واحد پردازش مرکزی (CPU) جزء اصلی یک دستگاه هوشمند و دیجیتالی است که به‌عنوان مرکز کنترل و مغز متفکر دستگاه عمل می‌کند. هر پردازنده مجموعه پیچیده‌ای از مدارهای الکترونیکی است که سیستم‌عامل و برنامه‌های دستگاه را اجرا می‌کند. هر عملی که در گوشی، کامپیوتر، لپ تاپ و … انجام می‌دهید به‌عنوان یک دستور ورودی به CPU ارسال و سپس پردازش شده و درنهایت، کار مورد نظر شما به صورت خروجی انجام می‌شود. در این مقاله از مجله تکنولوژی لیپک می‌خواهیم شما را با این قطعه حیاتی در کالاهای دیجیتال آشنا کنیم.
CPU چیست؟
واحد پردازش مرکزی یا CPU (Central Processing Unit)، یکی از حیاتی‌ترین اجزای سخت‌افزاری در هر دستگاه دیجیتال به شمار می‌رود. این قطعه الکترونیکی، مرکز اصلی اجرای دستورات و کنترل کلیه عملکردهای سیستم است. در واقع، CPU همانند مغز یک کامپیوتر یا دستگاه هوشمند عمل می‌کند و مسئول پردازش داده‌ها و اجرای برنامه‌هاست.
CPU با دریافت دستورالعمل‌ها از حافظه‌ی اصلی (RAM)، آنها را تفسیر کرده و سپس عملیات لازم را روی داده‌ها انجام می‌دهد. این عملیات می‌تواند شامل محاسبات ریاضی، تصمیم‌گیری‌های منطقی و مدیریت جریان داده بین اجزای مختلف سیستم باشد. پس از انجام پردازش، نتایج یا به حافظه بازگردانده می‌شوند یا برای ادامه فرایندها به سایر بخش‌ها مانند کارت گرافیک، حافظه‌ی دائمی یا وسایل ورودی/خروجی ارسال می‌گردند.
پردازنده‌ها معمولاً از چند هسته (Core) تشکیل شده‌اند. هر هسته می‌تواند یک مجموعه از دستورات را به‌طور مستقل اجرا کند. در سیستم‌های مدرن، وجود چند هسته این امکان را فراهم می‌سازد که چندین برنامه یا فرایند به‌طور همزمان اجرا شوند و این ویژگی به بهبود عملکرد کلی سیستم کمک می‌کند. به‌عنوان مثال، زمانی که در حال گوش دادن به موسیقی، مرور صفحات وب و نصب نرم‌افزار هستید، چند هسته‌ای بودن CPU به اجرای روان این وظایف کمک می‌کند.
در کنار این ویژگی‌ها، سرعت عملکرد یک CPU نیز از اهمیت زیادی برخوردار است و معمولاً با واحد گیگاهرتز (GHz) اندازه‌گیری می‌شود. هر چه این مقدار بیشتر باشد، پردازنده می‌تواند دستورات بیشتری را در هر ثانیه پردازش کند. با این حال، سرعت تنها عامل تعیین‌کننده عملکرد نیست، ساختار معماری، حافظه کش و نوع فناوری ساخت نیز در کارایی نهایی پردازنده نقش دارند.
به‌طور خلاصه، پردازنده یا CPU همان بخشی از سیستم است که بیشتر بار محاسباتی را بر عهده دارد و نقش محوری در عملکرد کلی کامپیوتر، گوشی هوشمند، تبلت و حتی بسیاری از وسایل هوشمند دیگر ایفا می‌کند. آشنایی با این بخش می‌تواند به کاربران کمک کند تا انتخاب‌های بهتری در هنگام خرید یا استفاده از دستگاه‌های دیجیتال داشته باشند.
در زیر می‌توانید عکس پردازنده را از مقابل، پشت و ساختار داخلی آن مشاهده کنید.
نقش و وظایف سی پی یو چیست؟
وظایف CPU بسیار گسترده و حیاتی است، زیرا این قطعه به‌عنوان مرکز کنترل و پردازش تمامی فعالیت‌های یک سیستم دیجیتال عمل می‌کند. به طور کلی، CPU نقش اصلی در پردازش اطلاعات، اجرای برنامه‌ها، و هماهنگی فعالیت‌های داخلی سیستم را بر عهده دارد. بدون CPU، هیچ دستگاه دیجیتالی نمی‌تواند کار کند یا واکنشی نسبت به ورودی‌ها نشان دهد. در ادامه، مهم‌ترین وظایف CPU به زبان ساده و قابل فهم برای کاربران عادی توضیح داده شده است.
اجرای دستورالعمل‌ها
مهم‌ترین وظیفه CPU اجرای دستورالعمل‌های برنامه‌ها و سیستم‌عامل است. این دستورالعمل‌ها ممکن است شامل عملیات ریاضی (مانند جمع و تفریق)، تصمیم‌گیری منطقی (مثلاً اگر… آنگاه…) و کنترل جریان اجرای برنامه باشند.
سی پی یو دستورات ورودی خود را از مجراهایی نظیر موارد زیر دریافت می‌کند:
- یک دستگاه ورودی مانند صفحه‌نمایش، صفحه‌کلید، ماوس یا میکروفون
- سیستم‌عامل یا نرم‌افزار
مدیریت داده‌ها
CPU داده‌ها را از حافظه اصلی (RAM) دریافت می‌کند، آنها را پردازش می‌کند و سپس نتایج را دوباره به حافظه می‌فرستد یا برای استفاده به بخش‌های دیگر سیستم ارسال می‌کند. این فرآیند شامل دریافت (Fetch)، رمزگشایی (Decode)، اجرا (Execute) و ذخیره (Store) اطلاعات است:
- واکشی (Fetching) دستورالعمل‌ها از حافظه: به دنبال آدرس دستورالعمل مربوطه می‌گردد و درخواست را به RAM ارسال می‌کند. به این کار خواندن از روی حافظه (reading from memory) نیز گفته می‌شود.
- رمزگشایی (Decoding) یا ترجمه دستورالعمل‌ها: تبدیل به زبان ماشین (باینری صفر و یک) به‌گونه‌ای که برای پردازنده قابل فهم باشد.
- اجرا (Executing) و اعمال دستورالعمل‌های داده شده.
- ذخیره (Storing): برای بازیابی بعدی در صورت درخواست مجدد، نتیجه اجرا در حافظه ذخیره می‌شود. به این کار نوشتن در حافظه (writing to memory) نیز می‌گویند.
هماهنگی بین اجزای مختلف سیستم
CPU به‌عنوان مرکز کنترل، فعالیت‌های اجزای دیگر مانند کارت گرافیک، حافظه، دستگاه‌های ورودی/خروجی و دیسک سخت را هماهنگ می‌کند. این هماهنگی باعث می‌شود سیستم بتواند به‌طور یکپارچه و کارآمد عمل کند.
چندوظیفه‌ای (Multitasking)
پردازندههای امروزی قابلیت اجرای همزمان چند برنامه یا وظیفه را دارند. CPU با تقسیم منابع خود بین برنامه‌های مختلف، امکان اجرای همزمان چند فعالیت مانند گوش دادن به موسیقی، تایپ کردن و مرور اینترنت را فراهم می‌کند.
پردازش وقایع و پاسخ به ورودی‌ها
زمانی که کاربر عملی انجام می‌دهد، مانند فشردن یک کلید یا کلیک با ماوس، CPU این ورودی را دریافت کرده و دستور لازم را اجرا می‌کند. این پردازش باید سریع انجام شود تا تجربه‌ی کاربری روان و بدون تاخیر باشد.
درنهایت، خروجی متناسب با دستورالعمل مانند نمایش یک پنجره در صفحه به کاربر (یا صادرکننده دستورالعمل) تحویل داده می‌شود. این فرآیند، چرخه واکشی-اجرا (fetch-execute) نامیده می‌شود و میلیون‌ها بار در ثانیه اتفاق می‌افتد.
CPU می‌تواند به درخواست کاربر یا تشخیص خود، چرخه در حال اجرا را متوقف کرده و به رویدادهایی که نیاز به توجه فوری دارند رسیدگی کند. در این حالت، یک وقفه در چرخه رخ می‌دهد و پردازنده به‌طور موقت کار فعلی خود را به حالت تعلیق در می‌آورد، وضعیت آن را ذخیره می‌کند و پس از پردازش وقفه ایجاد شده، کار قبلی را از سر می‌گیرد.
CPUهای مدرن اغلب از تکنیک‌هایی مانند موازی‌سازی دستورالعمل‌ها برای افزایش عملکرد دستگاه استفاده می‌کنند. دستورالعمل‌های متعدد می‌توانند به‌طور همزمان در مراحل مختلف چرخه باشند؛ این یعنی امکان استفاده کارآمدتر از منابع CPU فراهم خواهد شد. 
تفاوت NPU و APU با CPU چیست؟
تفاوت بین CPU ،NPU و APU در نوع وظایف، ساختار و کاربری آن‌هاست. هر یک از این پردازنده‌ها برای هدف خاصی طراحی شده‌اند و در ادامه به‌طور ساده و قابل‌فهم تفاوت آنها را برای کاربران معمولی توضیح می‌دهیم.
