CPU (Central Processing Unit - Merkezi İşlem Birimi)

CPU (Central Processing Unit - Merkezi İşlem Birimi)



İşlemci, bilgisayarın beyni niteligindeki en önemli
bileşendir. Diger aygıtlardangelen verileri matematiksel işlemler
yardımı ile işler, sonuca ulaşır ve sonucu gerekli yerlere gönderir.
Çalisabildikleri maksimum saat hizlari yani frekanslari
sınıflandırılmalarına yardımcı en önemli kriterdir. Çalıştıklarında çok
ısınırlar, dolayisiyla üzerlerine sogutucu ve fanlar yerleştirilir.


Görevi



Örnek olarak 2 ve 3 ü topla sonucu bana ilet komutu
verildiginde işlemci hemen aritmetikmerkezini devreye sokar, islemi
gerçekleştirir ve sonucu bize iletir. Benzer şekilde özel bir yöntemle
kodlanmış MP3 dosyalarını açar, işler ve gerekli veriyi ses kartına
iletir. Kısacası hesaplaması veya karar verilmesi gereken her seyde
işlemci devreye girer Hesaplama işlemlerinde aritmetik, karar verilmesi
gereken işlemlerde de mantik ünitesi devreye girer. İşlemcilerin yapısı
hiç bir mekanik parçası olmayan tamamen devreler ve transistörlerden
olusur. İçlerinde milyonlarca transistor bulunur ve bu transistorlerin
sayısı ne kadar fazla olursa işlemci o kadar hızlı olur. İşlemcilerin
hızları MHZ (MegaHertz) cinsinden ölçülür. Dogal olarak bu sayı ne kadar
yüksek olursa, hızı da o kadar yüksek olur.


İşlemçi Üniteleri




Esasen mikro işlemciler, açma kapama dügmeleri gibi
çalışan milyonlarca transistörden oluşur. Elektrik sinyalleri, yazılmış
bir program önderliginde mikro işlemcide degişik sinyallere
dönüştürülmektedirler. Bu işlemler Binary düzeyinde temel matematiksel
işlemlerle yapılır. Bunlara Bit denir. CPU bu Bitler üzerinde işlem
yapabilmek için temel bir yazılıma ihtiyaç duyar ki bu söz konusu temel
yazılım miko işlemcinin çalişması için gereklidir. Bu yazılım veya
program bir komut listesinden ibarettir ve işlemcinin içindedir. Bu
komutlar duruma göre toplama işlemini yapabilir veya Conditional Branch
ile cevap verebilir. Komutları yerine getirme işini ise işlemci içinde
bulunan uygulama ünitesi (Execution Unit) veya fonksiyon ünitesi (Function
Unit) saglar. Modern işlemcilerde degişik komutların işlenmesi amacıyla
birden fazla fonksiyon ünitesi bulunmaktadır. Bundan başka işlemci
içinde tamsayı (Integer) işlemlerini yapan aritmetik/mantıksal ünitesi (Arithmetic
/Logic Unit) ve küsuratli sayı işlemlerini yapan kayan nokta ünitesi (FPU-Floating
Point Unit) bulunmaktadır. Bir işlemcideki fonksiyon ünitesi ne kadar
çoksa çalıştırılabilecek komut sayisi da o kadar çoktur.


Overclock İşlemi



İşlemciler fabrikada belirli hız ararlıklarında
üretilirler. Mesela bir işlemci fabrikada 200-400 MHZ hızı arasında
üretilmiştir. Son kullanıcıya yani bizlere işlemci 200 MHZ hızında
gelir. Fakat overclock sayesinde işlemcinin destekledigi maksimum hıza
ulaşılabilir. Overclock işlemi işlemci üzerindeki ve anakart üzerindeki
jumperlardan ayarlanır. Bu sayede bir işlemci, kendi hızının iki katına
çıkılabilmektedir. Ama overclock işlemi bilinçsizce yapıldıgı takdirde
işlemci ve anakartın yanma riski çok yüksektir. Sadece profesyonel
kullanıcılar tarafından yapılmalıdır. Artı overclock işlemi, işlemcinin
daha hızlıçalışmasını dolayısıyla daha çok ısınmasını sağlar ve gerekli
sogutma işlemleri yapılmayıp işlemciye daha güçlü bir fan takılmazsa
bilgisayar çok sik kilitlenir. Bu ve bunun gibi durumlarda işlemcinin
yanma olasılıgı çok yüksektir. Overclock işlemi çogu kişi tarafından
yadırganır.






Yapısı




3-4 santimetrekare büyüklügünde bir silikon tabaka
içinde milyonlarca transistörden oluşurlar. İşlemcilerin olusturulmasını
sağlayan sistem mikron teknolojisidir. Bu teknoloji sayesinde bir kaç
santimetrekarelik bir alana milyonlarca transistor sıgdırabilmek
mümkündür. İşlemcileri anakarta takabilmek için özel yuvalara gerek
vardır. Örnegin, Pentium 2 model işlemciler ancak slot uyumlu
anakartlara ve Celeron model işlemciler de Soket uyumlu anakartlara
takılabilirler. Slot yuvalar düz ve 4-5 cm uzunlugunda slottur. Soket
ise 3-4 santimetrekare büyüklügünde bir yuvadır. Örnegin yanda
gördügünüz bir Pentium 3 450 MHZ işlemcidir ve ancak slot uyumlu
anakartlara takılabilir. Üstte gördügünüz işlemci ise soket uyumlu bir
işlemci olup soket uyumlu anakartlara takilabilirler. Günümüz
işlemcileri 100, 133, 333 MHZ ve daha fazla veriyolu hızında (Veriyi
iletme hızı) çalışabilmektedir. Bu hız degeri ne kadar yüksek olursa,
işlemci de o kadar fazla veri iletebilir. Ancak yukarıda da belirttigim
gibi hızı belirleyen asil faktör frekanstır. Veriyolu hızı frekansın
yanında pek fazla bir şey ifade etmemektedir.


Önbellekler (Cache)



Bütün işlemciler bir ön bellege sahiptirler. Bunlar
birincil (L1) ve ikincil (L2) olmak üzere ikiye ayrılırlar. Bu tür
belleklere Cache de denir ve 32 KB ile 512 KB (Kilobyte) arasında
degişirler. Önceden yapılmış olan ve yapılmakta olan işlerin bu
belleklerde geçici olarak tutulmasını sağlarlar. Bu sayede cache
bellekte utulan bu verilere daha hızlı erişim saglanmış olunur.


Hyper Threading



Hyper Threading teknolojisini, bir fiziksel şslemcide
2 mantıksal işlemci olarak tanımlamak mümkündür. Intel'in sunucu
sistemlerinde kullandıgı ve daha sonra Pentium 4 işlemcilerle masaüstü
sistemlere adapte ettigi bu teknolojide, birbirini etkilemeyen iki
farklı iş, farklı mantıksal işlemcilerde yapılarak performans artısı
elde edilir.