملیات اضافی که در واقع چنین عملوندهایی ممکن است به عنوان یک مقدار ثابت داده شوند(مقدار بی واسطه) ، یا اینکه به عنوان یک محل برای مکان یابی یک مقدار ، یک ثبات و یا آدرس حافظه که به وسیله گروهی از مدهای آدرس دهی تعیین می‌گردد داده شوند. در طرحهای قدیمی سهم پردازنده‌ها یی که در رمزگشایی دستورالعملها نقش داشتند از واحد سخت افزاری غیر قابل تغییر برخوردار بودند. اگرچه در بیشتر پردازنده‌ها و ISA‌های انتزاعی و پیچیده اغلب یک ریز برنامه دیگر جهت ترجمه دستورالعمل به صورت ترکیب سیگنالهای مختلف برای CPU ‌ها وجود دارد. این ریز برنامه گاهی قابلیت دوباره نویسی را دارد ، بنابراین آنها می‌توانند برای تغییر نحوه رمز گشایی دستورالعملها حتی پیش از آنکه CPU ها تولید شدند اصلاحاتی را مجدداً انجام دهند.

بلوک دیاگرام یک پردازنده ساده

بعد از مراحل فراخوانی و رمزگشایی مرحله اجرای دستور انجام می‌گیرد. در طول این مرحله قسمت‌های مختلفی از پردازنده با هم مرتبط هستند و می‌توانند یک عملکرد مطلوب ایجاد کنند. برای مثال اگر یک عملکرد اضافی درخواست شود واحد محاسبه و منطق (ALU)با یک سری از ورودی‌ها و خروجی‌ها مرتبط خواهد شد. ورودی‌ها اعداد مورد نیاز برای افزوده شدن را فراهم می‌کنند و خروجیها شامل جمع نهایی اعداد می‌باشند. ALU شامل مجموعه‌ای از مدارهاست تا بتواند عملیاتهای ساده محاسباتی و منطقی را روی ورودی‌ها انجام دهد. اگر فرایند اضافی نتیجه بزرگی برای کارکرد پردازنده ایجاد کند یک پرچم سر ریز محاسباتی در ثبات پرچمها ایجاد می‌شود.
مرحله پایانی یعنی بازگشت به مکان اولیه و آمادگی برای نوشتن مجدد پس از مرحله اجرا در قسمتی از حافظه به وجود می‌آید. گاهی اوقات نتایج محاسبات در ثباتهای پردازنده‌های خارجی نوشته می‌شوند که اینکار برای دسترسی سریع به وسیله دستورهایی که بعدا به برنامه داده می‌شود انجام می‌گیرند. در حالت دیگر ممکن است نتایج با سرعت کمتری نوشته شوند اما در حجم بزرگ‌تر و ارزش کمتر ، که این نتایج در حافظه اصلی ذخیره خواهند شد. برخی از دستورات شمارنده برنامه که قابل تغییر هستند نسبت به آن دسته از اطلاعاتی که مستقیما نتایج را تولید می‌کنند ترجیح داده می‌شوند. در اصل همگی این موارد خیزش نامیده می‌شوند و رفتارهایی شبیه حرکت در یک لوپ ، زمان اجرای برنامه (در طول استفاده از خیزش‌های شرطی) و همچنین روند توابع در برنامه‌ها را تسهیل می‌دهند. تعداد بسیاری از دستورات وضعیت یک رقم در ثبات پرچمها را تغییر می‌دهند. این پرچمها می‌توانند برای تأثیر گذاری در چگونگی عملکرد یک برنامه مورد استفاده قرار گیرند. برای مثال یک نوع از دستورات مقایسه‌ای به مقایسه یک عدد و مقدار موجود در ثبات پرچمها رسیدگی می‌کند. این پرچم ممکن است بعدا با یک دستورالعمل جهشی برای مشخص کردن روند برنامه مورد استفاده قرار بگیرد.
بعد از اجرای دستورالعمل و نوشتن مجدد روی اطلاعات منتجه فرآیند به طور کامل تکرار می‌شود و با دستور بعدی چرخه به طور معمول مقدار بعدی را از ترتیب شمارشی فراخوانی می‌کند، که این عمل به دلیل روند افزایشی مقدار شمارنده برنامه می‌باشد. در پردازنده‌های خیلی پیچیده تر نسبت به آنچه توضیح داده شد چندین دستورالعمل قابل فراخوانی ، رمز گشایی و اجرا به صورت هم‌زمان می‌باشند. این امر به طور کلی بیان می‌دارد که چه مباحثی به روش زمانبندی کلاسیکRISC مربوط می‌شود ، که در حقیقت این فرایند در پردازنده‌های معمولی که در بسیاری از دستگاههای الکترونیکی مورد استفاده قرار می‌گیرند متداول است. (ریز کنترل کننده یا میکرو کنترولر)

طراحی و پیاده سازی

دامنه صحیح (رنج کاری) :
روشی که یک پردازنده از طریق آن اعداد را نمایش می‌دهد یک روش انتخابی در طراحی است که البته در بسیاری از راههای اصولی اثر گذار است. در برخی از کامپیوترهای دیجیتالی اخیر از یک مدل الکترونیکی بر پایه سیستم شمارش دسیمال (مبنای ده) برای نمایش اعداد استفاده شده‌است. برخی دیگر از کامپیوترها از یک سیستم نامتعارف شمارشی مانند سیستم سه تایی(مبنای سه) استفاده می‌کنند. در حال حاضر تمامی پردازنده‌های پیشرفته اعداد را به صورت دودویی (مبنای دو) نمایش می‌دهند که در آن هر عدد به وسیله چندین کمیت فیزیکی دو ارزشی مانند ولتاژ بالا و پایین نمایش داده می‌شوند.

ریز پردازنده ۶۵۰۲ MOS در بسته دوتایی که به صورت رایج 8بیتی طراحی شده‌است.

علت نمایش دهی از طریق اعداد حجم کم و دقت بالا در اعدادی است که پردازشگر می‌تواند نمایش دهد. در حالت دودویی پردازنده‌ها , یک بیت به یک مکان مشخص در پردازنده اطلاق می‌شود که پردازنده با آن به صورت مستقیم در ارتباط است. ارزش بیت (مکانهای شمارشی) یک پردازنده که برای نمایش اعداد بکار برده می‌شود «بزرگی کلمه»، «پهنای بیت»،«پهنای گذرگاه اطلاعات» و یا «رقم صحیح» نامیده می‌شود.که البته این اعداد گاهی در بین بخش‌های مختلف پردازنده‌های کاملاً یکسان نیز متفاوت است. برای مثال یک پردازنده ۸ بیتی به محدوده‌ای از اعداد دسترسی دارد که می‌تواند با هشت رقم دودویی (هر رقم دو مقدار می‌تواند داشته باشد) ۲ یا ۲۵۶ عدد گسسته نمایش داده شود. نتیجاتا مقدار صحیح اعداد باعث می‌شود که سخت افزار در محدوده‌ای از اعداد صحیح که قابل اجرا برای نرم افزار باشد محدود شود و بدین وسیله توسط پردازنده مورد بهره برداری قرار گیرد.
دامنه صحیح همچنین می‌تواند در تعداد مکانهایی از حافظه که قابل آدرس دهی در پردازنده هستند تأثیر گذار باشد. به عنوان مثال اگر یک پردازنده از ۳۲ بیت برای نمایش آدرس حافظه استفاده کند و هر آدرس حافظه‌ای یک بایت (۸بیت) را نمایش دهد ، ماکزیمم مقدار حافظه چنین پردازنده‌ای می‌تواند ۲ بایت یا ۴ گیگا بایت را آدرس دهی کند. این یک نمای ساده از فضای آدرس دهی پردازنده هاست و بسیاری از طراحی‌ها از روشهای آدرس دهی پیشرفته تری مانند استفاده از حافظه‌های مجازی استفاده می‌کنند تا بتوانند مکانهای بیشتری از حافظه را آدرس دهی کنند.
سطوح بالا تر دامنه صحیح (رنج کاری) به تشکیلات بیشتری برای رسیدگی به رقمهای افزوده نیازمند است و بنابراین پیچیدگی ، اندازه ،توان مصرفی و حتی هزینه عمومی بیشتری را در پی خواهد داشت.و این امر به هیچ وجه مقبول نیست. بنابر این استفاده از ریز کنترل کننده‌های ۴و ۸ بیتی که در کاربردها پیشرفته مورد استفاده قرار می‌گیرد متداول تر است. هرچند پردازنده‌های با دامنه کاری بالاتر (مثل ۱۶ ،۳۲ ،۶۴ ویا حتی ۱۲۸ بیتی)نیز موجود می‌باشد. میکرو کنترل کننده‌های ساده تر معمولاً ارزانتر بوده و توان مصرفی کمتری دارند و نتیجاتا گرمای کمتری نیز تولید می‌کنند که همگی این موارد در طراحی قطعات الکترونیکی مدنظر قرار می‌گیرند. به عنوان مثال سیستم ۳۷۰ شرکت IBM از یک پردازنده‌ای استفاده می‌کند که در حالت اولیه ۳۲ بیتی است اما در قسمت متغیر درونی خود از ۱۲۸ بیت برای تسهیل و دقت بیشتر استفاده می‌کند. بسیاری از پردازنده‌های اخیر از پهنای بیت ترکیبی مشابهی استفاده می‌کنند ، خصوصا زمانیکه پردازنده برای کاربردهای عمومی مورد استفاده قرار می‌گیرد و نیازمند ایجاد تعادل بین قسمت متغیر و صحیح می‌باشد.

پالس ساعت :
اکثر پردازنده‌ها و در حقیقت اکثر دستگاههایی که با منطق پالسی و تناوبی کار می‌کنند به صورت طبیعی باید سنکرون یا هم‌زمان باشند. این بدان معناست که آنها به منظور هم‌زمان سازی سیگنالها طراحی و ساخته شده‌اند. این سیگنالها به عنوان سیگنال ساعت(پالس ساعت) شناخته می‌شوند و معمولاً به صورت یک موج مربعی پریودیک (متناوب) می‌باشند. برای محاسبه بیشترین زمانی که سیگنال قادر به حرکت از قسمت‌های مختلف مداری پردازنده‌است ، طراحان یک دوره تناوب مناسب برای پالس ساعت انتخاب می‌کنند. این دوره تناوب باید از مقدار زمانی که برای حرکت سیگنال یا انتشار سیگنال در بدترین شرایط ممکن صرف می‌شود بیشتر باشد. برای تنظیم دوره تناوب باید پردازنده‌ها مطابق حساسیت به لبه‌های پایین رونده یا بالا رونده حرکت سیگنال در بدترین شرایط تاخیر طراحی و ساخته شوند. در واقع این حالت هم از چشم انداز طراحی و هم از نظر میزان اجزای تشکیل دهنده یک مزیت ویژه در ساده سازی پردازنده‌ها محسوب می‌شود. اگرچه معایبی نیز دارد ، از جمله اینکه پردازنده باید منتظر المانهای کندتر بماند ، حتی اگر قسمت‌هایی از آن سریع عمل کنند. این محدودیت به مقدار زیادی توسط روشهای گوناگون افزایش قدرت موازی سازی (انجام کارها به صورت هم‌زمان) پردازنده‌ها قابل جبران است.
با وجود این پیشرفت معماری کامپیوترها ، به تنهایی قادر به حل اشکالات عدم هم‌زمان سازی سرتاسری و جهانی پردازنده‌ها نیست. برای مثال یک پالس ساعت تابع تاخیرهای موجود در هر سیگنال دیگر است. پالس ساعت‌های بالاتر در پردازنده‌های پیچیده و ترکیبی برای نگه داریشان در یک فاز (هم‌زمانی) در طول یک واحد ، بسیار مشکل ساز خواهد بود. این مشکل بسیاری از پردازنده‌های پیشرفته را به سوی سیگنالهای ساعت متغیر سوق داده‌است تا بتواند از تاخیرهای سیگنال-سیگنال جلوگیری به عمل آورد.موضوع مهم دیگر در زمینه پالس ساعت ، افزایش چشمگیر میزان گرمایی است که توسط پردازنده تولید می‌شود.تغییر دائمی کلاک پالسها باعث می‌شوند تا اجزای بیشتری بدون در نظر گرفتن اینکه آیا در آن زمان مورد استفاده قرار می‌گیرند یا نه تغییر وضعیت پیدا کنند. به طور کلی جزئی که تغییر وضعیت می‌دهد انرژی بیشتری نسبت به المانی که ثابت است مصرف می‌کند. بنابر این وقتی که پالس ساعت افزایش یابد باعث اتلاف گرمای بیشتری می‌شود و در نتیجه پردازنده نیازمند راه حل‌های مناسب تری برای انجام خنک کاریست.

**sina** · Friday 8 June 2012-1, 03:48 AM

مقاله ای کامل در مورد CPU

مقدمه:
يك دستگاه پردازشگر مركزي ( CPU) يا ريز پردازنده ساده تراشه اي در كامپيوترهاي ديجيتال است كه مي تواند به عنوان قلب كامپيوتر باشد و عمل پردازش اطلاعات و كنترل نرم افزار و همچنين عمليات حسابي و منطقي را انجام دهد . همچنين يك دستگاه محاسبه اي كامل است كه روي يك تراشه ساخته مي شود و مجموع دستورات دستگاه را اجرا مي كند . CPU سه كار مهم را انجام مي دهد :
1. از واحد همبستگي منطقي حساب استفاده مي كند يعني جمع و تفريق و ضرب و تقسيم را انجام مي دهد .
2. اطلاعات را از يك مكان حافظه به مكاني ديگر انتقال مي دهد .
3. مي تواند تصميم بگيرد و به يك سري از دستورات جديد كه بر اساس آن تصميمات است جهش كند (Jump) .
از نيمه دهه 1970 به جاي يك تراشه از ريز پردازنده كه اغلب به صورت تركيبي بود استفاده مي كردند و امروزه CPU ها جايگزين آنها شده اند و اصطلاح CPU معمولا در بعضي از پردازشگرها به كار رفته است .
به هر حال از دهه 1960 خود اين اصطلاح و خود اين كليد واژه در كامپيوترهاي صنعتي
استفاده شد (Weik 1961) . شكل و طراحي CPU ها يكي از روياهاي قديمي را جامه عمل پوشاند اما اساسي ترين طرز كار آنها همچنان باقي ماند .CPU هاي قديمي در سطح وسيع مشتري مدار بوده و معمولا يك نوع كامپيوتر ويژه بوده اند هرچند اين متد طراحي براي CPU ها بسيار گران بود اما تقاضاهايي بود كه رهگشايي جهت توسعه ارزان و استاندارد كردن و طبقه بندي پردازشگرها براي اهداف

1. در CPU برنامه ها به دو صورت انجام مي شوند : 1) ترتيبي . 2) اشتراك زماني . درحالت ترتيبي برنامه ها به ترتيب ورود انجام مي شوند ، اما در حالت اشتراك زماني از هر برنامه يك قسمتي انجام شده و مجددا به برنامه اول بازگشت صورت مي گيرد .
2. CPU داراي سه گذرگاه (Bus) مي باشد كه اين گذرگاه ها براي دريافت داده از يك ثبات و انتقال آن داده به ثبات ديگر مي باشند . اين گذرگاه ها عبارتند از : گذرگاه داده كه براي دريافت داده مي باشد ، گذرگاه آدرس كه حاوي آدرس ثباتي مي باشد كه داده مي خواهد به آنجا منتقل شود و گذرگاه كنترل كه بر اعمال CPU و دوگذرگاه ديگر نظارت دارد .
بيشتر بوده اين همگن سازي شروع دوره جديد گرايش به ترانزيستوري كردن كامپيوترهاي عظيم و ميني كامپيوترها مي باشد و موجب شتاب سريعي در جهت يكپارچه كردن و شناساندن مدارات IC شد .
IC جهت افزودن به مجموعه CPU ها كه جاي نسبتا كمتري را مي گرفت طراحي و مجوز ساخت گرفت كه واحد آن ( بر پايه ميلي متر ) بود . كوچك سازي و همگن كردن هر دو در افزايش CPU ها بود و مشاهده اين دستگاه هاي ديجيتال در زندگي مدرن فراتر از تقاضا و از حد معمول بيشتر بود . پردازشگرهاي مدرن را مي توان در اتومبيل ها و تلفن هاي سلولي و اسباب بازي هاي بچه ها و غيره مشاهده كرد .
محتواي متن عبارت است از :
1. تاريخچه•
1ـ1 .• ترانزيستورIC ، CPU هاي گسسته .
2ـ1 . پردازشگرها .•
2. عملكرد CPU• .
3. طراحي و عملكرد .•
1ـ3. عدد صحيح كامل•
2ـ3. سرعت ساعت .•
3ـ3. وجه تشابه .•
1ـ3ـ3. دستور العم مجراي ارتباطي و ساختار سوپر سنجش• .
2ـ3ـ3. تنظيم همزمان اجراي TLP .•
4ـ3. پردازشگرهاي حامل و SIMD .•
1. تاريخچه
وقايع مهم ماشين ها كه شباهت زيادي به CPU هاي امروزي دارد شبيه كامپيوترهاي ENIAC كه براي انجام دادن دستورات مختلف از طريق كابل كشي بوده است . اين ماشين ها اغلب به صورت " برنامه هاي ثابت كامپيوتري " انجام مي شده اند . از زماني كه شكل ظاهري آنها براي اجراي برنامه ها تغيير كرد و از زماني كه اصطلاح CPU به عنوان يك ( برنامه كامپيوتري ) نرم افزار اجرايي را به همراه خود داشت . دستگاه هاي اوليه به وجود آمده را مي توان CPU هايي دانست كه در جهت ذخيره برنامه كامپيوترها مي باشند .
اين عقيده ذخيره برنامه هاي كامپيوتري را مي توان در طراحي كامپيوترهاي ENIAC ديد اما عمر اين نوع ماشين ها زياد به طول نكشيد . در 30 ژوئن 1945 اين طراحي قبل از ENIAC كامل شده بود .
Jahn Neumann ¹ ( رياضيدان ) كاغذي را تحت عنوان پيش نويس يك گزارش بر EDVAC تهيه كرد . اين طراحي ذخيره كامپيوتري يك برنامه بوده است كه در نهايت در آگوست 1949 كامل گرديد . (Von Neumam 1945)
EDVAC اين برنامه را براي انجام انواع مختلف اعداد صحيح دستورالعمل ها (عملكردها) طراحي كرد . اين دستورالعمل ها مي توانستند از تركيب برنامه ها سود زيادي را براي EDVAC به وجود آورده و آنها را اجرا كنند . جالب اينكه برنامه هاي نوشته شده براي EDVAC نسبت به كامپيوترهاي كابلي در حافظه كامپيوترها با سرعت بالا ذخيره مي شد .
اين پيروزي يك محدوديت سختي را براي EDVAC به وجود مي آورد . برنامه يا نرم افزاري را كه EDVAC اجرا كرد توانست محتواي كامپيوترها را به سادگي عوض كند . بنابراين بايد
1. اين رياضيدان عملكرد كامپيوتر را به 4 قسمت تقسيم كرد : 1) يك داده يك دستور . 2) يك داده چند دستور . 3) چند داده يك دستور . 4) چند داده چند دستور .
به اين مورد توجه كرد هنگامي كه Jahn Neumann براي طراحي ذخيره كامپيوتر افتخار مي كرد ديگران قبل از او مثل Konrad Zuse نظريه اي شبيه به او پيشنهاد كرده بودند . علاوه بر اين اصطلاح HARVARD MAR1 مي باشد كه او توانسته بود قبل از EDVAC آن را به پايان برساند .
همچنين استفاده از نوار كاغذ سوراخ شده جهت ذخيره برنامه كامپيوتر از حافظه كامپيوتري ترجيح داده مي شد و مهم ترين اختلاف بين ساختار Jahn Neumann و HARVARD اين است كه در مورد دوم ذخيره و نوع CPU و دستور العمل و اطلاعات از هم جدا مي باشند ولي مورد اول يك فضا مشابه حافظه را براي هر دو استفاده مي كرد .
CPU هاي مدرن اوليه طراحي شده به وسيله Jahn Neumann قديمي تر بودند و المنت هاي HARVARD معمولا بهتر ديده مي شدند .
شروع دستگاه هاي ديجيتال با CPU هاي به صورت گسسته بوده زيرا بعضي از تغييرات المنت به صورت مجزا ديده مي شد . تجارت قابل قبول گذشته ، ترانزيستورها ورله هاي برقي و لامپ هاي خلاء ( لامپ گرما يوني ) بودند كه معمولا به صورت المنت هاي رله شده استفاده مي شدند گرچه اين ويژگي ها سرعت بيشتري نسبت به حالت قبلي داشته است و صرفا به خاطر طراحي مكانيكي بوده و به همين دلايل گوناگون آنها غير قابل اطمينان بوده اند .
براي مثال ساختن جريان متناوب مستقيم مدارات منطقي خارج از رله ها نيازمند به سخت افزار مضاعفي داشت تا بتواند بر مشكلات Contact bounce فائق آيد در حالي كه لامپ هاي خلاء تحمل بار Contact bounce را نداشتند . آنها قبل از اينكه كاملا به كار برده شوند مي بايست اول گرم شوند و سرانجام همه با يكديگر كارشان را متوقف كنند . معمولا وقتي يك لامپ خراب مي شود CPU مجبور است محل خرابي را تشخيص داده عمل جايگزين را انجام دهد بنابراين الكترونيك قديم ( كه بر اساس لامپ خلاء بود ) سريع تر از كامپيوترهاي الكترومكانيك ( كه بر اساس خلاء بوده ) كاربري دارد . حداكثر كاركرد كامپيوترهاي لامپي EDVAC، 8 ساعت بود و پس از آن خراب مي شدند در صورتي كه كامپيوترهاي رله ايي اوليه ( آهسته تر ) مثل MARK1 HARVARD كمتر خراب مي شدند .
(Weik 1961:238) در پايان لامپ محوري بستگي به CPU داشت زيرا مهم ترين ويژگي آنها سرعتشان بود كه مي توانست اعتماد بيشتري را جلب كرده و بر مشكلات فائق آيند . اغلب CPU هاي آن زمان در يك زمان و در يك ساعت با سرعت نسبي پايين برنامه اجرا مي كردند و در مقايسه با طراحي ميكروالكترونيك ( به نمودار سرعت زمان مراجعه شود ) اجراي فركانس سيگنال ساعت از 100KHZ به 4MHZ در يك زمان معمولي مي باشد که به وسيله دستگاه هاي رله كه ساخته شد سرعت آن محدود گرديد .
1ـ1) ترانزيستورها و CPU IC هاي گسسته
طراحي پيچيده CPU ها سهولت ساخت تكنولوژي هاي مختلف را بالا برده و دستگاه هاي بسيار كوچك و قابل اطمينان را به وجود آورده است كه اولين نوع ظهور پيشرفته آنها ترانزيستورها مي باشند . ترانزيستوري شدن CPU ها اواسط دهه هاي 1950 و 1960 بوده و طولي نكشيد كه از شكل حجيم و غير قابل اطمينان و سوئيچ هاي المنتي شكستني شبيه لامپ هاي خلاء و رله هاي الكتريكي خارج گرديد . با اين پيشرفت CPU هاي مطمئن تر و كم حجم تر در يك يا چند مدار چاپي شامل تجهيزات مجزا ساخته شد . ساخت يك مجموعه ترانزيستورها در يك محل در آن دوره شهرتي خاص به دست آورد . مدار مجتمع IC ها اجازه دادند كه مجموعه زيادي از ترانزيستورها هم زمان بر روي يك تراشه نيمه هادي ساخته شوند . در ابتدا مدار مجتمع بسيار كوچك و ضعيف به نام NOREATE در IC ها بود .
CPU هاي بر اساس "buiding Blocic" يا ساخت مجتمع IC ها معمولا به دستگاه هاي SSI مشابه بودند . مجتمع سازي با تراكم پايين SSIIC ها يك مورد به كار رفته در كامپيوترهاي آپولو مي باشد كه معمولا شامل ترانزيستورهاي شمارش گر اعداد در مجذور 10 مي باشند . براي ساخت كامل CPU خارج از SSIIC نيازمند به هزاران تراشه جدا بود اما هنوز استفاده از فضا و نيروي برق كمتر از ترانزيستورهاي گسسته قديمي را ترجيح مي دادند كه تكنولوژي ريز الكترونيك هاي پيشرفته و مجموع ترانزيستورها در يك جا را افزايش مي داد اما كاربرد IC هاي تك را در يك CPU كاهش می داد . MSI و LSI ( مجتمع سازي با تراكم متوسط و زياد ) در IC ها تعداد ترانزيستورها را از هزار به صد رساند .
در سال 1964 شركت IBM ساختار كامپيوتر سيستم 360 را معرفي كرد كه جزء سري كامپيوترهايي بودند كه مي توانستند برنامه هايي با سرعت هاي مختلف اجرا و انجام را به كار گيرند . اين نوع كامپيوتر ها از اهميت خاصي برخوردار بودند زيرا كه اغلب كامپيوترهاي الكترونيكي با يكديگر سازگار نبودند حتي اگر سازنده آنها هم يكي بود . شركت IBM براي پيشرفت و سهولت كار يك برنامه جامع را به كار گرفت كه CPU هاي مدرن به طور وسيع در آن ديده مي شد (Amdahi etal 1964) تكنولوژي سيستم 360 آنقدر مشهور شد كه بازار كامپيوترهاي ابر قدرت را تا چند دهه به خود اختصاص داد و از خود يادگاري به جاي گذاشت كه در ادامه آن كامپيوترهايي شبيه سري IBMZ مي باشند . در همان سال 1964 در ادامه اهداف دانشمندان و محققين ، شركت دستگاه هاي ديجيتال (DEC) و كامپيوترهاي ديگري با نام PDP-8 را به بازار معرفي كرد . DEC سپس خط PDP-11 كه تقريبا مشهور شده بود را معرفي كرد كه بر اساس SSIIC ساخته شده بود ،اما ناگهان عملكرد آن با اجراي LSI بار ديگر عملي شد . برخلاف SSI و MSI هاي قبلي اولين كاركرد LSI ، PDP-11 بر اساس يك CPU بود كه تنها با چهار LSI مدار مجتمع كار مي كرد . ( تعاوني ابزار ديجيتال 1975)
ترانزيستورهاي كامپيوتر مزاياي مختلف زيادي را نسبت به نمونه هاي قبلي داشتند از جمله اطمينان بالا و مصرف برق كمتر براي مصرف كنندگان ، ترانزيستورها اغلب به CPU ها اجازه مي دادند تا در سرعت بالا عمل كنند زيرا كه در مقايسه با لامپ يا رله زمان سوئيچ كردن كوتاه تر بود، سرعت ساعت CPU 10 مگاهرتز در دور زماني بود مضافا اينكه تا زماني كه ترانزيستورهاي گسسته و IC CPU ها كاربرد زيادي را داشتند طراحي جديد با بازده كاري SIMD (Smyle instruetlon multipledeita) ، چند داده و يك دستور العمل به شكل بردار پردازشگرها شروع به ظاهر شدن كرد . اين تجربه پيش از موعد بعدا باعث شد ابر كامپيوترهاي تخصصي به وسيله شركت Crayinc ساخته شوند .

2ـ1) پردازشگرها
معرفي پردازشگرها در دهه 1970 تاثير چشمگيري بر طراحي و اجراي كار CPU ها داشت. اولين پردازشگر ( اینتل 4004 ) در سال 1970 معرفي گرديد و استفاده وسيع از پردازشگرها ( اینتل 8080 ) در سال 1974 بود . اين نوع از CPU ها كاملا سبقت را از ديگران در انجام دهي كارها گرفتند كه اين توام با وقايع كامپيوترهاي شخصي و شروع به كارگيري انحصاري پردازشگرها در چند دهه اخير بود .
نسل هاي قبلي CPU ها از اجزاء تفكيك شده صورت گرفته بودند که به شكل مدارات متعدد كوچك با يكديگر ادغام شده و به شكل (IC) بر روي يك يا چند مدار قرار گرفته بود و از طرف ديگر CPU هاي پردازشگر بر روي IC هاي كوچك ساخته شدند . اندازه كوچك CPU ها در يك قالب و شكل كوچك يعني اينكه عوامل فيزيكي را كاهش داده و زمان انتقال را سريع تر مي كند . اين پردازشگرها اجازه مي دادند تا به طور همزمان سرعت ساعت (Clockrate) از10 مگا هرتز به چند گيگاهرتز برسد . علاوه بر اين توانايي فوق العاده ترانزيستورهاي كوچك بر روي يك IC افزايش يافت و تعداد ترانزيستورها و پيچيدگي خاص آنها در يك CPU افزايش يافت و اين به وسيله قانون Moore ارائه شد كه رشد پيچيدگي CPU و IC هاي ديگر را در آن زمان پيش بيني و ثابت مي كرد . چندين دهه از طراحي و عملكرد آنها گذشته و تغييري نكرده ولي به يك باره ساختمان و شكل كلي CPU به طور چشمگيري تغيير مي كرد و اين تغيير بر اساس تفسير Von Neumann براي ذخيره برنامه هاي كامپيوتر مي بود . بر اساس قانون ياد شده Moore و در باب محدوديت به وجود آمده و تلفيق تكنولوژي مدارات ترانزيستوري منجر به پديده اي به نام Electronicmigration و Subthresholdleakaye گرديد كه بسيار با اهميت بود . اين بررسي ها از ميان خيلي عوامل كه باعث شده بود محققين متدهاي جديد محاسبه را مانند كامپيوترهاي كوانتوم بررسي كنند و اين از روش هاي ديگر و از مدل رسمي Von Neumann مي باشد كه استفاده به شكل موازي در سطحي وسيع را نشان مي دهد .

2. عملكرد CPU ها
اساس كار اغلب CPUها بدون توجه به شكل ظاهري آنها اجراي يك سري دستورالعمل ها ي پي در پي كه به آنها برنامه گفته مي شود مي باشد و اين مي تواند تاييد بر معماري Von Neumann باشد . يك برنامه كامپيوتر كه از يك سري اعداد و ارقام تشكيل شده است در حافظه كامپيوترها مي باشد و اين برنامه ها داراي چهار مرحله Execute – Decode – Fetch و Writbacic مي باشند كه پس از اتمام مرحله آخر برنامه دوباره به مرحله اول بازمي گردد و اين كار تا زماني ادامه دارد كه كامپيوتر با دستور HALT مواجه شود.
1. Fetch ( واكشي ) :
جهت يافتن عمليات ( به وسيله اعداد متوالي نمايان مي شوند ) از برنامه هاي ذخيره شده در حافظه مي باشد . برنامه ها توسط يك حسابگر (PC) مشخص مي گردند كه برنامه ذخيره شده رقمي را در محل مناسب شناسايي مي كند يعني اينكه برنامه حسابگر محل تراك هاي CPU ها را كه در برنامه مي باشند با استفاده از دستور العمل Fetch فراخواني مي كند . از اين رو زماني كه اين دستورالعمل در كامپيوتر اجرا مي شود كامپيوتر براي لحظاتي منتظر مي ماند تا جواب دستور Fetch برگردد و اين در پردازشگرهاي مدرن كه آنها را Cach مي گويند و از نوع ساختار Pipeline نيز مي باشد به طور وسيع يافت مي شود . اين به نحوي عملكرد CPU را هم نشان مي دهد .
2. Decode ( رمز گشايي ) ¹:
دستورالعمل ها به قسمت هاي مختلفي تقسيم مي گردند كه اهميت آن براي CPU مي باشد و اين بر اساس ساختار (ISA) 2 مي باشد كه دستورالعمل هاي مهم را توسط CPU تعيين مي كند و معمولا به دسته اي از اعداد Opcode مي گويند كه نشان دهنده اين است كه كدام دستورالعمل در حال اجرا مي باشد و اعداد باقيمانده كه در قسمت هاي ديگر مي باشند مانند Operand ها يك دستور مناسب ديگري را جهت اجراي مجدد نياز مي كنند .
Operand ها ممكن است يك مقدار ثابت داده بوده ( مقدار فوري ) يا محلي براي يك ريجستر يا آدرس در حافظه باشد . در ساختار قديمي CPU ها جهت بازگشايي ، از بعضي دستورات در دستگاه هاي سخت افزار كه غير قابل تغيير بود استفاده مي كردند . در اكثر CPU ها و ISA هاي پيچيده از اين برنامه ها براي ترجمه (Compiler) دستورالعمل ها و انواع سيگنالها استفاده مي شد . اين ريز برنامه ها قابل دوباره نويسي بوده و مي توانستند مسير بازگشايي CPU ها را اصلاح كنند.
1. Decode سه چيز را مشخص مي كند : 1) وضعيت فليپ فلاپ I كه بيت پانزدهم Decode مي باشد را مشخص مي كند . اگر مقدار I برابر 1 باشد يعني آدرس دهي غير مستقيم و اگر برابر 0 باشد يعني آدرس دهي مستقيم مي باشد . 2) كد دستورالعمل كه بيت 12 هم تا 14 هم Decode را شامل مي شود و براي مشخص كردن نوع دستورالعمل به كار ميرود در اين قسمت كد باينري به دستورالعمل منطقي تبديل مي شود .3) آدرس كه بيت 1تا11 Decode را شامل مي شود و براي مشخص كردن آدرس دستورالعمل به كار مي رود .
1 11 12 14 15

