İşlemci Nedir?
İşlemci, bilgisayarın birimlerinin çalışmasını ve bu birimler arasındaki veri akışını kontrol eden, veri işleme görevlerini yerine getiren elektronik aygıttır.
İşlemciye ne yapmasını istediğimizi söyleyen programlar olmadığı sürece işlemci bir işe yaramaz. Bilgisayarda tüm programlar sabit diskte (hard disk) tutulur.
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 yüklenir. RAM’den de işlemciye aktarılır. 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.
İşlemcilerin Görevleri
Bilgiyi alma
Bilgiyi işleme
Bilgiyi saklama
Bilgiyi gönderme
İşlemcinin Yapısı:
- Çekirdek (Core): Komut çalıştırma işlemlerini yapan bölümdür. Çalıştırma birimi (execution unit) olarak da bilinir.
- ALU (Aritmetik Lojik Unit / Aritmetik Mantık Birimi): İşlemci tarafından gerçekleştirilecek matematiksel ve mantıksal işlemlerin yapıldığı bölümdür.
- Ön Bellek (Cache): Sistem belleğinden gelen veriler, çoğunlukla CPU’nun hızına yetişemezler. Bu problemi çözmek için CPU içinde yüksek hızlı hafızalar bulunur. Ön bellek çalışmakta olan programa ait komutların, verilerin geçici olarak saklandığı yüksek hızlı hafızalardır. İşlemcinin komutları daha hızlı yüklemesini sağlayan bu hafıza genellikle L1 (Level 1) ve L2 (Level 2) olmak üzere iki kısımdan oluşur. İşlemci, ihtiyaç duyduğu komutu ilk önce L1 ön bellekte (L1 ön bellek L2 ön bellekten daha hızlıdır.) arar. Eğer işlemcinin aradığı komut burada yoksa L2 önbelleğe bakar. Eğer burada da yoksa sırasıyla RAM ve sabit disk üzerindeki sanal hafıza üzerinde arar. Ön belleklerin kimisi işlemci ile aynı hızda çalışır.
- Kontrol Birimi : İşlemciye gönderilen komutların çözülüp (komutun ne anlama geldiğinin tanımlanması) işletilmesini sağlar. İşlemci içindeki birimlerin ve dışındaki birimlerin eş zamanlı olarak çalışmasını sağlayan kontrol sinyalleri bu birim tarafından üretilir.
İşlemciler bilgisayarı yönetmek, kontrol etmek için iletişim yollarını kullanır. Hem işlemci içerisinde hem de işlemciyle diğer birimler arasında iletişim hatları bulunmaktadır.
Adres Yolu (Address Buses): İşlemcinin bilgi yazacağı veya okuyacağı her hafıza hücresinin ve çevre birimlerinin bir adresi vardır. İşlemci, bu adresleri bu birimlere ulaşmak için kullanır.
Veri Yolu (Data Buses): İşlemcinin, hafıza elemanları ve çevresel birimleriyle çift yönlü veri akışını sağlar.
Kontrol Yolu (Control Buses): İşlemcinin diğer birimleri yönetmek ve eş zamanlamayı (senkronizasyon) sağlamak amacı ile kullandığı sinyallerin gönderildiği yoldur.
İşlemci tarafından işlenecek bilgi önce ön bellekte aranır. Ön bellekte yoksa işlemci RAM bellekten gerekli bilgiyi ister. İstenen bilgi ön bellekte de yoksa Sabit Diskten getirilir. Bellekler arasındaki hız ilişkisi;
Ön Bellek > RAM > Sabit Disk şeklindeyken kapasite ters orantılıdır. Yani Sabit Disk > RAM Bellek > İşlemci.
İşlemci tarafından istenen bilgi parçalar halinde sabit diskten RAM belleğe ordan da ön belleğe aktarılarak iletilir. Dolayısıyla işlemci Sabit diske kadar gidip veri almak zorunda kaldığı durumlarda, veriyi beklemesi gerekecek ve bilgisayar yavaş çalışacaktır.
İşlemcilerin Soğutulması
Üç Çeşit Soğutma Vardır
Hava+Fan Soğutma: İşlemcinin üzerinde soğutucu ve onun da üzerinde fan bulunur. Soğutucu alüminyum veya bakır olabilir. Soğutucu işlemci üzerindeki sıcaklığı kanatlarına yayar ve üzerindeki fan da bu ısıyı işlemciden uzaklaştırır. Soğutucu ile işlemci yüzeyi arasına termal macun sürülerek ısı iletiminin daha iyi olması sağlanır.
Su İle Soğutma: İşlemci üzerinde bulunan düzenek içerisinde su dolaşmaktadır. İşlemcinin üzerinde ısınan su radyatöre taşını ve fan yardımıyla soğutulan su tekrar işlemcinin üzerinde gönderilir. Böylece işlemcinin sürekli soğuk kalması sağlanır.
Isıl Borulu Soğutma: İşlemci üzerindeki düzenek içerisinde çok kolay buharlaşıp tekrar yoğunlaşabilen özel bir sıvı bulunur. Boru içerisindeki sıvı işlemcinin sıcaklığıyla buharlaşarak borunun üst kısmına yükselir. Borunun tavanına çarpan buhar tekrar soğuyarak işlemcinin üzerine düşer böylece işlemci soğuk kalır.
Hasan Adıgüzel – (İletişim : hasanadiguzel@muhendisarsivi.com)