CPU (واحد پردازش مرکزی)
CPU، یا همان پردازنده مرکزی، مغز اصلی یک سیستم دیجیتال است. وظیفه‌ی آن اجرای دستورات عمومی سیستم‌عامل و برنامه‌هاست. CPU می‌تواند انواع مختلفی از عملیات را انجام دهد: از محاسبات ریاضی و منطقی گرفته تا کنترل ورودی‌ها و خروجی‌ها.
- مناسب برای پردازش‌های عمومی و متنوع
- توانایی اجرای طیف وسیعی از برنامه‌ها
- دارای چند هسته (Core) برای انجام چندوظیفه‌ای
NPU (واحد پردازش عصبی – Neural Processing Unit)
NPU یک پردازنده‌ی تخصصی برای انجام محاسبات هوش مصنوعی و به‌ویژه شبکه‌های عصبی مصنوعی است. این واحد در گوشی‌های هوشمند، دوربین‌ها و تجهیزات مجهز به هوش مصنوعی استفاده می‌شود تا عملیات پیچیده‌ای مانند تشخیص چهره، ترجمه همزمان، پردازش تصویر و صدا را با سرعت و کارایی بالا انجام دهد.
- بهینه‌سازی‌شده برای الگوریتم‌های یادگیری ماشین و AI
- مصرف انرژی کمتر و سرعت بالاتر در وظایف هوش مصنوعی
- مکمل CPU در دستگاه‌هایی با نیاز به هوش مصنوعی
APU (واحد پردازش شتاب‌یافته – Accelerated Processing Unit)
APU ترکیبی از CPU و GPU (پردازنده گرافیکی) در یک تراشه واحد است. این ترکیب باعث کاهش مصرف انرژی و بهبود عملکرد در کارهای گرافیکی سبک می‌شود، به‌ویژه در لپ‌تاپ‌ها و کامپیوترهای خانگی اقتصادی.
- مناسب برای اجرای برنامه‌های عمومی و گرافیکی بدون نیاز به کارت گرافیک جداگانه
- مقرون‌به‌صرفه برای کاربران عادی
- به‌طور خاص توسط شرکت AMD معرفی و توسعه داده شده است
جمع‌بندی تفاوت‌های این سه را در جدول زیر مشاهده می‌کنید.
| ویژگی‌ها | CPU | NPU | APU |
| وظیفه اصلی | اجرای عمومی برنامه‌ها | پردازش هوش مصنوعی | ترکیب CPU و GPU |
| نوع پردازش | همه‌منظوره | تخصصی در AI | عمومی + گرافیکی |
| مصرف انرژی | متوسط | کم (برای AI) | کمتر از CPU+GPU جدا |
| کاربرد | همه سیستم‌ها | گوشی‌ها، دوربین‌ها، AI | لپ‌تاپ‌ها، رایانه‌های اقتصادی |
در نهایت، هر یک از این واحدهای پردازشی نقش خاص خود را در عملکرد کلی یک دستگاه دارند. استفاده از آنها بسته به نوع نیاز و کاربرد سیستم تعیین می‌شود. برای مثال، اگر کار شما بیشتر بر پایه هوش مصنوعی باشد، وجود NPU اهمیت پیدا می‌کند، در حالی که برای بازی یا طراحی گرافیکی سبک، APU انتخاب خوبی است.
مشخصات فنی و اجزای CPU چیست؟
CPU یک مدار الکترونیکی پیچیده و شامل چندین جزء کلیدی است که داده‌ها را پردازش کرده و دستورالعمل‌ها را اجرا می‌کند. اجزای اصلی یک CPU در ادامه آورده شده است.
واحد کنترل پردازش (CU)
واحد کنترل پردازش (Control unit) دستورالعمل‌ها را مدیریت می‌کند و جریان داده‌ها را در CPU و بین سایر اجزای کامپیوتر هماهنگ می‌کند. این واحد دارای یک جزء رمزگشای دستورالعمل است که دستورالعمل‌های دریافت شده از حافظه را تفسیر و آنها را به میکروعملیات (دستورهای جزئی‌تر از دستور اصلی) تبدیل می‌کند که برای پردازنده قابل اجراست. واحد کنترل، سایر اجزای سیپییو را برای انجام عملیات مورد نیاز هدایت می‌کند.
رجیستر (Registers)
رجیسترها (یا به زبان ساده، فضای ثبت) مکان‌های حافظه‌ای کوچک و پرسرعت در CPU هستند. این واحدهای ذخیره‌سازی، داده‌هایی را در خود ثبت می‌کنند که CPU روی آنها کار می‌کند و بدین ترتیب، دسترسی سریع پردازنده به داده‌ها را تسهیل می‌کند.
رجیسترها زمان دسترسی سریع‌تری نسبت به سایر سطوح حافظه مانند RAM یا حافظه پنهان (Cache) ارائه می‌دهند. CPUها چندین نوع رجیستر دارند:
- رجیسترهای همه منظوره (General-purpose registers) که داده‌های عملیاتی را نگهداری می‌کنند.
- رجیسترهای دستورالعمل (Instruction registers) که دستورالعمل در حال پردازش را حفظ می‌دارند.
- یک شمارنده برنامه که آدرس حافظه دستورالعمل بعدی را که قرار است واکشی شود ذخیره می‌کند.
واحد منطق حسابی (ALU)
ALU عملیات حسابی پایه (جمع، تفریق، ضرب و تقسیم) و عملیات منطقی (AND ،OR و NOT) را روی داده‌ها انجام می‌دهد. ALU داده‌ها را از رجیسترهای داخل CPU دریافت می‌کند، آنها را براساس دستورالعمل‌های واحد کنترل (CU) پردازش و نتیجه را تولید می‌کند.
واحد مدیریت حافظه (Memory management unit)
بسته به معماری CPU، ممکن است یک واحد رابط پایانه جداگانه یا واحد مدیریت حافظه وجود داشته باشد. این اجزا وظایف مربوط به حافظه مانند مدیریت تعامل CPU و RAM را انجام می‌دهند. همچنین حافظه کش و حافظه مجازی را که CPU برای پردازش داده به آن نیاز دارد کنترل می‌کند.
ساعت (Clock)
CPU برای همگام‌سازی عملیات داخلی خود به سیگنال ساعت یا کلاک متکی است. ساعت یک پالس ثابت در یک فرکانس خاص تولید می‌کند و این چرخه‌های ساعت، عملیات CPU را هماهنگ می‌کنند.
سرعت کلاک بر حسب هرتز (Hz) اندازه‌گیری می‌شود و تعیین می‌کند که CPU در هر ثانیه می‌تواند چند دستور را اجرا کند. CPUهای مدرن دارای سرعت ساعت متغیر هستند و براساس حجم کاری تنظیم می‌شوند تا عملکرد و مصرف انرژی را متعادل کنند.
نکته: فرکانس پردازنده یا گیگاهرتز در CPU چیست؟ سرعت کلاک تعداد چرخه‌هایی را که CPU شما در هر ثانیه انجام می‌دهد، با واحد گیگاهرتز (گیگاهرتز) اندازه‌گیری می‌کند. در این مورد، “چرخه” واحد اصلی است که سرعت یک CPU را اندازه‌گیری می‌کند. در طول هر چرخه، میلیاردها ترانزیستور درون پردازنده باز و بسته می‌شوند. به‌طور کلی، سرعت کلاک بالاتر به معنای CPU سریعتر است. به‌عنوان مثال، یک پردازنده با فرکانس 2.5 گیگاهرتز قادر است 2.5 میلیارد حلقه در ثانیه را اجرا کند؛ یعنی بین مقدار گیگاهرتز، سرعت پردازش داده‌ها و دستورالعمل‌ها رابطه مستقیم وجود دارد.
هسته (Core)
در حالی که در گذشته پردازندههای تک‌هسته‌ای استاندارد بازار بودند، امروزه تمام CPUها دارای چندین هسته فیزیکی هستند. هسته‌های بیشتر به CPU اجازه می‌دهد تا چندین رشته (توالی دستورالعمل‌ها) را به‌طور موازی مدیریت کند و عملکرد کلی را به‌طور قابل توجهی بهبود بخشد. برنامه‌ها با تقسیم وظایف به وظایف فرعی کوچک‌تر که قابل اجرا به صورت همزمان هستند، می‌توانند از طراحی چند هسته‌ای پردازنده استفاده کنند.
رشته و رشته‌های چندگانه (Hyperthreading)
Hyper-threading یک پیاده‌سازی چند رشته‌ای همزمان است که توسط اینتل توسعه یافته است و به هر هسته CPU اجازه می‌دهد تا چندین رشته را به‌طور همزمان اجرا کند. این امکان اجازه می‌دهد تا هر هسته فیزیکی به‌عنوان دو هسته مجازی در سیستم‌عامل ظاهر شود (در صورت تمایل بخوانید: پردازنده مجازی یا vCPU چیست؟)
نکته: تفاوت هسته و رشته چیست؟ هسته معرف قدرت پردازشی انجام امور است و بیان می‌کند که سیستم چقدر و با چه سرعتی توانایی پردازش امور سنگین یا نیمه‌سنگین را دارد. رشته (Thread) هم بیان می‌کند که پردازنده توانایی انجام همزمان چند کار را دارد. تعداد هسته و رشته در CPU باید تناسب داشته باشد و معمولاً به ازای هر هسته فیزیکی، دو رشته برای هدایت عملیات وجود دارد.
