فاطمه بهرامی  2020-05-09 15:40:06   

CPUها و عوامل موثر بر سرعت آن‌ها

پردازنده‌ها در رایانه‌های شخصی معمولا به شکل یک قطعه نسبتا تخت هستند که نوعی ماده شبیه پلاستیک کوچک یا سرامیک سطح پردازنده را پوشانده است از بدو تولد پردازنده‌ها سیلیکان به دلیل خصوصیات رسانایی ویژه ای که دارد برای ساخت پردازنده‌ها مورد استفاده قرارگرفته است. برای ساخت پردازنده سیلیکان به گونه‌ای بسیار نازک بریده می‌شود هر کدام از این قطعات یک تراشه را تشکیل می‌دهند تراشه‌های نازک را تحت مخلوطی از گازها حرارت می‌دهند تا گازها درون سیلیکان قرار گیرند و خصوصیات الکترونیکی ویژه‌ای را به وجود آوردند این فرآیند شیمیایی باعث می‌شود که سیلیکان از جنس ماسه به ترکیبی فلزی و بلوری تبدیل شود و بتواند به نوعی مغز الکترونیکی دارای حافظه و امکانات بسیار قوی تبدیل شود پردازنده اطلاعات را پردازش می‌کند اما این کار به تنهایی ازاو ساخته نیست یعنی پردازنده برای پردازش به ابزارهای جانبی دیگری نیاز دارد.

عوامل موثر بر سرعت پردازنده

پردازنده ها را می­‌توان از طریق دو پارامتر اصلی سرعت و پهنای باند شناخت. سرعت در واحد مگاهرتز و گیگاهرتز محاسبه می‌شوند و به معنای میلیون‌ها ومیلیاردها سیکل درهر ثانیه می باشد هرچه سرعت بالاتر، بهتراست. اما درمورد پهنای باند پردازنده بحث کمی پیچیده‌تر است زیرا سه مشخصه مهم دریک پردازنده وجود دارند که برحسب پهنای باند بیان می شوند که عبارتند از :

1. ثبات های پردازنده
2. گذرگاه داده‌ پردازنده یا Data BUS
3.  یا گذرگاه نشانی دهی حافظه BUS Address

سیستم های پایین تر از 16مگاهرتز، معمولا فاقد حافظه کش Cache Memory هستند با  اجرای سیستم­های 16 مگاهرتزی، حافظه کش با سرعت بالا روی مادربورد ظاهر شد، زیرا حافظه اصلی در آن زمان نمی‌تواند در 16 مگا هرتز اجرا گردد قبل ازپردازنده 486، حافظه کش روی مادربورد، تنها حافظه کش استفاده شده در سیستم بود.

ثبات‌های پردازنده یا گذرگاه داده‌های داخلی پردازنده CPU Register

اندازه‌ی ثبات‌های پردازنده نشان می‌دهد که یک پردازنده چه مقدار از اطلاعات را می‌تواند در هر لحظه پردازش کند و چگونه داده‌ها را در داخل تراشه حرکت می دهد.

تراشه های 386 پنتیوم از ثبات های داخلی 32 بیتی استفاده می‌نمایند بنابراین می‌توانند سیستم عامل 32 بیتی را اجراء کنند .

ثبات‌های داخلی اغلب مواقع بزرگتر از گذرگاه داده‌ها هستند مثلا 386SX و 386DX هر دو دارای ثباتهای داخلی 32 بیتی است ولی برای پرکردن 386SX باید دو بار دادهها را به درون ثبات وارد نماید زیرا گذرگاه دادههای آن 16 بیتی است اما 386DX میتواند این عمل را در یک لحظه انجام دهد زیرا گذرگاه دادهی آن 32 بیت است. پنتیومها دارای یک گذرگاه دادهی 64 بیتی و چندین ثبات 32 بیتی هستند.

پردازنده های نسل ششم دارای 6 راه ارتباطی داخلی برای اجرای دستورالعملها میباشد این پردازندهها میتوانند سه دستورالعمل در سیکل ساعت اجراء کنند.

گذرگاه نشانی‌دهی حافظه یا BUS Address

گذرگاه نشانی‌دهی حافظه یا BUS Address مجموعه‌ای از سیم‌ها است که اطلاعات نشانی‌دهی آدرس را حمل می‌کنند و برای توصیف مکان حافظه به کار می‌­روند.

اندازه یا پهنای گذرگاه نشانی، حداکثر مقدار حافظه­‌ای را نشان می‌دهد که یک تراشه می‌تواند آدرس دهی کند. مثلا پردازنده‌های  8086 که از گذرگاه آدرس 20 بیتی­  یا یک مگابایت حافظه RAM  پشتیبانی می­‌کنند. یا حداکثر از 2²⁰،  استفاده می‌کنند.    

گذرگاه داده پردازنده یا Data BUS

پهنای گذرگاه داده‌ها تعداد بیت‌های داده‌ای است که می‌توانند طی یک چرخه به داخل و خارج پردازنده منتقل شوند. گذرگاه داده یا Data BUS همان گذرگاه داده خارجی است. یک گذرگاه داده مجموعه‌ای از اتصالات است که سیگنال‌های مشترک را حمل می‌کنند. هر قدر سیگنال‌های بیشتری در یک لحظه ارسال شوند داده‌های بیشتری نیز می‌توانند در یک فاصله زمانی منتقل گردند بنابراین سرعت و وسعت گذرگاه بیشتر می‌شود.

میتوانید این مطلب را از لینک زیر دریافت کنید..

منابع