işlemci nedir? Ne işe Yarar? Nasıl Çalışır?

[mehmetkarahanlı]

1. İŞLEMCİLER
İşlemcinin Görevi
“İşlemcinin görevi nedir?” Diye sorulduğunda birçok kişi net bir cevap veremese de işlemciyi bilgisayarın beyni olarak tanımlar. Bu tanımlama, işlemcinin önemini
kavradıklarını ifade eder. İşlemcinin anlaşılabilmesi için görevini net olarak tanımlamalıyız.
Bugün piyasada çeşitli işlemciler bulunmaktadır. Eğer işlemcinin bilgisayardaki görevini
tam olarak bilmezseniz bu donanımda seçim yapmanız zorlaşacaktır. İşlemciyi anlamanız
sizi hem mesleğinizde daha yeterli yaparken hem de bilinçli bir tüketici hâline getirecektir.

(AMD nin yeni çıkacak buldozer mimarili fx serisi işlemci die görüntüsü)
1.2. İşlemci Nedir?
İşlemci, bilgisayarın birimlerinin çalışmasını ve bu birimler arasındaki veri (data) akışını kontrol eden, veri işleme (verileri değerlendirip yeni veriler üretme) görevlerini yerine getiren elektronik aygıttır. Veriler üzerindeki yaptığı işlemler, temel aritmetik işlemleri kadar basit (örneğin 1+3 gibi) ya da çok daha karmaşık (bu değeri al ve ses kartına yolla ki böylelikle hoparlörden müzik dinleyebilinsin) gibi çeşitli seviyelerde olabilir.
Aslında işlemciler, sadece bilgisayarlarda bulunan bir donanım değildir. Tüm
elektronik sistemlerde işlemciler bulunur. Örneğin, otomatik çamaşır makinesi, otomatik
bulaşık makinesi; fabrikalardaki otomatik cihazlar, televizyon.
İşlemci yerine mikroişlemci, CPU (sipiu diye okunur – Central Processing Unit ),
MİB (CPU’nun Türkçe karşılığı – Merkezi İşlem Birimi), μP (mikro processor-mikro
prosesır diye okunur) isimlerini de sıklıkla kullanıyoruz.
İşlemci = Mikroişlemci = MİB = CPU = μP
İşlemciler, klavyeden girilen tuşun ifade ettiği karakteri aynen ekranda gösterme
şeklinde bir işlem yaptığı gibi; aldığı verileri değerlendirip yeni veriler de üretebilir.
Örneğin, hesap makinesinin işlemcisi, girilen rakamlar üzerinde istenilen işlemi uygulastarhackz.comstarhackz.comstarhackz.comstarh ackz.comstarhackz.com
yeni sonucu ekranda gösterir.
İşlemciler, bilgisayarda yönetici konumunda çalışır. İnsan beyninin tüm vücut
organlarını sinir sistemi vasıtasıyla yönetmesi gibi işlemciler de kontrol sinyalleriyle sisteme bağlı tüm birimlerin çalışmasını düzenler ve yönetir.
1971 yılında Intel firması, binlerce transistörü silikon çip üzerine yerleştirip işlemcinin
boyutlarını küçültmesiyle birlikte daha önce sadece büyük şirketler ve üniversitelerin
kullanabildiği bilgisayarlar iyice küçülmüş ve evlere girmeye başlamıştır.
Mikroişlemciler, milyonlarca transistörden oluşmaktadır. Elektrik sinyalleri bunlarınüzerinden akar. Bilgisayarın yaptığı tüm işleri toplama, çıkarma, çarpma ve bölme gibi
işlemler bu sinyaller vasıtasıyla gerçekleşir. Devrede elektrik sinyalinin olması “1”, elektrik
sinyalinin olmaması “0” ile ifade edilir. İşlemci bu işlemleri en basit sayma sistemi olan
ikilik düzen yani 0 ve 1 sayılarını kullanarak yapar. Komut, işlem, veri, vb. kavramların ikili
sayı sistemi ile ifadesine, makine dili (makine kodu) denir. Mesela “A” harfi ikilik sistemde
“01000001” ile ifade edilebildiği gibi mavi gibi bir renk de ikilik tabandaki sayı gruplarıyla
ifade edilir. Aynı şekilde bir ses veya görüntü kaydı da yine buna benzer ikilik sayı grupları
ile ifade edilirler. Bu “0” veya “1”in bilgisayarda kapladıkları alana bit adı verilir.