مجموعه دستورالعمل‌های پیشرفته (Advanced instruction sets)
CPUهای مدرن همچنین دارای مجموعه دستورالعمل‌های پیشرفته و فناوری‌هایی هستند که برای سرعت بخشیدن به وظایف خاص طراحی شده‌اند. این مجموعه دستورالعمل‌ها فراتر از عملیات‌های اساسی حسابی و منطقی هستند و قابلیت‌های اضافی را برای انجام محاسبات پیچیده‌تر با کارآمدتر فراهم می‌کنند. به‌عنوان مثال، CPUها ممکن است شامل مجموعه دستورالعمل‌هایی خاص برای وظایف زیر باشند:
- وظایف چندرسانه‌ای مانند رمزگشایی ویدیو، رمزگذاری صدا و پردازش تصویر
- الگوریتم‌های رمزگذاری و رمزگشایی مانند استاندارد رمزگذاری پیشرفته (AES) و الگوریتم هش ایمن (SHA)
- تک دستورالعمل، وظایف چندگانه داده (SIMD) که به CPU نیاز دارد تا به‌طور همزمان، عملیات مشابهی را روی مجموعه داده‌های بزرگ انجام دهد؛ عملیاتی نظیر رندر گرافیکی، شبیه‌سازی علمی و پردازش سیگنال دیجیتال
- مجازی‌سازی که به ماشین‌های مجازی (VM) اجازه می‌دهد کارآمدتر کار کنند.
- بار کاری هوش مصنوعی مانند عملیات شبکه عصبی
انواع سی پی یو چیست؟
انواع اصلی CPU از جمله پردازندههای تک‌هسته‌ای، دوهسته‌ای، چهارهسته‌ای، شش‌هسته‌ای، هشت‌هسته‌ای و ده‌هسته‌ای در زیر توضیح داده شده است.
- CPU تک‌هسته‌ای (Single-core CPU): قدیمی‌ترین نوع CPU که می‌تواند تنها یک دستور را در یک زمان اجرا کند و برای عملکرد چند وظیفه‌ای ناکارآمد است. اگر یک عملیات شروع شود، فرآیند دوم باید تا پایان عملیات اول صبر کند اما اگر همزمان با چندین عملیات تغذیه شود، عملکرد و سرعت کامپیوتر به شدت کاهش می‌یابد.
- CPU دوهسته‌ای (Dual-core CPU): یک CPU منفرد که از دو هسته قوی تشکیل شده و مانند یک CPU دوگانه عمل می‌کند. برخلاف پردازندههای تک‌هسته‌ای، پردازندههای دوهسته‌ای باید در یک آرایه متغیر از جریان‌های داده به جلو و عقب سوئیچ کنند. هنگامی که رشته‌های بیشتری اجرا می‌شوند، CPU دوهسته‌ای به‌طور موثر، عملکرد چندوظیفه‌ای را انجام می‌دهد. برای استفاده موثر از پردازندههای دوهسته‌ای، برنامه‌های در حال اجرا و سیستم‌عامل باید کد منحصربه‌فردی به نام فناوری چندرشته‌ای همزمان (multi-threading technology) در آن تعبیه شده باشد. یک CPU دوهسته‌ای سریعتر از یک پردازنده تک‌هسته‌ای است اما از یک CPU چهارهسته‌ای ضعیف‌تر است.
- CPU چهارهسته‌ای (Quad-core CPU): CPU چهارهسته‌ای یک مدل اصلاح شده از ویژگی‌های CPU چندهسته‌ای است که با چهار هسته در یک CPU طراحی شده است. مانند یک CPU دوهسته‌ای که حجم کار را بین هسته‌ها تقسیم می‌کند، چهارهسته‌ای نیز امکان انجام چندوظیفه‌ای موثر را فراهم می‌کند؛ اما این به معنای سرعت چهاربرابری یک عملیات نسبت به سایرین نیست، مگر اینکه برنامه‌های اجرا شده روی آن توسط کد SMT، سرعت را افزایش دهد.
- CPU شش‌هسته‌ای (Hexa-core CPU): نوع دیگری از پردازندههای چندهسته‌ای با شش هسته که می‌تواند سریعتر از پردازندههای دوهسته‌ای و چهارهسته‌ای کار می‌کند. برای کاربران سیستم‌های شخصی، پردازندههای شش‌هسته‌ای رایج و مناسب است (شرکت اینتل با ارائه پردازنده core i7 در سال 2010، پردازندههای شش‌هسته‌ای را عرضه کرد). کاربران گوشی‌های هوشمند معمولاً از پردازندههای چهارهسته‌ای و دوهسته‌ای استفاده می‌کنند اما امروزه گوشی‌های هوشمند با پردازندههای شش‌هسته‌ای نیز در دسترس است.
- CPU هشت‌هسته‌ای (Octa-core CPU): پردازندههای هشت‌هسته‌ای پرطرفدار شامل مجموعه‌ای دوگانه از پردازندههای چهار هسته‌ای هستند که فعالیت‌ها را بین انواع مختلف آنها تقسیم می‌کند. CPUهای هشت‌هسته‌ای اغلب از هسته‌ها با حداقل توان برای انجام کارهای پیشرفته استفاده می‌کنند و در صورت وجود هرگونه اضطرار یا نیاز، چهار هسته دوم سریع وارد عمل خواهد شد. به عبارت ساده‌تر تولیدکنندگان، پردازندههای هشت‌هسته‌ای را با هسته‌های دوگانه (dual-code cores) از پردازندههای چهارهسته‌ای (دو پردازنده چهارهسته‌ای) تعریف می‌کنند تا به‌گونه‌ای تنظیم می‌شوند که عملکردی کافی ارائه دهند.
- سایر پردازندههای چندهسته‌ای: تکنولوژی پردازنده‌ها همواره در حال تکامل است و در حال حاضر، CPU ده‌هسته‌ای (Deca-core CPU)، 12 هسته‌ای (Dodeca-Core)، 14 هسته‌ای (Tetradeca-Core) و 16 هسته‌ای (Hexadeca-core) به تدریج در حال گسترش در دستگاه‌های مختلف هستند. قطعاً با افزایش تعداد هسته‌های پردازنده، عملکرد آن و سرعت دستگاه نیز بسیار بهتر خواهد شد.
بهترین برندهای تولیدکننده CPU چیست؟
شرکت‌های زیادی در زمینه تولید پردازندههای کامپیوتر و گوشی فعالیت دارند. به همین دلیل در این قسمت، فقط به معرفی چند برند مشهور در این حوزه بسنده می‌کنیم.
- Qualcomm: کوالکام در سال 1985 در امریکا تاسیس شد و به‌عنوان یک شرکت نیمه‌هادی و مخابراتی بین المللی، محصولات و خدمات ارتباطات بی‌سیم را طراحی و به بازار عرضه می‌کند. شرکت‌های مخابراتی در سراسر جهان از فناوری CDMA (دسترسی چندگانه تقسیم کد) کوالکام استفاده می‌کنند که نقش مهمی در توسعه ارتباطات وایرلس داشته است. چیپست‌های اسنپدراگون این شرکت در بسیاری از تلفن‌های هوشمند یافت می‌شود.
- Intel: اینتل در درجه اول پردازنده‌هایی را برای بازارهای PC و سرورهای سازمانی توسعه می‌دهد. بخش Client Computing Group پردازندههای کامپیوتر شخصی را تامین می‌کند (اینجا را بخوانید: معرفی کامل پردازندههای اینتل) و بخش Data Center Group که به مشتریان سازمانی از جمله ارائه‌دهندگان خدمات ابری خدمات ارائه می‌دهد، بزرگترین بخش آن است. مابقی این شرکت شامل راه‌حل‌های اینترنت اشیا (IoT) برای بازارهای خرده‌فروشی، صنعتی و مراقبت‌های بهداشتی است؛ مانند محصولات حافظه و ذخیره‌سازی، تکنولوژی رانندگی خودران و نیمه‌هادی‌های قابل برنامه‌ریزی. این شرکت همچنین چیپست‌های مادربورد، کنترلرهای رابط شبکه و مدارهای مجتمع تولید می‌کند (اطلاعات بیشتر: بهترین پردازنده اینتل)
- Samsung: سامسونگ که نامی شناخته شده در صنعت لوازم الکترونیکی مصرفی است، بسیار بیشتر از بازار کالاهای دیجیتال فعالیت دارد. این شرکت لوازم و راه‌حل‌های تجاری، تجهیزات بهداشتی و پزشکی، لوازم مصرفی، روباتیک و نیز پردازنده را تولید می‌کند. در سال 2024 بهترین تراشه گوشی این برند، Exynos 2400 روانه بازار شده است.
- AMD: شرکت Advanced Micro Devices (AMD) واحدهای پردازش کامپیوتری (CPU) و واحدهای پردازش گرافیکی (GPU) را برای کامپیوترها، لوازم الکترونیکی مصرفی، خودروها و سرورها تولید می‌کند. پردازندههای AMD اصلی‌ترین رقیب اینتل است و از دهه 1960 تاکنون با این غول فناوری برای کسب سهم بازار می‌جنگد (بیشتر بخوانید: بهترین پردازندههای AMD)
- Mediatek: مدیاتک پنجمین شرکت بزرگ جهانی در بازار نیمه‌هادی‌ها و یک شرکت نیمه‌رسانای بی‌سیم تایوانی است. این شرکت تراشه‌هایی را برای ارتباطات بی‌سیم، تلویزیون با کیفیت بالا، گوشی‌های هوشمند و تبلت، سیستم‌های ناوبری و … ارائه می‌کند.
شاید علاقه داشته باشید: مقایسه پردازندههای AMD و Intel
تفاوت سی پی یو در کامپیوتر، لپ تاپ و گوشی چیست؟
گرچه انتخاب CPU برای لپ تاپ و کامپیوتر گزینه‌های مشترکی دارند اما سخت‌افزاری که از CPU پشتیبانی می‌کند می‌تواند به‌طور چشمگیری تفاوت ایجاد کند. یک PC می‌تواند حافظه رم بیشتری داشته باشد و کارت گرافیک با کیفیت بالاتری نسبت به لپ تاپ اجرا کند. اکثر لپ‌تاپ‌ها دارای چیپست‌های گرافیکی یکپارچه هستند، اگرچه برخی از لپ‌تاپ‌های سطح بالا دارای پردازندههای گرافیکی مجزا هستند.
برای کارهای روزمره، تفاوتی در کار با یک CPU مشخص در لپتاپ و کامپیوتر احساس نمی‌شود اما برای کارهای سنگین مانند رندر ویدیو یا ویرایش و پردازش عکس، کامپیوترها معمولاً از لپ‌تاپ‌هایی با پردازندههای یکسان پیشی می‌گیرند (در این زمینه بخوانید: بهترین پردازندههای رندرینگ)
ویژگی‌های کلی پردازندههای لپ تاپ
- گرافیک یکپارچه و کارایی: پردازندههای لپ تاپ اغلب دارای گرافیک یکپارچه هستند که باعث صرفه‌جویی در فضا و مصرف انرژی می‌شود. این یکپارچه‌سازی برای کارهای روزمره و فعالیت‌های چندرسانه‌ای مناسب است و لپ تاپ‌ها را برای کاربران عادی و حرفه‌ای در حال حرکت ایده‌آل می‌کند.
- معماری بهینه شده برای جابجایی: تولیدکنندگان، پردازندههای لپ تاپ را با در نظر گرفتن جابه‌جایی دستگاه طراحی می‌کنند. این پردازنده‌ها برای استفاده کم‌مصرف بهینه‌سازی شده‌اند و عملکرد خوبی برای کارهای محاسباتی رایج ارائه می‌دهند.
- ملاحظات عمر باتری: یکی از جنبه‌های مهم لپ تاپ‌ها عمر باتری است. پردازندههای لپتاپ به‌گونه‌ای ساخته شده‌اند که تعادلی بین عملکرد و بهره‌وری انرژی ایجاد کنند تا از دوام باتری طولانی‌تر اطمینان حاصل کنند.
بیشتر بخوانید: بهترین پردازندههای لپ تاپ
ویژگی‌های کلی پردازندههای کامپیوتر
- گرافیک اختصاصی و عملکرد کامل: پردازندههای PC اغلب با کارت‌های گرافیک اختصاصی جفت می‌شوند و تصاویر و عملکرد عالی را برای بازی و سایر برنامه‌های گرافیکی فشرده ارائه می‌دهند.
- قابلیت‌های اورکلاک: پردازندههای PC انعطاف‌پذیری بیشتری را برای علاقه‌مندان به اورکلاک کردن پردازندههای خود ارائه می‌کنند و آنها را فراتر از سرعت پیش‌فرض کلاک پردازنده می‌برند تا عملکرد بهتری داشته باشند.
- چندوظیفه‌ای و بارهای کاری سنگین: با هسته‌های بیشتر و سرعت کلاک بالاتر، پردازندههای رایانه شخصی (PC) در انجام وظایف سخت، چندوظیفه‌ای و مدیریت بارهای سنگین برتری دارند.
سی پی یو در گوشی و تبلت
پردازنده گوشی هوشمند قطعه‌ای است که همه‌چیز را در گوشی هوشمند کنترل می‌کند و از عملکرد صحیح آن اطمینان می‌دهد. هر عملی که روی گوشی خود انجام می‌دهید مستقیماً به پردازنده فرستاده می‌شود. سپس این اعمال به تغییرات بصری روی صفحه شما تبدیل می‌شوند و همه این کارها در کسری از ثانیه اتفاق می‌افتد.
مثلاً در حال باز کردن چند عکس در یک برنامه هستید. این عمل توسط پردازنده ثبت شده و در حافظه دستگاه شما ذخیره می‌شود که به آن مرحله واکشی گفته می‌شود. سپس عمل در مرحله رمزگشایی به صفر و یک ترجمه می‌شود. دستورالعمل‌ها اکنون به زبانی که گوشی هوشمند می‌فهمد ذخیره می‌شود. دستور شما برای مرحله اجرا آماده است؛ پردازنده یک‌ها و صفرها را منتقل می‌کند و شما می‌توانید همه‌چیز را روی صفحه مشاهده کنید. تصاویر شما پس از باز شدن، دستورالعمل‌های اجرا شده آن در مرحله ذخیره‌سازی عملیات پردازنده، برای اجرای مجدد در حافظه رجیستر ذخیره می‌شوند.
برای کسب اطلاعات کامل‌تر می‌توانید دو مقاله زیر را مطالعه کنید:
راهنمای انتخاب بهترین پردازنده چیست؟
اجرای چندین واحد به‌طور همزمان، امکان انجام چند کار توسط پردازنده را فراهم می‌کند و می‌تواند عملکرد دستگاه را به‌طور چشمگیری بهبود بخشد. این قابلیت اگرچه مهم است اما تعداد هسته‌ها و پردازنده‌ها تنها عواملی نیستند که باید برای خرید CPU در نظر گرفته شوند. برای تعیین بهترین CPU مواردی که باید در نظر گرفت عبارتند از:
- تعداد هسته مورد نیاز
- سرعت CPU مورد نیاز
- اندازه حافظه پنهان (حافظه کش) مورد نیاز
- قابلیت سازگاری پردازنده با سوکت مادربرد
- نیاز به GPU یکپارچه یا مجزا
- کاربری اصلی پردازنده
پیشنهاد می‌کنیم اطلاعات کامل‌تر را در مقاله راهنمای خرید سی پی یو مشاهده کنید.
سوالات متداول
در آخر، به چند سوال در مورد پردازنده‌ها پاسخ دادیم. اگر همچنان سوالی برای شما باقی مانده می‌توانید در بخش نظرات برای ما ارسال کنید.
تفاوت بین پردازندههای گوشی، کامپیوتر و لپ تاپ چیست؟
پردازندههای موبایل به دلیل TDP (قدرت طراحی حرارتی) و مصرف انرژی پایین‌تر از پردازندههای کامپیوتر قدرتمندتر هستند. پردازندههای کامپیوتر برای عملکرد بالا بهینه شده اند، در حالی که پردازندههای گوشی برای مصرف انرژی کم و عمر باتری طولانی بهینه شده‌اند. همچنین در لپ تاپ‌ها عموماً از تراشه‌های گرافیکی یکپارچه استفاده می‌شود و عملکرد پردازنده برای کاربری طولانی‌تر باتری بهینه شده است.
فرق پردازنده و ریزپردازنده (microprocessor) چیست؟
CPU یک ریزپردازنده است و ریزپردازنده یک مدار مجتمع است که از میلیون‌ها ترانزیستور تشکیل شده است. با این حال، همه ریزپردازنده‌ها CPU نیستند. واحد پردازش مرکزی (CPU) تراشه‌ای است که به‌عنوان مغز کامپیوتر عمل می‌کند.
مصرف برق CPU چقدر است؟
میزان برق مصرفی پردازنده‌ها بسیار متفاوت است و می‌تواند تاثیر زیادی روی عمر باتری داشته باشد. باید در نظر بگیرید که پردازنده‌هایی با سرعت گیگاهرتز و هسته‌های بالاتر انرژی بیشتری مصرف می‌کنند.
فرکانس خوب برای CPU چقدر است؟
گیمرها و تولیدکنندگان محتوا که به قدرت بیشتری در سیستم خود نیاز دارند، باید پردازندههای حداقل چهار هسته‌ای با سرعت بیش از 2.5 گیگاهرتز را انتخاب کنند، اما می‌توان از پردازنده‌هایی با فرکانس 3.8 گیگاهرتز یا بالاتر نیز استفاده کنند. فرکانس پردازنده متناسب با نوع کاربری از دستگاه ارزیابی می‌شود (اطلاعات بیشتر در مقاله بهترین پردازندههای گیمینگ).
آیا سرعت بالاتر به معنای CPU سریعتر است؟
سرعت ساعت پردازنده با واحد گیگاهرتز اندازه گیری می‌شود، عدد بالاتر به معنای سرعت کلاک بیشتر است. برای اجرای برنامه‌ها، CPU باید به‌طور مداوم محاسبات را اجرا کند؛ پس اگر سرعت ساعت بالاتر باشد، می‌تواند این محاسبات را سریعتر محاسبه کرده و در نتیجه، برنامه‌ها سریعتر و روان‌تر اجرا می‌شوند.
فرق CPU و GPU چیست؟
CPU تمام وظایف مورد نیاز برای اجرای صحیح تمام نرم‌افزارها را انجام می‌دهد. از طرف دیگر یک GPU (پردازنده گرافیکی) از CPU برای انجام محاسبات همزمان پشتیبانی می‌کند. یک GPU می‌تواند کارهای ساده و تکراری را خیلی سریعتر انجام دهد، زیرا می‌تواند کار را به اجزای کوچک‌تر تقسیم کرده و آنها را به صورت موازی به پایان برساند.
منابع:
