Prosessor

Prosessor kompüter, smartfon, planşet və digər elektron cihazlarda əmrləri emal edən, hesablamaları yerinə yetirən və sistemin digər hissələrinin işini idarə edən əsas elektron komponentdir. O, proqramlardan daxil olan təlimatları qəbul edir, onları şərh edir və uyğun əməliyyatları həyata keçirir. Müasir prosessorlar milyardlarla tranzistordan ibarət ola bilər və yüksək sürətlə riyazi, məntiqi və idarəetmə əməliyyatlarını yerinə yetirirlər.

Prosessor nədir?
Prosessor elektron cihazın əsas hesablama mərkəzidir. Kompüterdə o, əməliyyat sisteminin və proqramların verdiyi əmrləri yerinə yetirir.
Prosessorun işi yalnız riyazi hesablamalardan ibarət deyil. O, məlumatların ötürülməsini, yaddaşa müraciəti, proqram əmrlərinin icra ardıcıllığını və bir çox digər prosesi idarə edir.

CPU nədir?
CPU “Central Processing Unit”, yəni mərkəzi prosessor qurğusu ifadəsinin qısaltmasıdır.
Gündəlik istifadədə “prosessor” və “CPU” sözləri çox vaxt eyni mənada işlədilir. CPU kompüterin əsas ümumi təyinatlı hesablama komponentidir.

Prosessor necə işləyir?
Prosessor proqram əmrlərini ardıcıl mərhələlər üzrə emal edir. Əvvəlcə əmrin yaddaşdan götürülməsi, sonra onun şərh edilməsi və sonda icra olunması baş verir.
Bu proses saniyədə milyardlarla dəfə təkrarlana bilər. Müasir prosessorlarda bir neçə əmrin eyni vaxtda emalı üçün paralel işləmə texnologiyalarından da istifadə olunur.

Nüvə
Prosessor nüvəsi əmrləri müstəqil şəkildə emal edə bilən hesablama vahididir.
Bir prosessorda bir neçə nüvə ola bilər. İkinüvəli, dördnüvəli, səkkiznüvəli və daha çox nüvəyə malik prosessorlar müxtəlif cihazlarda istifadə olunur.

Çoxnüvəli prosessor
Çoxnüvəli prosessor bir çip daxilində bir neçə hesablama nüvəsinin yerləşdirildiyi prosessordur.
Bu quruluş bir neçə tapşırığın paralel yerinə yetirilməsinə imkan verir və çoxproqramlı iş, video emalı, proqramlaşdırma və digər ağır hesablama proseslərində performansı artıra bilər.

Axın
Bəzi prosessor nüvələri eyni vaxtda bir neçə hesablama axını ilə işləyə bilir.
Bu texnologiya prosessorun mövcud resurslarından daha səmərəli istifadə etməyə kömək edir, lakin axınların sayı fiziki nüvələrin sayı ilə eyni anlayış deyil.

Takt tezliyi
Prosessorun takt tezliyi adətən gigaherslə ölçülür. Məsələn, 3 GHz tezlik saniyədə milyardlarla takt impulsunu ifadə edir.
Lakin daha yüksək takt tezliyi həmişə daha sürətli prosessor demək deyil. Arxitektura, nüvə sayı, keş yaddaşı və enerji məhdudiyyətləri də ümumi performansa ciddi təsir edir.

Keş yaddaşı
Keş prosessorun tez-tez istifadə etdiyi məlumatları çox sürətli yaddaş sahəsində saxlayır.
Müasir prosessorlarda adətən L1, L2 və L3 kimi müxtəlif səviyyəli keş yaddaşları olur. Prosessora daha yaxın keş daha sürətli, lakin daha kiçik tutumlu olur.

ALU
ALU “Arithmetic Logic Unit” ifadəsinin qısaltmasıdır və prosessor daxilində riyazi və məntiqi əməliyyatları yerinə yetirən hissədir.
Toplama, çıxma, müqayisə və məntiqi əməliyyatlar kimi bir çox əsas hesablama prosesi ALU vasitəsilə həyata keçirilir.

İdarəetmə bloku
Prosessorun idarəetmə bloku əmrlərin hansı ardıcıllıqla icra ediləcəyini müəyyən edir və sistemin digər hissələrinə nəzarət siqnalları göndərir.
Bu blok prosessorun müxtəlif komponentlərinin koordinasiyalı işləməsinə kömək edir.

Registrlər
Registrlər prosessor daxilində yerləşən çox sürətli və kiçik yaddaş sahələridir.
Hazırda emal olunan məlumat, ünvan və əmrlər müvəqqəti olaraq registrlərdə saxlanıla bilər.

Prosessor arxitekturası
Prosessor arxitekturası onun hansı əmrləri necə emal etdiyini və proqram təminatı ilə necə əlaqə qurduğunu müəyyən edən ümumi texniki quruluşdur.
x86, x86-64 və ARM müasir hesablama sistemlərində geniş yayılmış arxitektura ailələrindəndir.

x86 və x86-64
x86 arxitekturası uzun müddətdir fərdi kompüterlərdə geniş istifadə olunur. x86-64 isə onun 64 bitlik genişləndirilmiş formasıdır.
Müasir masaüstü və noutbuk kompüterlərin böyük hissəsində x86-64 əsaslı prosessorlara rast gəlinir.

ARM prosessorları
ARM arxitekturası enerji səmərəliliyi və müxtəlif cihazlara uyğunlaşdırıla bilməsi ilə tanınır.
Smartfon və planşetlərin böyük hissəsində ARM əsaslı prosessorlardan istifadə olunur. Son illərdə bu arxitektura noutbuk və digər kompüter sistemlərində də daha geniş yayılıb.

32 bit və 64 bit
Prosessorun bit dərəcəsi onun müəyyən məlumat ölçüləri və yaddaş ünvanları ilə necə işlədiyini göstərən əsas göstəricilərdən biridir.
64 bitlik prosessorlar uyğun əməliyyat sistemi ilə daha böyük yaddaş sahəsini ünvanlaya və müasir proqram təminatının tələblərinə daha yaxşı cavab verə bilər.

Prosessor və operativ yaddaş
Prosessor hesablamaları həyata keçirir, operativ yaddaş isə hazırda istifadə olunan proqram və məlumatları müvəqqəti saxlayır.
Sistem performansı bu iki komponentin sürətindən və onların bir-biri ilə məlumat mübadiləsinin effektivliyindən asılıdır.

Prosessor və videokart
CPU ümumi təyinatlı hesablamalar üçün hazırlanır, qrafik prosessor isə böyük həcmdə paralel hesablamalar və görüntülərin emalı üçün optimallaşdırılır.
Oyun, üçölçülü qrafika və süni intellekt kimi bəzi tapşırıqlarda CPU və GPU birlikdə işləyir.

GPU nədir?
GPU “Graphics Processing Unit”, yəni qrafik prosessor qurğusudur.
O, əsasən qrafik hesablamalar üçün yaradılsa da, müasir dövrdə elmi hesablamalar, maşın öyrənməsi və digər paralel tapşırıqlarda da istifadə olunur.

İnteqrasiya olunmuş qrafika
Bəzi prosessorlarda qrafik emal bloku eyni çip və ya prosessor paketinə inteqrasiya edilir.
Bu sistemlər ayrıca videokarta ehtiyac olmadan gündəlik qrafik tapşırıqları yerinə yetirə bilər.

İstehsal texnologiyası
Prosessorlar çox kiçik tranzistorlardan ibarət yarımkeçirici çiplərdir. İstehsal prosesləri adətən nanometr sinfində texnologiya adları ilə təqdim olunur.
Daha müasir istehsal üsulları daha çox tranzistorun kiçik sahəyə yerləşdirilməsinə və enerji səmərəliliyinin artırılmasına imkan verə bilər.

İstilik və soyutma
Prosessor işləyərkən elektrik enerjisinin bir hissəsi istiliyə çevrilir. Buna görə masaüstü və noutbuk sistemlərində prosessor üçün xüsusi soyutma sistemi istifadə olunur.
Radiator, ventilyator və maye soyutma sistemləri prosessor temperaturunun idarə olunması üçün istifadə edilən əsas üsullardandır.

Mobil prosessorlar
Smartfon prosessorları adətən CPU, GPU, yaddaş nəzarətçisi, süni intellekt bloku, rabitə və digər komponentləri bir sistem daxilində birləşdirir.
Belə inteqrasiya olunmuş həllər çox vaxt SoC, yəni “System on a Chip” adlandırılır.

Server prosessorları
Server prosessorları böyük həcmdə məlumat emalı və çoxsaylı eyni vaxtlı istifadəçi və proqram yükü üçün hazırlanır.
Onlarda daha çox nüvə, böyük keş yaddaşı və geniş yaddaş imkanları kimi xüsusiyyətlər ön plana çıxa bilər.

Prosessorun tarixi
İlk elektron kompüterlərdə müasir mənada vahid mikroprosessor yox idi və hesablama funksiyaları çoxsaylı elektron komponentlər arasında bölüşdürülürdü.
1970-ci illərdə mikroprosessorların meydana çıxması ilə mərkəzi prosessorun əsas funksiyalarını kiçik bir inteqral sxemdə birləşdirmək mümkün oldu. Bu inkişaf fərdi kompüterlərin və sonradan mobil elektronikanın geniş yayılmasına böyük təsir göstərdi.

Müasir texnologiyada rolu
Prosessor kompüterdən avtomobil elektronikasına, smartfondan sənaye idarəetmə sistemlərinə qədər çox geniş sahədə istifadə olunur.
Onun performansı və enerji səmərəliliyi müasir elektron cihazların sürətinə, funksiyalarına və enerji sərfiyyatına birbaşa təsir edən əsas amillərdəndir.