آدرس دستورالعمل كددستورالعمل I Decode :
2. ISA مخفف كلمه Instruction Set Architecture مي باشد و به معناي ساختار دستور العمل.
3. Execute ( اجرا ) :
بعد از Fetch ـ Decode مرحله Execute ( اجراي برنامه ) است . برنامه در اين مرحله در قسمت هاي مختلف CPU جهت انجام عمليات يك برنامه به هم وصل شده وبرنامه اجرا مي گردد و در صورت نياز به عمليات بيشتر (ALU) يا دستگاه حساب منطقي با ورودي ها و خروجي ها ارتباط برقرار مي كند . ورودي ها اعداد مناسب را اضافه كرده و خروجي ها مجموع اطلاعات نهایي شده را مي دهند . ALU ها براي انجام يك حساب ساده به كار گرفته مي شوند ( افزودن bitwise ) در صورتي كه نتيجه عمليات حجيم باشد CPU ها يك ريجستر را اضافه مي كنند و سرریز اطلاعات در آن جا قرار مي گيرد .
4. Writback ( ذخيره نتايج در مكاني مناسب از حافظه ) :
مرحله نهايي انجام كار است . توسعه پردازش سرعت پردازشگرهاي چند منظوره باعث توسعه سرعت ديسك هاي سخت افزار شده . ديسك هاي موازي ورودي و خروجي زير سيستم هايي بودند كه به عنوان يك راه حل پيشنهادي جهت از بين بردن فاصله بين پردازشگرها و ديسك هاي پر سرعت ارائه مي گشتند . مشابه اين ديسك موازي سيستم نياز به يك فايل نرم افزار موازي داشت كه محدوديت انجام كار در گلوگاه را از بين ببرد .
در مورد روش هاي مديريت Cashe كه مي تواند در عملكرد فايل سيستم موازي به كار برده شود ما روش هاي مختلف Write back را به دست آورديم و نتايج را از تجربه هاي آزمايش شده بدست آورديم که با توجه به رشد كامپيوتر و قدرت روز افزون آنها مشكلاتي را در سيستم هاي ورودي و خروجي و پهناي باند به وجود آوردند ؛ بدين معني كه چون قدرت ورودي و خروجي ها از قدرت پردازشگر ها كمتر بود نياز بود كه سرعت پردازش اطلاعات با ورودي و خروجي ها به شكلي منطبق و تنظيم گردد که از اين رو در بعضي از كامپيوترهاي ابر كامپيوتر مانند Moimfram در كنار بعضي دستگاه هاي ورودي و خروجي دستگاهي قرار مي گرفت كه اطلاعات در آن ذخيره و به نوبت انجام مي شدند .
انجام اين كار با استفاده از دستور العمل هاي شرطي بود كه عمليات به صورت بزرگ تر يا كوچكتر وبا استفاده از loop و گردش مجدد كار انجام مي گرفت تا پس از هر دور انجام كار يك Jump ¹ صورت گيرد . دستورالعمل هاي شرطي به صورت مقايسه اي انجام مي گيرند و بعد از اتمام كار Write back صورت مي گيرد و مي توان اطلاعات را واكشي (Fetch ) كرد .
1. تعريف Jump : در كامپيوتر در حين انجام يك برنامه ممكن است با يك زير روال مواجه شويم در اين هنگام CPU آدرس فعلي را ذخيره كرده و با انجام دستور العمل Jump به آدرس مورد نظر ( زير برنامه ) پرش مي كند در نتيجه ادامه كار حلقه متوقف مي شود و دستورات زير روال به ترتيب اجرا مي شوند . در انتها CPU به آدرس ذخيره شده برگشته و ادامه انجام دستورات برنامه از سر گرفته مي شود .
3. طراحي و عملكرد
ملزومات
معماری کامپیوتر
مدارهای رقمی
1ـ3) مجموع عدد صحيح كامل
يك CPU نمايانگر اعدادي است كه براي طراحي انتخاب شده اند كه تاثير مهمي بر عملكرد دستگاه دارد . بعضي دستگاه هاي قديمي ( كامپيوترهاي ديجيتالي ) يك سيستم دسيمال عددي مشترك را براي مدل الكتريكي به كار مي بردند كه بر اساس ده دهي بوده تا اعداد داخلي را نمايان سازند . تعداد كمي از كامپيوترها به صورت Ternary ( كه بر اساس سه سه ای بود) به كار مي رفتند . به تازگي همه CPU هاي مدرن شكل باينري اعداد را نمايان مي سازند كه به وسيله مقدار عددي و فيزيكي شبيه ولتاژهاي بالا و پايين نشان داده مي شوند . با نمايش اعداد، اندازه و دقت يك CPU مشخص مي گردد . CPU هاي باينري به شكل يك بيتي مي باشند . در CPU تعداد بيت هايي كه براي نمايش هر عدد يا ( محل اعداد ) به كار برده مي شود را "Word size" (طول لغت) می گویند.

" پهناي بيت " يا " پهناي مسير بيت " يا " اعداد صحيح دقيق " زماني مي باشد كه با اعداد صحيح دقيق رابطه داشته باشد (Floating point) اين عدد در ميان اين ساختار متفاوت مي باشد و اغلب به قسمت هاي مختلف CPU مشابه مي باشد . براي مثال يك CPU 8 بيتي با يك سري اعداد سر و كار دارد كه مي تواند نمايانگر باينري 8 رقمي باشد ( هر عدد ممكن است 2 مقدار با ارزش داشته باشد ) يعني 2 به توان 8 يا 256 عدد مجزا مي باشد . مقدار صحيح ارقام سخت افزار كه محدود به مجموعه اعداد صحيح نرم افزار در CPU انجام مي شود مي تواند تاثير داشته باشد . اگر يك باينري يك آدرس 32 بيتي را در حافظه به كار برد ( هر آدرس نمايانگر 8 بيت مي باشد ) حداقل مقدار يك حافظه كه CPU مي تواند آدرس دهي كند 32 2 يا 4 GIB است .
اين يكي از ساده ترين محل نمايش آدرس دهي CPU مي باشد و طراحان زيادي از متد فوق كه از پيچيدگي ، اندازه و كاربرد قدرت و هزينه هاي معمولي كمتر مي باشد استفاده مي كنند .
در نيازهاي مدرن ميكرو كنترل هاي 4 يا 8 بيتي به كار رفته را مي بينيم CPU مجموعه هاي بالاتري مانند ( 16 ـ 32 ـ 64 حتي 128 بيتي ) را هم اگر داشته باشد ارزشمند خواهد بود . ميكروكنترل هاي ساده تر معمولا ارزانتر مي باشند ، برق كمتري را مصرف مي كنند و حرارت كمتري را نيز از دست مي دهند . طراحي بعضي از CPU ها بر اساس پهناي مختلف بيت ها براي كاركرد مختلف دستگاه ها مي باشد . براي مثال در سيستم IBM370 از CPU اي استفاده شده كه بيت اوليه آن 32 مي باشد اما در كنار آن از 128 بيت كه دقت و دسترسي آسان تر را فراهم كند (Amdahlet al 1964) استفاده شده است . خيلي از CPU ها كه بعدا طراحي شد از هر دو پهناي بيت ها استفاده كردند .

2ـ3) سرعت ساعت
اغلب CPU ها و در حقيقت اغلب دستگاه هاي كامپيوتري كاركرد هم زمان دارند كه طراحي و عملكرد آنها در يك سيگنال فرضي هم زمان می باشد باشد . اين سيگنال به ساعت سيگنال شناخته شده است كه معمولا به شكل امواج مستقيم زماني مي باشد . با محاسبه حداقل زماني كه سيگنال هاي الكتريكي مي توانند در مدارات CPU حركت كنند و طراح مي تواند در يك زمان مناسب سيگنال ساعت را انتخاب كند . مدت زمان حركت يك سيگنال بايد طولاني تر از زمان معمول نسبت به توزيع آن در بدترين زمان ممكن
باشد .
در تنظيم زمان ساعت كه مي بايست بهتر از قبل براي توزيع باشد ممكن است تاخير انجام شود كه در طراحي كل CPU احتمال داده مي شود و مسيري است كه اطلاعات اطراف را به حركت درآورده و سيگنال هاي اين نوع اطلاعات به شكل بالا و پايين مي باشد و اين مهم ترين ويژگي و سادگي يك CPU مي باشد و هر دو از يك دور نماي طراحي و يك دور نماي Component covnt مي باشند .
يكي از مواردي كه مستقيما روي كارايي پردازنده ها اثر مي گذارد سرعت آن است كه معمولا بر روي آن نوشته مي شود هرچه پردازشگر سريع تر باشد اطلاعات را سريع تر پردازش مي كند . سرعت پردازشگرها بر حسب مگاهرتز بيان مي شود و يك مگاهرتز برابر يك ميليون چرخه ( دور ) در ثانيه است . بعضي توليدكنندگان سرعتي را كه بر روي پردازشگر مي نويسند واقعي نيست بلكه آنها توانمندي پردازشگر را در برابر اينتل مي سنجند و به آن سرعت معادل پنتيوم مي گويند . عوامل موثر در كارايي پردازنده فركانس ساعت يا سرعت ساعت است كه معمولا به دو صورت مي باشد :
1. سرعت ساعت داخلي : در اين حالت پردازشگر عمليات داخلي خود را بر اساس اين ساعت انجام مي دهد اين سرعت برابر سرعتي است كه بر روي پردازشگر ذكر شده است . در هنگام فروش اين سرعت را ذكر مي كنند مانند P4/2.2Ghz.
2. سرعت ساعت خارجي ( سرعت گذرگاه سيستم ) : اين سرعت در واقع مدار الكترونيكي است كه خارج از تراشه قرار دارد و به پايه هاي مربوط به ساعت وصل مي شود . اطلاعات خارج از پردازشگر مانند اطلاعات حافظه اصلي رايانه بر اين اساس سنجيده مي شوند .
معماري پيشرفته به تنهايي نمي تواند تمام عيوب هم زمان CPU ها را برطرف كند. براي مثال : يك سيگنال ساعت ديرتر از ديگر سيگنال هاي الكتريكي عمل مي كند . بالاترين سرعت ساعت در افزايش مجموع CPU ها و براي حفظ سيگنال ساعت در يك فاز هم زمان كل دستگاه را با مشكل زيادي مواجه مي سازد . هدايت اين CPU هاي مدرن شناسايي چند منظوره سيگنال هاي ساعت را ايجاد مي كند تا بتواند از تاخير سيگنال هاي منفرد كه باعث ايجاد نقص در CPU ها مي شود جلوگيري كند .
مورد هاي مهم ديگري مثل مقدار گرما كه در افزايش سرعت ساعت تاثير اساسي دارد توسط CPU از بين مي رود تغييرات دائمي ساعت كه باعث تغيير خيلي از اجزا مي شود ، تغيير بدون توجه ايي است كه در همان زمان شروع شده و استفاده مي گردد . در كل يك جزء كه تغيير مي كند انرژي زيادي را نسبت به يك المنت كه در حالت ساكن مي باشد مصرف مي كند.
بنابراين سرعت ساعت كه افزايش مي يابد به همين نسبت حرارت هم از بين مي رود كه نياز به يك خنك كننده لازم مي گردد . يكي از روش هايي كه بايد اقدام كرد تغيير اجزايي است كه مورد نياز نمي باشند كه به آنها Clock Gate مي گويند كه در ازاي آن سيگنال هاي ساعت ، اجزايي را كه نياز نمي باشند خاموش كنيم ( به طور تاثير گذار آنها را قطع كنيم ) هر چند اين مورد را بايد توجه كرد كه انجام آن مشكل مي باشد و از اين رو در طراحي هايي كه برق كمتري به كار مي رود نياز به اين كار نمي باشد .
3ـ3) وجه تشابه ( موازي ها )
مهم ترين عملكرد CPU ها و ساده ترين شكل آنها را در بخش گذشته ارائه نموديم . اين نوع CPU ها به كم سنجش شناخته شده اند يعني اجراي عمليات هم زمان بر روي يك يا دو دسته از اطلاعات . اين فرايند عدم كارايي ذاتي CPU ها را بالا مي برد و تا زماني كه فقط يك دستورالعمل اجرا مي شود باقي CPU ها مي بايست قبل از اينكه دستورالعمل ديگري اجرا گردد در انتظار بمانند تا اينكه دستور العمل در حال اجرا كاملا اجرا گردد . اين نوع CPU ها بر روي دستور العمل هايي كه بيش از يك ساعت زمان نياز دارند Hang up مي كنند . در مجموع دو دستور العمل نمي تواند هم زمان انجام
بگيرد .
تلاش براي رسيدن به توازن و عملكرد بهتر كه بتوان به طور هم زمان و موازي چندين دستورالعمل را انجام داد جزء طرح هاي متدلوژيت بوده است كه معمولا از دو روش ILP و TLP استفاده مي كردند تا سرعت عمليات را در CPU ها بالا برده و آنها را اجرا نمايند .
1ـ3ـ3) ILP دستورالعمل مجراي ارتباطي و ساختار سوپر سنجش
يكي از ساده ترين روش هاي به كار رفته براي اتمام رساندن افزايش Parallel شروع اولين مرحله واكشي و رمزگشايي قبل از پايان اجراي دستورالعمل قبلي مي باشد اين ساده ترين شكل شناخته شده فن دستورالعمل مجراي ارتباطي (Pipelining) مي باشد كه اغلب در اهداف عمومي CPU ها به كار برده شده است .
مجراي ارتباطي اجازه مي دهد تا بيش از يك دستورالعمل به وسيله تقسيم كردن در مسير مجراي ارتباطي در هر زمان اجرا شود . به طوري كه يك دستورالعمل ساخته شده در هر قسمت بتواند از اجراي مجراي ارتباطي خارج شده و كامل گردد . در مجراي ارتباطي نتيجه اجراي عملكرد قبلي نياز به كامل شدن عملكرد بعدي دارد و اين شرطي است كه اغلب تناقض بين اطلاعات غير وابسته دارد . غلبه بر اين شرط دقت بيشتري براي چك كردن اين دسته از شرايط كاري نياز دارد تا تاخير يك قسمت از دستورالعمل در مجراي ارتباطي اتفاق بيفتد . پردازشگرهاي مجراي ارتباطي پيچيدگي بيشتري را دارند . يك پردازشگر مجراي ارتباطي مي تواند مقياسي براي خطوط مجاري باشد . ( يك دستورالعمل نبايد بيش از يك ساعت گردش كارش طول بكشد ) . پيشرفت كار يك دستورالعمل بستگي به كاهش زمان در مجراي ارتباطي دارد كه به وسيله CPU هدايت مي شود .
ساختاري كه به آن سوپر سنجش گفته مي شود شامل يك دستورالعمل طولاني مجراي ارتباطي مي باشد كه چند دستگاه براي شناسايي اجزاي كار داشته باشد . در مجراي ارتباطي سوپر سنجش دستور العمل ها چند منظوره مي باشند كه به قسمت توزيع كننده فرستاده مي شوند تا دستورالعمل ها به صورت موازي يا به طور همزمان اجرا گردند . اگر آنها درست اجرا شوند چندين دستورالعمل مي توانند به طور هم زمان اجرا شوند . در مجموع وقتي كه يك CPU سوپر سنجش بتواند دستورالعمل هاي زيادي را هم زمان توزيع كند و ديگر دستگاه ها را منتظر بگذارد ، پس مي تواند دستورالعمل هاي بيشتري را هم به يك سيكل كاري دهد.
اغلب سختي طراحي يك ساختار CPU بستگي به يك توزيع كننده موثر دارد . يك توزيع كننده نياز دارد كه قادر باشد به سرعت و به درستي تصميم بگيرد كه دستورات به صورت موازي اجرا گردند و آنها را به خوبي توزيع كرده و در صورت امكان از آنها مواظبت كند . نياز به دستورات مجراي ارتباطي به اندازه كافي و مورد نياز در ساختار سوپر سنجش ها مقدار Cache CPU ها را افزايش مي دهد و تكنيك هاي احتياط را هم نيز پيش بيني مي كند . با تلاش و پيش بيني مي توان فهميد كدام مسير يا دستورالعمل شرطي خواهد بود و CPU مي تواند زماني را كه مجراي ارتباطي بايد منتظر بماند به حداقل برساند و اين را مي توان به صورت ذهني تصور كرد .
پنتيوم هاي (P5) اينتل اصلي دو سوپر سنجش ALU می باشد كه در هر ساعت يك دستورالعمل را قبول می كند و نوع ديگر آن FPU بوده که نتوانسته بود كه در هر ساعت يك دستورالعمل را قبول كند پس P5 سوپر سنجش درستي بوده ودر نتیجه نماد علمي ساختار پنتيوم جانشين اينتل شد . P6 به ويژگي هاي نماد علمي و ظرفيت سوپر سنجش اضافه شد و از انجام در عمليات نماد علمي فائق آمد .
هر دو ساختار ( مجراي ارتباطي و سوپر سنجش ) در افزايش ILP CPU ها به وسيله يك پردازشگر براي اجراي كامل يك دستورالعمل در هر گردش (IPC) به كار مي روند .ركورد ساختار CPU هاي مدرن حداقل يك سوپر سنجش مي باشد و تقريبا اهداف عمومي CPU هاي طراحي شده در دهه گذشته را برآورد مي كند . در سال بعد بعضي تاكيدها بر طراحي كامپيوترهاي high ILP يا ISA بود كه از سرعت آن CPU ها سخت افزار و رابط هاي نرم افزار گرفته شده بود . استراتژي دستورالعمل هاي لغتي بسيار طولاني (VLIW) باعث شد كه بعضي ILP ها دلالت مستقيم بر نرم افزار داشته باشند و همچنين باعث كاهش بيشتر كار CPU شده و عملكرد ILP را بيشتر تقويت كرده و طراحي پيچيده را كاهش مي داد .

2ـ3ـ3) تنظيم هم زمان اجراي TLP
استراتژي هاي مشترك ديگر كه در افزايش كاربرد موازي CPU ها كاربرد داشته شامل اجراي هم زمان چند برنامه در يك زمان بودند . در كل استفاده از high TLP CPU ها نسبت به يك high ILP بيشتر و طولاني تر است .
خيلي از طراحي ها به وسيله Cray در خلال دهه هاي 1970 و 1980 بر TLP به عنوان يك روش اوليه كه قابليت محاسبات حجيم را داشته بوده است . در حقيقت TLP در شكل منظم و چند منظوره در دهه 1950 به صورت پيشرفته به كار گرفته شده است . (Smother man 2005) يك پردازشگر به دو روش مهم TLP طراحي و به كار گرفت كه به نام Chip – Level چند منظوره (CMP) و (SMT) شناخته شد .كامپيوترهايي با اهداف چند منظوره كه از مجموع CPU هاي منظم مستقل در سطح بالايي ساخته شد مانند Symetric چند منظوره (SMP) كه دسترسي به حافظه غير متحد الشكل (NUMA) را برقرار مي كرد . تا زماني كه استفاده از معاني مختلف وجود دارد تمام اين فنون جهت يك هدف به انجام مي رسند و تعداد رشته هاي CPU ها را كه مي توانند به صورت موازي اجرا شوند افزايش مي دهند .
روش هاي موازي كردن CMP و SMP شبيه به يكديگر مي باشند و اغلب درست و قابل فهم مي باشند و كم و بيش دو يا بيشتر ، CPU هاي مستقل را به كار مي گيرند .
دررابطه با CMP پردازشگر چند منظوره مركزي شامل مجموعه مشابه كه در مدار مجتمع مشابه قرار مي گيرند مي باشد و داراي SMP چند منظوره مي باشد .NUMA تا اندازه اي شبيه به SMP مي باشند و دسترسي به يك مدل حافظه غير متحد الشكل را فراهم مي كند . اين براي كامپيوترها با CPU هاي فراوان بسيار مهم مي باشد زيرا هر پردازشگر براي دسترسي به زمان و حافظه SMP هاي حافظه را تقسيم مي كند و نتيجه آن به نوبت كار كردن كارها با تاخير مي باشد . بنابراين NUMA مدل هاي سنجش بيشتري را مورد بررسي قرار مي دهد و به طور موفقيت آميزي CPU هاي بيشتري از SMP را در كامپيوترها به كار مي برد . TLP با SMT ها تا اندازه اي با يكديگر فرق دارند كه TLP در صورت امكان قطعات CPU را اضافه مي نمايد .
تا زماني كه استراتژي يك TLP بررسي مي شود لوازم آن بسيار شبيه به سوپر سنجش مي باشد و اغلب در ريز پردازشگرهاي سوپر سنجش به كار برده مي شود ( شبيه به IBM,s POWER ) . طراحي SMT فقط قطعات مورد نياز براي دستورالعمل واكشي ـ كد گشايي و توزيع مي باشد .
يك ريجستر با اهداف عمومي كه به CPU SMT اجازه مي دهد تا اجراي كار دستگاه كنترل و حفظ و تهيه دستورالعمل ها را به عهده گيرد و اين شبيه به روش سوپر سنجش ILP مي باشد.
4ـ3) پردازشگرهاي حامل ( برداري ) و SIMD
مدل مهمي از CPU ها بوده كه به طور افزاينده با بردارها سر و كار دارند ( و در همه امور محاسبه مي شوند ) ، به بعضي از پردازشگرهاي مورد بحث اخير اطلاق مي گردد و به بعضي از مدل هاي دستگاه های سنجش و اين نامي است كه پردازشگرهاي برداري را ايجاب مي كند تا با قسمت هاي چند منظوره اطلاعات در يك متن دستورالعمل سرو كار داشته باشد . تناوب آن با سنجش پردازشگرها در اين است كه با يك قسمت اطلاعات براي هر دستورالعمل سروكار دارد . اين شكل برخورد با اطلاعات به SISD ها ارجاع مي شود ( يك دستورالعمل يك اطلاعات ) و SIMD ( يك دستورالعمل چندين اطلاعات ) كه بيشترين استفاده آن در به وجود آوردن CPU هايي است كه با بردارهاي اطلاعات سر و كار دارند و براي بيته ساختن دستوراتي به كار مي رود كه نياز به عمليات يكسان دارند ( يك حاصل جمع با يك محصول پراكنده ) كه روي يك سري اطلاعات وسيع انجام مي شود .
بعضي از مثال هاي رايج اين نوع برنامه ها كه نيازهاي چند منظوره دارند عبارتند از : ( تصوير ـ ويدئو و صدا ) و خيلي از برنامه هاي مهندسي و علمي .
CPU سنجش مي بايست تمام فرايند واكشي ـ كد گشايي و اجراي هر كدام از دستورالعمل ها را به تنهايي انجام دهد و اين امكان پذير است كه تمايل به بهره گيري و نياز به مراحلي از يك سري اطلاعات حجيم را در برگرفته و انجام دهد .
اكثر بردارهاي CPU هاي قديم مانند Cray.1 منحصر به بهره گيري از تحقيقات علمي و رمز گشايي بوده اند . چند منظوره ها به طرف وسايل ديجيتال ارتباطي كشيده شده اند و نياز برخي از شكل هاي SIMD در اهداف عمومي CPU ها بسيار چشمگير بوده است به طوري كه در مدت كوتاهي دستگاه هاي اجرايي نمادهاي علمي (Floating Mod) شروع به كار عادي خود كردند . مشخصات براي ابزار SIMD براي اهداف عمومي شروع به ظاهر شدن كردند . بعضي از اين مشخصات SIMD شبيه به اینتل MMX فقط براي عدد صحيح بوده است كه محدوديت هاي مهمي را براي بعضي از توسعه دهندگان نرم افزار ايجاد مي كند . به تدريج اين طراحي هاي قديم به صورت مشخصات مشترك مدرن SIMD كامل و دوباره ساخته شد كه معمولا با كمك يك ISA بوده است . بعضي از نمونه هاي قابل توجه انيتل SSE و PC هاي قوي مرتبط با Altivec ( شناخته شده به VMX ) مي باشد .

**sina** · Friday 8 June 2012-1, 03:59 AM

معرفی Cpu

پروسسور يا CPU قلب يك كامپيوتر است. جديدترين CPU اگر چه سريعترين است گرانترين CPU هم هست هر چند كارايي يك كامپيوتر بوسيله CPU آن شناخته ميشود مثلاً مي گويند اين كامپيوتر پنتيوم 4 يا 3 است ولي اين به تنهايي بازتاب كارايي يك كامپيوتر نيست زيرا اين كميت فقط سرعت پروسسور را نشان مي دهد و نه كارايي كل كامپيوتر كه اجزاي مهم ديگري غير از CPU دارد.

مثلاً يك كامپيوتر كه در حال اجراي چند نرم افزار حجيم و سنگين است و پروسسور پنتيوم 4 آن 2400 گيگا هرتز است ممكن است اطلاعات را خيلي سريع پردازش كند اما هميشه منتظر هارد ديسك است كه يك قطعه كندتر است مي ماند معني اين جمله آن است كه پروسسور براي انتقال اطلاعات بيشتر وقت خود را در يك انتظار بيهوده مي گذراند بنابراين اين پروسسور پنتيوم 4 ممكن است 50 درصد سريع تر از همتاي 1600GHz خود در پردازش اطلاعات باشد در حاليكه همه اجزاي دو كامپيوتر يكسان باشند بنابراين اختلاف در كارايي دو كامپيوتر ممكن است فقط 8 تا 10 درصد باشد.

بنابراين بهترين انتخاب چيست؟

اساساً هرگز نبايد بدنبال بهترين و گرانترين بود بله درست است. مگر اينكه عاليترين كارايي چيزي است كه دقيقاً لازم داريد. جديدترين پروسسور و قطعات كامپيوتر اگرچه بهترين كارايي را دارد اما از نظر قيمت اختلاف بسيار زيادي با نمونه كندتر خود دارد بعلاوه زمانيكه يك پروسسور جديد راهي بازار شود نمونه قبلي آن يك افت قيمت خواهد داشت بر اساس اين حقايق با يك حساب سرانگشتي براي پيدا كردن يك پروسسور سريع و در دسترس پروسسوري را انتخاب كنيد كه حدود 3 ماه قبل ( شايد براي ايران بيش از اين زمان لازم باشد ) وارد بازار شده است اين به شما اجازه مي دهد كه يك پروسسور پيشرفته با قيمت مناسب تهيه كنيد.

اكنون چه پروسسورهايي در دسترس هستند؟

پروسسورهاي كامپيوترهاي امروزي كه ساخت كارخانه اينتل هستند شامل اينتل پنتيوم 4 و سلرون هستند. پنتيوم 4 كه انتهاي كارايي را عرضه مي كند و سلرون كه سطح كارايي پايين تري دارد.

پروسسورها با سرعتهاي مختلفي بر حسب گيگا هرتز ( معادل يك ميليارد هرتز يا يك ميليارد سيكل در ثانيه است) براي پنتيوم 4 سرعت از 1.4 گيگا هرتز تا 2.53 گيگا هرتز متغيير است و براي سلرون سرعت از 0.85 گيگا هرتز تا 1.8 گيگا هرتز متغيير است ( البته تا زمان ارائه اين مقاله ).

پنتيوم 4 يا سلرون:

سئوال بهتر براي پرسيدن اين است: آيا يك پنتيوم 4 مي تواند كاري انجام دهد كه يك سلرون نمي تواند انجام دهد؟ جواب منفي است. يك سلرون هر كاري را كه يك پنتيوم 4 انجام مي دهد مي تواند انجام دهد فقط نه به همان سرعت حتي براي يك پنتيوم 1.7 گيگا هرتز و يك سلرون 1.7 گيگا هرتز پنتيوم 4 سريعتر است

آيا تفاوت وقتي كه از تمام قدرت كامپيوتر استفاده مي شود مشخص مي شود؟

پاسخ مثبت است و شما متوجه تفاوت سرعت اندكي مي شويد اما تفاوت زماني چنداني براي انجام يك عمل مشخص مشاهده نمي شود. و به اين دليل اگر يك سلرون بخريد مقدار قابل توجهي در بودجه خود صرفه جويي كرده ايد.

چند پيشنهاد:

به خاطر داشته باشيد اگر شما درگير حجم زيادي از كارهاي گرافيكي مانند شبيه سازي 3 بعدي، ويرايش، فيلم يا بازيهاي كامپيوتري هستيد بايد يك پنتيوم 4 همراه با مقدار زيادي RAM بخريد اگر تمام كاري كه شما انجام مي دهديد شامل تايپ چند نامه، گشت گذار در اينترنت يا حتي هر چند وقت يكبار بازيهاي كامپيوتري است يك سلرون براي شما كافي است.

چند سازنده CPU عبارتند از:

AMD | Evergreen Technologies | IDT | Intel | National Semiconductor | RISE Technology | ST Microelectronics |Texas Instruments

سرعت فقط به Cpu نيست

سرعت cpu ها طبق تقسيم بندي مدل آنها كه همينطور كه دوستمون گفته مثل p3 و p4 وتازه رده بندي سوكتهاي cpu كه شامل سوكتهاي 447 ويا سري 700 و711 مي باشد ما بايد بزاي جمع و اسمبل كردن يك سيستم به bass سيستم توجه كنيم. اين موضوع تماماً به مادربورد ما خطم ميشود.
سري جديد مادر بورد ها كه از bass 800 استفاده ميكنندبا تغيير در ramها كه از DDR1 به DDR2 رفتن وترجيهن ار باس 333 به باس 533 و بالاتر ارتقا پيدا كردن.
پس ما بايد يك سيستم را اول با انتخواب يك مادر بورد خوب، يك CPU و مقدار RAM انتخواب كنيم .
نميدونم ولي اين طي تجربه برام ثابت شده، كارايي هر مادربورد با مدلهاي ديگر فرق دارد مثلاً در مادر بوردهاي ASUS و ASROCK سرعت بيشتر رو ديدم و در مادر بوردهاي GIGA استقامت و سختي كار و در MRT تنوع زياد در تكنولوژي و . . .
بعضيها اتقاد دارندكه cpu اينتل بدونه هنگ و يا cpu اي ام دي سرعت بالا دارد. ولي اشتباهه!
تماماً به نوع ويا انتخواب سخت افزاري و اسمبل سيستم دارد.
هرگز CPU p4 2.4 و يا 2.8 نميتوانند سرعت و قابليت RAM هايDDR2 يا باس 533 به بالا را جواب بدن. يا حتي هيچ وقت يك CPU 3.2 cor2do بتونه با داشتن هارديسك IDE و رم باس پائين قدرت خودش رو نشون بده.

**sina** · Friday 8 June 2012-1, 04:01 AM

معرفیcpu

راه تشخيص قدرت cpu‌ها در پردازش، مستلزم نگاهي به سرعت آن‌ها در آناليز داده‌هاست.

بي‌شك تمامي عمليات و محاسبات رايانه در قطعه‌اي به عنوان cpu انجام مي‌شود كه نقش تصميم‌گير و مدير را براي كل سيستم بازي مي‌كند و به همين منظور به آن مغز رايانه مي‌گويند.

پردازشگر‌ها را برحسب قدرت پردازش از يكديگر متمايز مي‌كنند و جزو قطعاتي محسوب مي‌شوند كه به راحتي برروي برد اصلي قابل تشخيص‌اند، زيرا مربع شكل‌هاي بزرگي هستند كه برروي آن‌ها خنك‌كننده يا فن قرار گرفته است.

cpuها برحسب تعداد پين‌ها كه به نوعي از قدرت آن‌ها نشان دارند، تقسيم‌بندي مي‌شوند؛ هرچند كه تكنولوژي رفته‌رفته پيشرفت كرده و در حال حاضر شاهد رونق بازار cpuهاي چندهسته‌يي هستيم كه با ظاهري و اندازه‌اي شبيه cpu‌هاي گذشته، ولي با تعداد دو تا چهار هسته در يك بسته كه به نوعي مي‌توان cpu را داراي قابليت پردازش موازي فرض كرد، در بازار عرضه ‌شده است.

در حال حاضر چند هسته‌يي‌ها بسيار رايج‌ شده‌اند، اما بايد دانست تا زماني‌كه برنامه‌اي با قابليت پردازش موازي نوشته نشود، عملا چند هسته‌يي‌ها شبيه به يك هسته‌يي‌ها عمل مي‌كنند و پردازش موازي چندان مفهوم پيدا نخواهد كرد.

سرعت پردازش cpu‌ها را معمولا با فركانس ساعت (GHZ يا MHZ) بيان مي‌كنند و بايد دانست كه حجم پردازشي بالاي اطلاعات در يك بازه زماني كوتاه به اندازه‌اي دماي cpu را بالا مي‌برد كه اگر چند دقيقه خنك‌كننده از كار بيفتد، cpu نيز از بين خواهد رفت.

سيستم‌هاي خنك‌كننده‌اي جديدا در سيستم‌هاي رايانه‌يي تعبيه شده‌اند كه از مايعات براي كاهش دماي cpu‌ها استفاده مي‌كنند و دور تا دور اين قطعه لوله‌كشي براي حركت مايع، مي‌شود تا با جريان مايع دماي cpu كاهش يابد، هرچند كه اين روش بيش‌تر بر روي سيستم‌هايي به‌كار مي‌رود كه كاربران آن‌ها قصد overclocking (اوركلاك) دارند؛ يعني مي‌خواهند فراتر از روال عادي cpu از آن كار بكشند و به همين منظور سرعت آن را بالاتر مي‌برند.

**sina** · Friday 8 June 2012-1, 04:10 AM

AMD سعی می کند که عملکرد را با حرکت پذیری ادغام کند و از پردازنده های جدید برای نوتبوک های سبک و باریک بکار برد. شرکت fujitsu نوت بوک هایی را ارائه می دهد که از پردازنده جدیدموبایل Athlon که از برق کمتری استفاده می کند. کالیفرنیا 17/ March, 2004 AMD امروز اعلام کرد که سری جدیدپردازندة موبایل که مصرف برق

AMD سعی می کند که عملکرد را با حرکت پذیری ادغام کند و از پردازنده های جدید برای نوتبوک های سبک و باریک بکار برد. شرکت fujitsu نوت بوک هایی را ارائه می دهد که از پردازنده جدیدموبایل Athlon که از برق کمتری استفاده می کند. کالیفرنیا 17/ March, 2004 AMD امروز اعلام کرد که سری جدیدپردازندة موبایل که مصرف برق کمتری دارند در نوت بوکهای سبک خود بکار می گیرد. و بدین طریق به ارائه کیفیت فوق العاده در پردازش و مصرف کم انرژی و موجب می گردد و نیز می توانند از راه حل های نیز برای کاربران استفاده کنند. AMD سعی می کند که با استفاده از فن آوری یشرفته در اختیار کاربران خود قرار بدهد. این مطلب را Merty seyer معاون بخش ریز پردازنده های AMD عنوان کرده است. با پردازنده های کم مصرف ما سازندگان کامپیوتر می توانند عملکرد بالاتری بدست بیاورند. در بازار آمریکای شمالی، فوجیتسو اعلام کرده است که نوت بوک های 52000 خود را به روز خواهد کرد و مدل های جدید براساس پردازنده های AMD Athlon و پردزنده 2100 خواهد بود. کاربران ما از عملکرد فوق العاده بالا را با قابلیت جابجا پذیری فوق العاده همراه با مشتری پسند بودن کامیوترهای 52000 تجربه خواهند کرد. این مطلب را معاون بخش مارتیک نوجیستر کامپیوتر اعلام کرده است. AMD موفقیت تیم Ferrari را تبریک گفت: شوماخر و باریکلو بترتیب عناوین اول و دوم را در اولین مسابقه فصل بدست آوردند. ملبورن، استرالیا- March 7 , 2004 تیم فراری که توسط شرکت AMD حمایت می شود یک رکورد تازه ای که آن شش بار قهرمانی در مسابقات اتومبیلرانی فرمول یک بار برنده شدن در مسابقات اتومبیلرانی در ملبورن استرالیا تبریک گفت. هم تیمی شوماخر، باریکلو در این مسابقه دوم شد تا اینکه قدرت تمام و کامل تیم فراری در آغاز سال 2004 برهمگان معلوم شود. هنر و استعداد این دو راننده را نبایستی که دست کم گرفته شود، اما برد این دو تحت تاثیر کار تیمی می باشد و هر دو راننده بعد از مسابقه اعلام کردند که این یک تیم بی نظیر است و از اینکه قسمتی از این تیم هستند بسیار مفتخر هستند. ماشین تولید شده بسیار فوق العاده است و ما خودمان نیز همدیگر را برای رسیدن به اهداف بالاتر ترغیب می کنیم. AMD افتخار می کند که قسمتی از این تیم موفق باشد و سعی می کند با تلاش و وقف بیشتر سعی می کند که موانع تکنیکی را به نحو احسن برطرف کنند. نیروی پیش برنده در موفقیت در این رابطه در بکار گیری از فن آوری پیشرفته AMD می باشد. AMD تیم فراری را با در اختیار گذاشتن کامپیوترهای شخصی که با پردازنده های workstetion هایی که با پردازنده AMD Athlon64,AMD Opteron,AMD Athlon64FXکمک میکند. Henri Richard به گفته مدیر مسئول فروش و بازاریابی نتایج امروز یک مثال کامل از کار تیمی می باشد و از اینکه جزیی از این تیم هستم بسیار خرسند و مفتخر هستم. AMD و Ferrari هر دو نظر یکسانی درارتباط با پیشرفت و تکامل دارند و یا اینکه فراری در بالاترین سطح کاری خود قرار دارد باز هم سعی می کند از ما راه حل های بهتر در جهت تکامل کار خود از ما بخواهد . در AMD ما براساس نیازهای مشتریان خودمان انجام فعالیت می کنیم و این امر بسیار عالی است که فراری از AMD در جهت بر طرف کردن نیازهای فنی خود استفاده می کند. و ما سعی می کنیم که همواره خودمان را به سمت تکامل بکشانیم. شب قبل از برنده شدن مسابقه شوماخر و باریکلو در جلسه خبری حضور یافتند و از اینکه AMD حمایت خود را تا 2006 ادامه داده است اظهار خوشحالی کردند. AMD یکی از کلیدی ترین حمایت کنندگان Ferrari است که حمایت خود را از این شرکت تا 2006 تمدید کرده است در این جلسة خبری بهمراه دو رانندة فراری، Jean todt رئیس، مدیر فنی Rage Brown رئیس طراحان Rory Byrne و طراح موتور Paole Martinelli حضور داشتند. خلاصه ای در مورد پردازندة AMD Athlon 64FX : پردازندة AMD Athlon 64FX بهترین دارنة موجود در دنیای کامپیوتر است. نگاه کلی به پردازنده AMD Athlon64FX : پردزندة AMD Athlon 64FX دارای فرآوری هایی پردازنده ها می باشد و موجب می شود که یک عملکرد بسیار بالا و بی جهت در پردازش بوجود بیاورد. پردازندة AMD Athlon 64FX با فن آوری AMD 64FX کار می کمند، این فن آوری جدید همانند انقلابی در صنعت می باشد که قادر است برنامه های را با حداکثر کارایی و سرعت اجرا کند در حالیکه قادر است با نسل جدید نرم افزارهای نیز کار کند. AMD 64 موجب متلاشی کردن موانع موجود بر سر راه نرم افزارهای پیشرفته که نیاز به فن آوری AMD 64 دارند می شود و نیز موجب می شود که پردازنده کارآیی چشمیگری داشته باشد. افراد مشتاق به قدرت زیاد، افراد علاقمند به بازی های کامپیوتری می توانند از پتانسیل کامل فن آوری AMD 64 استفاده کنند در ضمن اینکه می توانند از کار با نرم افزارهای 32 bit نیز لذت ببرند. فن آوری برتر: پردازنده AMD 64 تنها پردازنده ای است که قابلیت سازگاری با windows 64 bit را دارا می باشد و پیشرفته ترین پردازنده موجود در دنیا می باشد. و دارای تعدادی ویژگی خاص می باشد ساختار AMD 64 موجب دو برابر شدن تعداد ثبات های عمومی و SSE/ SSE2 برای عملکرد بهتر می شود و موجب پردازش بصورت Multimedia با فن آوری 3Dnow professional و SSE2 می گردد. فن آوری Hyper transport موجب افزایش عملکرد کلی سیستم می شود و این کار را از طریق کاهش گلوگاههای I/O ، افزایش پهنای باند سیستم کاهش تاخیر سیستم انجام می دهد. یک کنترل گر حافظه تلفیقی DDR همراه با یک حافظه DDR استاندارد موجب بوجود آمدن پهنای تا 6.4 GB در ثانیه میگردد و موجب کاهش قابل ملاحظه‌ای در تاخیر حافظه می گردد و نیز باعث عملکرد برای اکثر برنامه ها می شود. پردازنده AMD Athlon 64 FX موجب تقویت بزرگترین cache موجود در صنعت کامپیوتر و نیز موجب عملکرد بالا cache در حافظه سیستم های کامپیوترهای شخصی می شود را موجب افزایش عملکرد و کارآیی برای بسیاری از برنامه ها می گردد و مخصوصاً برنامه های عظیم و فشرده تغیر در نحوة پردازش: پردازندة AMD Athlon 64 FX برای سخت ترین نرم افزارهای برای کامپیوترهای شخصی طراحی شده است و موجب شده است که توانایی های کامپیوتر امروزی به سطح جدیدی از عملکرد و پتانسیل پردازش برسد. اجرای بازی ها: بازی کامپیوتری که برای AMD 64 طراحی شده است می تواند تعداد زیادی از حافظه را برای مشخصه های مختلف ، حالت های لغت از حروف در اختیار داشته باشد. حافظه بزرگ فیزیکی و حافظه هوشمند جهت مدیریت پردازنده AMD Athlon 64 FX تا بتواند عملکرد عالی داشته باشد و نیز بتواند به سطح جدیدی از کیف یت اجرای بازی داشته باشد. بازی های کامپیوتری بصورت multi-palyer و سه بعدی هستند می توانند با کیفیت عالی و با جزئیات بسیار دقیق و متحیر کننده به میزان بسیار زیادی رشد کنند. توسعه بازی های کامپیوتری و تغییرات آنها AMD 64 ظرفیت حافظه زیادی ارائه می دهد و سایر تغییرات و بهبودهایی که در ساختار جهت افزایش سرعت و افزایش سرعت ترجمه کردن، توسعه حالت های مختلف 3D مدیریت اموال می گردد. این روند که در جهت راضی کردن کاربران می باشد می تواند باعث شود که تکنولوژی برای بازی سازان کامپیوتری بوجود بیاید و بازی های جدید بوجود باید. بازیهایی که بصورت multi playerو نرم افزارهایpeer to peer که با یک seyer مرکزی کار می کنند می توانند کاربران زیادتر را در محیط های فیزیکی بزرگتری جا بدهند. با پردازنده AMD Athlon 64 قدرت cpu بیشتری برای همگون سازی اتصالات شبکه در دسترس خواهد بود. Digital content creation : برنامه های AMD 64 می توانند حافظه فیزیکی زیادتری داشته باشند و از پردازش 64 bit بیشتری جهت اداره کردن تصویرهای بزرگ محتویات صوتی و تصویری پیچیده را اداره کنند. با استفاده فن آوری AMD 64 می توان بسیاری از کارهای فنی و تخصصی را بر روی کامپیوترهای desktop انجام داد نظیر برنامه های طراحی، برنامه‌های فنی و مهندسی، برنامه های همگون سازی و برنامه های علمی.

خلاصه ای در مورد پردازندة AMD Athlon 64

خلاصه ای در مورد پردازندة AMD Athlon 64 گام اساسی در جهت تکامل پردازش گرهای شخصی با معرفی پردازندة AMD Athlon برداشته شده است. نگاه کلی بر روی پردازندة AMD Athlon 64 پردازندة AMD Athlon 64 اولین پردازنده ای است که سازگاری پردازش 64 bit را دارد. AMD Athlon با فن آوری AMD 64 کار می کند، که این فن آوری انقلابی در صنعت کامپیوتر می باشدو قادر است که برنامه های 32 bit را با حداکثر سرعت اجرا کند در حالیکه قابلیت کارکرد بسیار بالا با برنامه های 64 bit نسل بعدی را نیز دارد. سیستم عامل های پیشرفته 64 برای AMD 64 توسط Turbo Linux , SUSE, Read Hat , Microsoft، معرفی شده اند و این نرم افزارهای فقط بر روی پردازنده هایی که قابلیت پردازش bit 64 دارند کار می کند. با معرفی پردازندة AMD, AMD Athlon 64 برای کاربران این امکان را می دهد که نیازهای محاسبات خودرا با سرعت بالا انجام دهند، بعنوان اولین پردازنده کامپیوتر شخصی که قابلیت کارکردن با فن آوری AMD 64 را دارد. پردازنده AMD Athlon 64 موجب بوجود آمدن عملکرد بالا برروی نرم افزارهای امروزی می باشد و آمادگی کامل برای پردازش با برنامه های 64 bit آینده را نیز خواهد داشت. با این فن آوری کاربران می توانند با توانایی های محاسباتی 64 bit آینده داشته باشند به این ترتیب به راحتی می توانند با برنامه های کنونی سازگاری داشته باشند و فرآیند انتقال از پردازش 32 به 64 bit را نیز راحت تر انجام دهند. عملکرد و کارآیی بالا بر روی نرم افزارهای امروزی: انقلابی که در ساختار پردازندة AMD Athlon 64 بوجود آمده است موجب می شود که عملکرد بسیار بالا برود و موجب شودکه میزان پردازش بالا برود و موجب شود که یک کارایی دیجیتال بسیار بیشتری داشته باشیم. موجب فن آوری موجبHyper Transport افزایش عملکرد بالاتر می گردد و اینکار را با حذف کارگاههای I/O افزایش پهنای باند سیستم و کاهش تاخیر در سیستم را موجب می گردد. تلفیقی حافظه داشته DDR دسترسی سریعتر به حافظه باشیم که این کار را از طریق دسترسی سریع و مستقیم پردازنده به حافظه ی اصلی میسر می سازد. در نتیجه، مصرف کنندگان نهایی می توانند به سرعت برنامه ها را اجرا کنند و برنامه های چند رسانه ای را نیز به راحتی اجرا کنند. فن آوری 3D Now! وسازگاری با SSE2 که روی پردازندة AMD Athlon 64 وجود دارد راه کارهای زیادی را برای اجرای برنامه های چندین رساته ای فراهم می آورد و کارآیی فوق العاده ای برای نرم افزارهای Video , Audio و برنامه های عکاسی بوجود می آورد وبرای عملکرد غالب و برتر بر روی انیترنت پردازندة AMD Athlon 64 موجب ترکیب دسترسی سریع به حافظه و اتصالات I/O جهت اینکه کاملاً مطمئن شویم که کاربران نهایی بتوانند از مزایای اتصالات broad band برای استفاده در برنامه های صوتی، تصویری، و بازی های کامپیوتری online استفاده کنند. آمادگی برای آینده 64 bit: این پردازنده یعنی Athlon 64 برای افرادی طراحی شده است که دوست دارند در فن آوری پیش گام باشند و نیز برای کسانی که به کامپیوترهای خود جهت سرگرم شدن، مطلع بودن و اتصال داشتن نیاز دارند. سیستم هایی که بر اساس AMD Athlon 64 کار می کنند قادر هستند که کارآیی بالاتر بوجود بیاورند و نیازهای برنامه های سرگرم کننده و امروزی و آینده را نیز برطرف کنند. با فن آوری AMD 64 پردازندة AMD Athlon 64 قادر است که کاملاً با نرم افزارهای امروزی سازگار باشد در حالیکه انتقال از پردازش 32 به 64 را نیز به راحتی میسر می سازد او می تواند این دو برنامه را بطور همزمان با شفافیت و کارایی بالا برروی یک platfrom اجرا کنند. فن آوری AMD 64 تجربه های پردازش cinematic و توانایی های جدیدی را بوجود می آورد. بعلاوه موجب افزایش عملکرد نیز می گردد. AMD 64 به کاربران اجازه می دهد که از ابداعات جدید نظیر real- time encryption ، بازی های Life- Like ، جلوه های گرافیکی با کیفیت بالا و ویرایش های audio و video استفاده کنند. با داشتن یک کامپیوتر شخصی که پردازندة برتر دارد ازسرمایه خود حفاظت کنید. پردازندة AMD Athlon پیشرفته ترین پردازنده کامپیوترهای شخصی می باشند. فن آوری های بکارگرفته شده در این پردازنده عبارتند از :  فن آوری AMD 64 که باعث دوبرابر کردن تعداد ثبات های پردازنده می شود که باعث افزایش آدرس پذیری حافظه به میزان باور نکردنی می شود.  بهبود دستورات مولتی مدیا و حمایت از فن آوری SSE2 , 3d Now  استفاده از 1600 MHz bus که از فن آوری Hyper Transport و استفاده از پهنای باند مه پهنای پردازنده به سیستم می باشد.  یک کنترل گر تلفیقی حافظه با پهنای باندبه میزان و سازگاری با PC 3200 ، PC 2190 ,PC 2700 یا PC 1600 DDR SD RAM  بیشترین میزان Cache در روی Die کامپیوتر به میزان 1 Mg حافظه L2) که جهت سریعتر کردن دسترسی حافظه و کاهش کلوگاهای نیز موجب می گردد.  اجرای برنامه های 32-bit به نرم افزارهای کامپیوترهای شخصی امروزی این توانایی را می دهد که کارایی فوق العاده ای داشته باشد در حالیکه انتقال به 64 را به راحتی میسر می سازد. ترکیب این ابداعات موجب می شود که برای کاربران عملکرد بالایی داشته باشند و انعطاف پذیری بالایی را نیز داشته باشند. کاربران می توانند کارایی بالایی در برنامه های امروزی داشته باشند وبدون اینکه نیاز به تغییر یا تعویض سخت افزای داشته باشیم با نرم افزارهای نسل بعدی کار کنیم. برای مصرف کنندگان تجاری، باعث افزایش طول عمر سیستم می شود و انتقال ساده فن آوری را میسر می سازد و کاهش هزینه مالکیت را نیز موجب می گردد. خرید با اطمینان: پردازندة AMD Athlon 64 تنها پردازنده ای X86 است که توانایی کارکردن بالاتر از حد خود نیز دارد. پردازندة AMD Athlon 64 قابلیت سازگاری windows XP و ده ها هزار برنامه های دیگر که افراد در سرتاسر جهان هر روز از آن استفاده می کنند این پردازنده حدود 100 جایزه بین المللی بدست آورده است. پردازنده AMD Athlon 64 به سطح جدیدی از پردازش دست یافته که این امر را از طریق توانایی در پردازش 64 bit بدست آورده است. AMD در سال 1969 تاسیس گردیده است و بیش از 640 میلیون پردازنده کامپیوتر شخصی به سرتاسر دنیا ارسال کرده است کاربران می توانند به سازگاری و انعطاف پذیری پردازنده های AMD Athlon 64 اعتماد کنند. و پردازنده هایی که توسط این شرکت تولید می شوند تحت آزمایشات زیادی را قرار می گیرندتا اینکه کاملاً از سازگاری آنها با 2000, windows NT, windows ME, win 98, Microsoft windows XP همچنین Linux و سایر سیستم عامل های دیگر نیز مطمئن گردند. AMD با مایکروسافت و سایر شرکت ها همکاری نزدیک دارد. تا بتواند سازگاری بیشتری بین پردازنده ها (سخت افزار) و نرم افزار بوجود بیاورند و به این ترتیب باعث استفاده بهینه از فن آوری AMD 64 شوند، AMD مقادیر زیادی بودجه صرف توسعه وتحقیق درجهت افزایش کیفیت و عملکرد محصولات خود می کند. واحد تحقیق , توسعه و بازاریابی آلبالو کامپیوتر

AMD Athlon 64 چرا؟
• به چه دلایلی از AMD Athlon 64 استفاده کنیم • به کاربران خود این امگان را میدهد که زمان کمتری صرف مقابله با ویرسها کنیم. حمایت کردن از کامپیوترها بر علیه بعضی از ویروسهای خاص نظیر MS Blaster و Slammer . • AMD Athlon 64 را انتخاب کنید تا یک سیستم حفاظت شده علیه ویروسها داشته باشید, از طریق Win XP SPS2 که در نیمه دوم سال 2004 وارد بازار میشود. • لذت استفاده از کامپیوتر با صدای کم و مصرف پایین برق. • AMD Athlon 64 را انتخاب کنید که در این پردازنده از فن آوری cool’n’quiet استفاده شده است. • سیستمی بسازید که موجب کاهش گلوگاهها شود و موجب افزایش پهنای باند داده ها شود یا اینکه بتوانید به راحتی و بهتر چندین برنامه را اجرا کرده و بتوانید تجربه فوق العاده از اجرای برنامه های چند رسانه ای داشته باشید. • AMD Athlon 64 را انتخاب کنید زیرا در این پردازنده از فن آوری Hyper Transport استفاده شده است. • باعث کاهش تاخیر در حافظه و بهبود عملکرد مخصوصا در برنامه هایی که نیاز به حافظه زیاد دارند, نظیر بازیهای 3-بعدی و برنامه های رسانه ای digital میشود. • AMD Athlon 64 را انتخاب کنید که از حافظه کنترل کننده تلفیقی DDR استفاده میکنند. • باعث افزایش عملکرد در بسیاری از برنامه ها مخصوصا برنامه هایی نظیر برنامه های رسانه ای digital و ذخیره سازی حجم زیادی حافظه میشود. • AMD Athlon 64 را انتخاب کنید که دارای مقدار بالایی از حافظه Cash میباشد. • برای ویرایش وترکیب کردن و رمزگشایی فایلهای صوتی و تصویری با کیفیت عالی و در زمان کوتاه. • AMD Athlon 64 را انتخاب کنید که از فن آوری 3D now و دستورات SSE استفاده می کند.