Bu sayı grupları üzerinde işlem yapmak için işlemci içerisinde komut listesi (komut
seti = instruction set) mevcuttur. Bu komutlar, işlemcinin sorumlu olduğu tüm matematiksel ve mantıksal işlemleri gerçekleştirir. İşlemciye gönderilen ve ona ne yapması gerektiğini söyleyen komutlara ise programlar denir.
Programlar Nerede Tutulur?
İşlemciye ne yapmasını istediğimizi söyleyen programlar olmadığı sürece işlemci bir
işe yaramaz. Peki bu programlar nerede tutulur, çalıştırılır, bu programların içerdiği komutlar işlemciye nasıl ulaşır? Bilgisayarda tüm programlar sabit diskte (hard disk) tutulur. Peki sabit diskte tutulan bu programların çalıştırılması aşaması nasıl gerçekleşir?
İşlemci her saniyede milyonlarca, hatta milyarlarca komutu işleyebilir. Sabit disk, işlemcinin komut işleme hızına ulaşamaz. Bu sorunu ortadan kaldırmak için programlar sabit diskten alınarak RAM’e (rem diye okunur) yüklenir. RAM’den de işlemciye aktarılır. Bir program RAM’e yüklendiğinde ve işlemci kendisinden istenileni gerçekleştirdiğinde buna program (yazılım) çalışıyor deriz. Verinin sabit disk, RAM ve işlemci arasındaki akışı tek yönlü bir işlem değildir. İşlemcinin yaptığı işlemler sonucunda ürettiği veriler de işlemciden, RAM’e ve oradan da sabit diske alınarak, sabit diskte tutulur
RAM = Random Access Memory = Sistem Belleği = Ana Bellek

RAM’ler sabit disklerden hızlı olduklarına göre, işlemciyle uyum açısından neden sabit disk yerine sadece RAM’leri kullanmıyoruz? Birincisi sabit diskler RAM’lerden yüzlerce kat bilgiyi saklayabilirler. İkincisi RAM’ler bilgisayarı kapattığınız anda üzerindeki tüm bilgileri kaybederlerken sabit diskteki bilgiler kaybolmaz. Yüksek oranda bilgi tutabilen ve bilgisayar kapalıyken de üzerindeki bilgileri kaybetmeyen bir belleğin üretim maliyeti sabit diskin maliyetinden çok daha fazladır. Bu nedenle tüm programlar sabit diskte tutulur ve çalıştırılmak istenen program RAM’e alınarak hızlı bir şekilde çalıştırılır.

 

[mehmetkarahanlı]

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. Bunlardan bir tanesi olan slot tipi paketleme (SEC=Single-Edge Cartridge),
1990’lı yılların başında piyasaya sürüldü. Slot tipi işlemciler artık üretilmemektedir.
Alt tarafında çeşitli sayıda pin bulunduran işlemci paketlemesine PGA (pin grid array)
adı verilir. Paketteki ayak sayısına göre paketler isimlendirilir. Örneğin, 423 ayak Pentium 4 paketi ve 478 ayak Pentium 4 paketi. Bu paket yapısındaki işlemcilerin takıldıkları soketler ise soket 423 ve soket 478 olarak isimlendirilir. Üreticiler bunların dışında da farklı paketlemeler yapmaktadırlar. Farklı bir paketleme olan LGA paketinde işlemci ayaklarının yerini elektrik iletimini sağlayan iletim noktaları almıştır. Pin yerine iletim noktalarının kullanımı elektrik sinyallerinin iletim yolunu kısaltmış, böylelikle sinyal iletim hızı artmıştır.




SEC Paketi

PGA Paketi

LGA Paketi

Aynı marka ve model işlemciler, piyasaya farklı paketlerle sürülebilirler.

Eskiden işlemciler, anakarta sabitlenmiş olarak üretiliyordu. İşlemci veya anakart
arızalandığında onların birbirinden bağımsız olarak test veya tamir edilmesini mümkün
olmuyordu. Ayrıca var olan işlemciyi yenisiyle değiştirmek de zor oluyordu. Bu nedenle
işlemcinin anakarta takılıp sökülmesini sağlayan işlemci yuvaları geliştirildi. İşlemciler
anakarta takılma şekillerine göre isimlendirilen soket ve slot olmak üzere iki şekle sahiptir.
Soket İşlemci
Kare şeklinde üretilmiş işlemci modelidir. Üst yüzeyinde marka ve model isimleri
bulunur. Alt yüzeyinde ise işlemcinin türüne göre çok sayıda pin veya iletim noktası bulunur.Takıldıkları anakarta bir mandal/kilit yardımı ile tutturulurlar. Anakarttaki sokete uygun işlemci seçilmelidir. Aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi anakartta LGA soket varsa, işlemci de LGA soket işlemci olmalıdır. Başka bir örnek vermek gerekirse anakartta soket 939 varsa işlemci de 939 pinli işlemci olmalıdır.




Anakart Soketi

Soket İşlemci

Slot İşlemci
Diklemesine anakartın üzerine monte edilirler. Dikdörtgen bir kart şeklinde üretilen işlemci modelidir. Kimi işlemci bileşenleri kart üzerindedir. Kartın alt kısmında bulunan bağlantı noktaları ile ana karta bağlanır. İşlemcinin korunması için dış kılıfı vardır. Kılıfın yan yüzeylerine soğutucu takılmaktadır. Slot işlemcilerin üretimi durdurulmuştur.

 

[mehmetkarahanlı]

[h=2]Yeni söylentiler AMD’nin Zen işlemcilerinde 8 çekirdekli modellerin üretimine ağırlık vereceğine işaret ediyor.[/h]AMD tarafından bu yıl içinde piyasaya çıkarılması beklenen Zen işlemci ailesi, tamamen yenilenmiş bir mimariye sahip olacak. AMD bu yeni işlemcilerle pazardaki payını artırmayı ve Intel ile rekabetinde elini güçlendirmeyi umuyor.
Yeni söylentilere göre AMD, çıkaracağı Zen ailesi işlemcilerde 8 çekirdekli modellere büyük öncelik vermeyi planlıyor. Bu sayede yeni Zen işlemcilerin olabildiğince performanslı olması, kullanıcıların beklentilerini tatmin etmesi hedefleniyor.
Ancak şirketin 8 çekirdekli modelleri ön plana çıkarmasının ardında yatan tek sebebin performans kaygısı olmadığı da söyleniyor. AMD yönetimi bu kararı alırken, üretimdeki kayıpları da olabildiğince azaltmayı planlamış.
Zen işlemcilerin üretiminde öncelik 8 çekirdeğe verilecek. Ancak fırından eksik sayıda çekirdekle çıkan tabakalar çöpe atılmayacak. Onun yerine bu tabakalardaki düzgün pişmiş çekirdekler ayrılarak, 6 ve 4 çekirdekli işlemcilerin üretimi için kullanılacak.
AMD bu sayede üretimde ciddi para ve zaman tasarrufu sağlamayı planlıyor. Düzgün çalışan çekirdekler sırf sayı tutmadığı için çöpe gitmeyecek, onun yerine daha ucuz modellerde kullanılacak. Bunun işlemci performansına da bir zararı yok, çünkü fırından çıkan çekirdeklerin pişmemiş olanlarını kullanmak zaten mümkün değil.

 

[mehmetkarahanlı]

Mikroişlemci üreticisi Intel, 1971'den bu yana bilgisayar teknolojilerine yön veren önemli şirketlerden biri. Yarım asıra yakın zamanda tanıttığı bir çok ürün ile bir anlamda tarihin akışına da yön veren şirketin en unutulmaz işlemcilerini bir araya getirdik. İşte Intel'in en önemli işlemcileri...

• [h=3]INTEL 4004[/h]
  
  1971 yılında tanıtılan Intel 4004 ilk ticari tek çipli mikro işlemcidir. Masaüstü hesap makinaları için geliştirilmiştir.
  
• [h=3]Intel 8008[/h]
  
  Öncülü 4004'ten 1 yıl sonra, 1972 yılında tanıtılan 8008 dünyanın ilk 8-bitlik işlemcisidir. 8008 ile birlikte ilk kişisel bilgisayar kitlerinin çalıştırılabileceği hızlara ulaşılmıştır.
  
  
• [h=3]Intel 8080[/h]
  
  Intel 8080'i bilgisayar tarihinin en önemli işlemcilerinden biri yapan en önemli unsun Altair 8800'de kullanılması. Altair 8800 kişisel bilgisayaların ilk örnekleri arasında.
  
• [h=3]Intel 8086/8088[/h]
  
  1978 yılında tanıtılan 8086 ve 8088 işlemciler, Intel'in ilk 16-bit'lik işlemcileridir. Günümüzün modern bilgisayarlarına öncülük eden iki mikro işlemci günümüzde x86 olarak adlandırılan mimarinin ilk yapı taşlarını oluşturur. 8086 ve 88 modelleri 1981 yılında IBM PC'lerde kullanılmıştır.
  
• [h=3]Intel 386[/h]
  
  386'ya geçmeden biraz da 286'dan bahsetmek gerekiyor çünkü PC'nin ilk yıllarında en yaygın olarak kullanılan işlemci Intel'in 286'sı. Buna rağmen 386'yı listeye almamızın sebebi Intel'in 32-bit mimarili işlemcisi olması. 386 ile birlikte IBM tekeli yavaş yavaş sarsılırken ilk rakibi Compaq ortaya çıktı. Bu arada, aslında bu işlemci serisi de 80286 ve 80386 olarak devam ediyor ancak genel kullanımda 80 yer almıyor.
  
• [h=3]Pentium[/h]
  
  Intel'in belki de adı en çok duyulan ve uzun yıllar kullanımda kalan Pentium serisi 1993 yılında ortaya çıktı. Intel'in başarılı işlemcisi 486 DX'ten sonra gelen Pentium tanımlaması ise AMD ve Cyrix gibi üreticilerin Intel ile aynı şekilde 486 ve hatta 586 gibi isimler ile işlemci üretmesi nedeniyle ortaya çıktı. Intel yeni işlemci ailesini artık kendine özel bir isim ile markalamak istiyordu. 4 nesil geçiren Pentium yerini bir başka popüler işlemci ailesine Core Duo'lara bıraktı.
  
• [h=3]XEON[/h]
  
  204 yılında tanıtılan 64-bit'lik Xeon işlemciler, Intel'in ofis, ev ve endüstriyel sınıf işlemcilerini ayırma stratejisinin bir parçası olarak ortaya çıktı. Xeon işlemciler daha çok sunucu, workstation gibi bilgisayarlarda tercih edildi.
  
• [h=3]Core 2 Duo[/h]
  
  Intel'in çift çekirdekli işlemcileri olan Core 2 Duo'lar watt başına performans değerleri ve giderek artan alınabilirliği ile uzun yıllar tercih edilen bir işlemci ailesi oldu.
  
• [h=3]Atom[/h]
  
  Performans arayanların yüzünü ekşitse de çok düşük güç tüketimiyle günlük işlerin yapılabileceğini gösteren Atom işlemciler, boyut ve güç tüketimi alınında yeni bir yol açtı.
  
• [h=3]Core i Series[/h]
  
  Core i3, i5 ve i7... 2010 yılında yerleşik HD grafik işlemciler ile birlikte karşımıza çıkan Core ailesi 6. nesili ile hala aramızda...