Perşembe , 21 Mart 2019

islemci-soketleri

İŞLEMCİLER DERS NOTU


 İŞLEMCİLER

     İşlemci Nedir?

Bir bilgisayarın beyni  ve en önemli parçası işlemcidir. Kısaca CPU  (Central Processing Unit / Merkezi İşlem Birimi- mib, mikro işlemci – µp) olarak anılan işlemciler, adından da anlaşılacağı üzere bir bilgisayardaki işlemleri yapan, diğer birimleri yöneten ve bilgisayarın beyni olarak kabul edilen elemandır.

İLK İŞLEMCİ İNTEL 4004

islemcimikro-slemci-mib

 

İşlemcinin Görevi

İşlemciler, diğer aygıtlardan gelen verileri matematiksel işlemler yardımı ile işler, sonuca ulaşır ve gerekli yerlere gönderir. Örnek olarak 2 ve 3 ü topla sonucu bana ilet komutu verildiğinde işlemci hemen aritmetik merkezini devreye sokar, işlemi gerçekleştirir ve sonucu bize iletir.  Benzer şekilde özel bir yöntemle kodlanmış  MP3 dosyalarını açar, işler ve gerekli veriyi ses kartına iletir.

 

Programlar Nerede Tutulur?

İşlemcilerin bu kadar çeşitli işlevleri yerine getirebilmelerini sağlayan şey programlanabilir olmalarıdır. Bir mikro işlemcinin aldığı girdileri nasıl değerlendirip onlara nasıl karşılık vereceği programlarla belirlenir.

Programlar, işlemci içinde bulunan belleklerde birler ve sıfırlar halinde saklanır.

ram-random-access-memory-sistem-bellegi-ana-bellek

İşlemcinin Yapısı

İşlemcilerin ana karta bağlandığı noktalara değişik isimler verilir.

pin-igne-baglanti-ignesi-bacak-ayak

 

4 çekirdekli İşlemci içerisindeki çekirdekler ve ön bellekleri yukarıdaki şekilde görmektesiniz. Şekilden de anlaşıldığı üzere her bir çekirdeğin L1 ve L2 olmak üzere kendi ön bellekleri vardır ayrıca ortak kullanımdaki L3 önbelliğide şekilde görülmektedir.

Çekirdek (Core)

İşlemcinin çekirdek kısmı içerisinde, işlemci cinsine göre, milyonlarca adet bulunan transistor bulunur. Örneğin Intel firmasına ait Core 2 Quad ailesinden bir işlemcide  820 milyon adet transistör bulunurken,  Core i7 ailesinden bir işlemcide  731 milyon adet, AMD X4 ailesinden bir işlemcide 758 milyon adet transistör bulunmaktadır. Komut çalıştırma işlemlerini yapan bölümdür. Çalıştırma birimi (execution unit)olarak da bilinir.

ALU (Aritmetik Lojik Unit / Aritmetik Mantık Birimi)

Bir işlemci ALU’sunu kullanarak toplama, çıkarma, çarpma ve bölme gibi matematiksek işlemleri ve And, Or gibi mantıksal işlemleri yapar. Kısacası hesaplanması veya karar verilmesi gereken her şeyden işlemcideki ALU sorumludur. Hesaplama işlemlerinde “aritmetik”, karar verilmesi gereken işlemlerde de “mantık” ünitesi devreye girer. Günümüz işlemcileri, son derece karmaşık olan ondalıklı işlemleri gerçekleştirebilen FPU içerirler.

Önbellek Bellek (Cache)

Cache, çalışmakta olan bir programa ait komutların geçici olarak saklandığı bir hafızadır. Cache hafızalar, işlemcinin komutları daha hızlı yüklemesini sağlayan yüksek hızlı hafızalardır. Cache hafızlar, Level 1 (L1) ve Level 2 (L2) ve son yıllarda ortaya çıkan Level 3 (L3) olmak üzere üçe ayrılırlar. L2 cacheler, L1 ‘e göre daha büyük kapasitededir ve 1024-12288 KB arasında değişir.  İşlemci ihtiyaç duyduğu komutu ilk önce L1 cache hafızada arar. Eğer işlemcinin aradığı komut burada yoksa L2 cache hafızaya bakılır sonrada L3 e bakar. Eğer burada da yoksa (cache miss durumu) sırayla, RAM ve HDD üzerindeki sanal hafıza üzerinde arar. L1 cache hafıza bunlar içerisinde en hızlı olanıdır ve genellikle işlemcinin üzerine imal edilir. Genelde 64-512 KB gibi küçük kapasitelerde olan bu önbellekte, işlemci tarafından sık bir şekilde kullanılan komutlar ve bilgiler saklanır. Bu yüzden cache bellek iki kısma ayrılır: Data ve Code. Data ,en çok işlenen bilgilerin kodlarının saklandığı kısımdır. Code da en çok kullanılan komut setlerinin saklandığı bölümdür. L1 birincil önbellek ne kadar fazla ise, işlemcinin komut ve veri işlemesi aynı oranda hızlı olur.

L2 cache hafıza ise L1 e göre daha yavaş olmasına rağmen gene de hızı çok yüksektir. Bir kısım işlemcilerde (Celeronların ilk nesillerinde olduğu gibi) L2 cache hafıza bulmayabilmektedir. Bu durumda L1 cache hafızaya sığmayan komutlar L2 olmadığı için direkt olarak daha yavaş olan RAM a yazılmakta ve işlemcinin performansı düşmektedir.  

 

Son dönem üretilen işlemcilerde L1 ve L2 ve L3 isimli ön bellekler işlemcinin üzerine yerleştirilmiştir. Bazı üreticler L3 ön belleği anakartın üzerine de yerleştirebiliyor.

amd-phenom-2-x4-intel-core-i5

Overclock

Bilgisayar sisteminin herhangi bir parçasının üzerinde belirtildiği hızdan daha yüksek bir hızda çalıştırılmasına overclocking diyoruz. Örneğin bilgisayarınızdaki Pentium 150 Mhz işlemciyi 166 Mhz’e ayarlanarak  çalıştırıldığında işlemci overclock yapmış olur. Bazı ayarlamalarla ekran kartlarını da overclock yapabilir.

Overclock bilinçli bir şekilde yapılmalı ve işlemcinin overclock yeteneği önceden araştırılmalıdır. Overclock işleminin en büyük dez avantajı daha hızlı çalışması sağlanan işlemcinin, dolayısıyla daha fazla ısınmasıdır. Bu yüzden overclock yapılan işlemcinin soğutulması için daha iyi bir soğutma sistemi düşünülmelidir.

Yeni işlemciler daha düşük gerilimle çalışıyorlar ve overclock ile yüksek hızlara çıkma potansiyelleri vardır. Ama öte yandan, zaten yüksek olan işlemci sıcaklıkları nedeni ile, overclock yapmak artık eskisi gibi kolay bir konu olmaktan çıkmıştır.

Bir işlemcinin hızını arttırabilmek için aşağıdaki işlemler yapılabilir.

  • Anakart üzerindeki değişiklikler
  • Sistem saati üzerinde yapılan değişklik FSB değerini artırma
  • Bios üzerindeki voltaj değerlerindeki artırımlar

Overclock’un tehlikeli yanları

  • İşlemci yanabilir
  • İşlemci Ömrü Kısalır
  • İşlemci aşırı ısınır
  • İşlemciden kaynaklanan program kitlenmeleri yaşanabilir

 

İletişim Hatları (İletişim Yolları)

veriyolu-islemci-adres-yolu-kontorl

Adres Yolu: İşlemci hangi birimle haberleşecekse o birimin adresini adres yolu ile iletir.

Veri Yolu:  Veriler, veri hattı üzerinden gönderilir veya alınır.

Kontrol Yolu (Okuma veya yazma hattı): İşlemciden veri mi gönderileceğe (Yazma işlemi) yoksa işlemcinin veri mi alacağı (Okuma işlemi) kontrol yolu üzerinden belirlenir.

İşlemci Teknolojileri

A) nm (Nano Metre) Teknolojisi

Bir çok bilgisayar teknolojisi üretiminde kullanılan teknoloji sınıflandırmasıdır. 1 nano metre 10-9 metreye karşılık gelir. İşlemcilerde çekirdek içinde bulunan iki transistör arasındaki mesafeyi ifade eder. Bu değerin düşük olması, dar bir alana o daha fazla transistör yerleştirilmesi bu da daha fazla hız anlamına gelir.

B) HT (Hyper Threading) Teknolojisi

Hyper-Threading (HT) teknolojisinin amacı işlemcinizin birden fazla uygulamayı aynı anda çalıştırmasını sağlamaktadır. Bu sayede bilgisayarınız bazı uygulamalarda çift işlemcili gibi çalışıp, performans kaybını engeller. Bunu, fiziksel olarak tek bir çekirdeği bulunan bir işlemcinin, çekirdeği mantıksal olarak iki farklı parça halinde çalıştırmasına olanak tanıyan bir sistem sağlar. Bu da sizin bilgisayarınızın bu teknolojiyi desteklemeyen eski 533MHz işlemcili bilgisayarlara göre %50 daha fazla performanslı çalışmasını sağlar. HT teknolojisi, bu teknolojiyi destekleyen işlemciye, çipsete, sistem BIOS’a ve işletim sistemine sahip bilgisayar sistemleri gerektirir. Örneğin, Windows 2000 Professional HT’yi desteklemediği için, bu işletim sistemi yüklü olan bir bilgisayarda HT’nin getirdiği performanstan yararlanılamaz. Performans kullandığınız donanım ve yazılıma bağlı olarak değişir.

 ht-teknolojisi-intel-islemci

ht-teknolojisi-2

ht-teknolojisi-3

 

C) Centrino Teknolojisi

Dizüstü bilgisayarlar için tasarlanan, daha az güç kullanan ve daha az ısınan işlemci teknolojisidir. İşlemci boyut olarak da daha küçüktür. Bu özellikler, daha uzun pil kullanım süresi ve daha yüksek performans sağlar.

centrio-teknolojisi

İşlemcinin GHz seviyesinin mevcut P4 işlemcilerden düşük olması, sistemin daha yavaş olması anlamına gelmemektedir.  Intel Pentium M Centrino1.3 Ghz işlemci Intel Pentium 4 – Mobile 2.4 Ghz den daha üstün performans ve daha uzun bir pil ömrü sunmaktadır.

D) Atom İşlemciler

2009 yılı ile birlikte piyasalara sunulana düşük güçte çalışabilen, düşük fiyatlı, hafif fakat sınırlı işlem kapasiteli (internet ve ofis kullanıcıları için ideal) dizüstü bilgisayarlar olarak adlandırılan netbook’lar için üretilen Intel firmasına ait işlemci tipidir. Anakart üzerine monte edilmiş bir şekilde satılırlar.  Çift çekirdekli ve 64 bit modelleri bulunmaktadır. Düşük güç tüketimi için 45 nm teknolojisi ile üretilmişlerdir.

E) Turbo Boost Teknolojisi

Turbo Boost teknolojisi, çeşitli faktörleri dikkate alarak daha iyi bir performans artışı sağlar. Otomatik overclock sistemi olarak ifade edilebilir. Bu teknoloji sayesinde 2.6 Ghz olarak aldığınız bir işlemci, kullandığınız yazılıma göre otomatik olarak performansınızı 3.0 Ghz e kadar arttırabilir. Bu artış işlemcinizin modeline göre değişir.

Hız artırma olayı değişik faktörlerden etkilenir. Bu faktörler, çekirdek sayısı, tahmini güç tüketimi, çekilen tahmini akım miktarı ve işlemci sıcaklığıdır. Turbo Boost teknolojisi, işlemcinin anlık olarak performans artışı göstererek mevcut enerjisini işlemciye zarar vermeden daha üst seviyeye taşıyarak muazzam bir performans artışı sağlayacaktır.

İşlemci Paketleri

İşlemcilerin farklı şekil, boyut ve harici özellikleri vardır. Bu özelliklere işlemcinin paketi denir. İşlemcilerin gelişim süreçlerinde, üreticiler işlemcileri anakarta bağlayan ayak sayılarının artması, işlemci ısınmalarını engellemek amacıyla yapılan değişiklikler, kimi parçalarda anakarta bağımlılığı ortadan kaldırma gibi amaçlarla değişik paketlemeler kullanmaktadır.

 

a.Soket İşlemci     islemci-soketleri

Kare şeklindeki işlemci tipidir. Soket işlemci yuvalı anakartlarla kullanılırlar. Soğutma işlemi daha verimli bir şekilde yapılabildiğinden günümüzde sadece soket işlemciler üretilmektedir.

 

Günümüzde kullanılan soketler:

Intel firması Core i7 için soket 1366’i diğer işlemciler için soket 775’i, AMD firması soket AM2, soket AM2+, soket AM3 kullanmaktadır.

Soket işlemcilerde bacak(pin) sayıları farklı sayıda olabilmektedir.

Örneğin

  1. İntel i3,İntel i5,intel i7 işlemciler→1151 pin,1150 pin soket kullanan modelleri vardır
  2. Amd İşlemciler→Soket FM2, Soket AM3 ve Soket FM2+ gibi soketleri kullanırlar.

b.Slot İşlemci

Dikdörtgen kutu şeklindeki işlemci tipidir.  Slot tipi paketleme (SEC=Single-Edge Cartridge), 1990’lı yılların başında piyasaya sürüldü. Slot tipi işlemciler artık üretilmemektedir. Son olarak Pentium III sistemlerde kullanılmıştır. Slot işlemci yuvalı anakartlarla kullanılırlar.

slot-islemciler

 

 

İŞLEMCİ SOĞUTMASI

Fanlar tozlandıklarında daha yavaş ve gürültülü çalışır. Bu nedenle belirli aralıklarla fanları tozlardan arındırmak ve yağlamak gerekmektedir.

Soğutmanın Önemi

İşlemcilerin en büyük problemi ısınmalarıdır. Aşırı ısına işlemciler sistem kilitlenmelerine sebep olabilir. Hatta işlemcinin yanması söz konusu olabilir. Bu problemin çözümü için bir çok firma yüzlerce çeşit soğutucu sistem üretmektedir.

Soğutucu Malzemeleri    sogutucu-malzemeler

işlemci üzerindeki soğutma elemanı üç bölümden oluşur.

Soğutucu

İşlemci üzerine oturan ve ızgara benzeri kanallardan oluşan, iyi bir soğutucu özelliği olan bakır kullanılarak elde edilen elemanlardır.

Fanlar

Soğutucu üzerine monte edilen pervanelerdir. Hava sirkülasyonu sağlarlar. Hava, soğutucudaki kanallar ile işlemciye iletilir ve soğumasını sağlar.

Termal Macun

Soğutucular işlemci üzerine monte edilirken, soğutucu ve işlemci arasındaki ısı iletiminin daha iyi olmasını sağlamak amacıyla, araya termal macun sürülmelidir. Termal macun kullanılmadan monte edilen soğutucular görevini tam olarak yerine getiremez ve bu da işlemcinin aşırı ısınmasına neden olur.

Termal macunların içeriğinde bol miktarda silikon, karbon, bor nitürü, metal oksit, alüminyum oksit, bakır-gümüş, alüminyum-çinko tozları bulunur.

TERMAL MACUN TÜPLERİ VE ENJEKTÖRLERİ

Termal macunun görevi :  İşlemcinin yüzeyi ile soğutucu blok yüzeyi arasındaki mikron seviyesindeki boşlukları doldurarak ısı iletimini artırmaktır.

Soğutma Çeşitleri

Havayla Soğutma

Normal yolla yani fan kullanılarak yapılan soğutmadır. Günümüzde farklı tasarımlarla üretilen havayla soğutma sisteminin verimi diğer soğutma sistemlerinden daha düşüktür. Fakat ev kullanıcıları için ideal bir soğutma sistemidir.

  Suyla Soğutma

Kalorifer benzeri bir sistemle, sıcak su yerine soğuk suyun dolaşımı sağlanarak yapılan soğutma işlemidir.  Daha çok sunucu tipi bilgisayarlarda kullanılmaktadır.

Isı borulu Soğutma

Bu soğutma sisteminde, işlemci ısısı soğutucu vasıtasıyla içinde özel bir sıvı olan ısı borularına aktarılır. Bu özel sıvı, çok çabuk buharlaşabilen ve yoğunlaşabilen bir sıvıdır. İşlemci üzerindeki ısı, soğutucu blokun içinde bulunan boruların içindeki sıvıyı buharlaştırır. Buharlaşarak yukarı doğru hareket eden sıvı, ısısını salarak boruların üst kısmında tekrar yoğunlaşır ve aşağı iner. Sıvının bu hareketiyle işlemci ısısı, işlemciden uzaklaştırılmış olur.

 

Bilgisayarımızdaki İşlemciyi Tanıma Yolları

Windows’ta “Bilgisayarım” simgesine sağ tıklayarak Özellikler komutu seçilince açılan “Sistem Özellikleri” penceresinden işlemci markası, model ve işlemci hızı özellikleri öğrenilebilir.

bilgisayardaki-islemciyi-tanima

Aynı pencereye Denetim Masasındaki sistem öğesini tıklayarak da ulaşabiliriz.

Bir diğer yol, bilgisayar açılırken siyah ekrana gelen görüntüden işlemciyle ilgili bilgileri okumaktır. Bir başka yöntem, donanımlarla ilgili bilgiler veren programlar kullanmaktır. İnternetten bu tür programlar rahatlıkla bulunabilir. Everest, CPU-Z, WCPUID vb. programlarla işlemci hakkında çeşitli bilgiler edinilebilir.

 

 

Çalışmalarınızda başarılar dilerim. Ailenize ve Yüce Türk Milletine laik insanlar olabilmek için tek çaremiz çalışmaktır.

Bu Konuda İlginizi Çekebilir

BTT Dersi Ödevi İşletim Sistemleri ve BIOS

Aşağıdaki linkteki ödevi belirtilen tarihe kadar resimleri yapıştırarak ve okuyup, anlayarak defterinize yazınız. Belirtilen tarihten …

2 yorumlar

  1. hocam şimdi biz yazıcı alıcaz ya bu resimleri cıkartıp boşuna para vermesek yazıcıyı alınca yapıştırsak olurmu

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir