The computer processor, often called the central processing unit.

 

 " कंप्यूटर प्रोसेसर, जिसे अक्सर सेंट्रल प्रोसेसिंग यूनिट (सीपीयू) कहा जाता है, अनिवार्य रूप से कंप्यूटर का "दिमाग" होता है। यह एक छोटी, जटिल इलेक्ट्रॉनिक चिप होती है जो कंप्यूटर को चलाने के लिए ज़रूरी ज़्यादातर गणनाएँ और निर्देश निष्पादित करती है। कंप्यूटर पर आप जो कुछ भी करते हैं, चाहे वह कोई एप्लिकेशन खोलना हो, इंटरनेट ब्राउज़ करना हो या कोई गेम खेलना हो, उसमें सीपीयू निर्देशों को संसाधित करता है "।

कंप्यूटर प्रोसेसर (सीपीयू) क्या है?

• दिमाग (सीपीयू)

सीपीयू निर्देशों को निष्पादित करने, गणनाएँ करने और कंप्यूटर सिस्टम में डेटा के प्रवाह को प्रबंधित करने के लिए ज़िम्मेदार होता है। यहीं पर सारा "सोच" होता है।

• एकीकृत परिपथ (चिप)

सीपीयू एक अत्यधिक जटिल एकीकृत परिपथ (आईसी) होता है जो अरबों छोटे ट्रांजिस्टरों से बना होता है। ये ट्रांजिस्टर सूक्ष्म स्विच की तरह काम करते हैं जिन्हें बाइनरी डेटा (0 और 1) को दर्शाने के लिए चालू या बंद किया जा सकता है।

• नियंत्रण इकाई (सीयू)

यह "प्रबंधक" है। यह मेमोरी से निर्देश प्राप्त करता है, उन्हें डिकोड करता है (उनका अर्थ समझता है), और सीपीयू के अन्य भागों को उन निर्देशों को निष्पादित करने का निर्देश देता है। यह CPU के भीतर और CPU तथा अन्य घटकों के बीच डेटा के प्रवाह को नियंत्रित करता है।

• अंकगणितीय तर्क इकाई (ALU)

यह "कैलकुलेटर" है। यह सभी अंकगणितीय संक्रियाएँ (जोड़, घटाव, गुणा, भाग) और तार्किक संक्रियाएँ (तुलनाएँ जैसे "से बड़ा", "से छोटा", "बराबर", और बूलियन तर्क जैसे AND, OR, NOT) करता है।

• रजिस्टर

ये CPU के भीतर छोटे, उच्च-गति वाले संग्रहण स्थान होते हैं जो अस्थायी रूप से उस डेटा और निर्देशों को संग्रहीत करते हैं जिन पर CPU वर्तमान में काम कर रहा होता है। ये डेटा तक त्वरित पहुँच प्रदान करते हैं, जो मुख्य मेमोरी (RAM) तक पहुँचने की तुलना में बहुत तेज़ है।

• कैश मेमोरी (L1, L2, L3, L5)

यह बहुत तेज़, छोटी मेमोरी होती है जो CPU पर या उसके बहुत पास स्थित होती है। यह बार-बार एक्सेस किए जाने वाले डेटा और निर्देशों को संग्रहीत करती है, जिससे CPU द्वारा धीमी मुख्य मेमोरी (RAM) से डेटा की प्रतीक्षा में लगने वाला समय कम हो जाता है।

कंप्यूटर प्रोसेसर कैसे काम करता है

• निर्देश चक्र

CPC प्रत्येक प्राप्त निर्देश के लिए क्रमिक संक्रिया चक्र निष्पादित करके काम करता है। इसे निर्देश चक्र (या प्राप्त-डिकोड-निष्पादित चक्र) कहा जाता है।

• प्राप्त

सीपीयू कंप्यूटर की मुख्य मेमोरी (RAM) से एक निर्देश प्राप्त करके कार्य प्रारंभ करता है। निर्देश मूलतः आदेश होते हैं (जैसे "इन दो संख्याओं को जोड़ें" या "इस डेटा को स्थानांतरित करें")।

प्रोग्राम काउंटर (एक विशेष रजिस्टर) प्राप्त किए जाने वाले अगले निर्देश का मेमोरी पता रखता है, जिससे यह सुनिश्चित होता है कि निर्देशों को सही क्रम में संसाधित किया जाए।

• डिकोड

निर्देश प्राप्त होने के बाद, नियंत्रण इकाई उसे डिकोड करती है। इसका अर्थ है कि यह निर्देश (जो मशीन भाषा में 0 और 1 का एक बाइनरी कोड होता है) की व्याख्या करके यह समझती है कि कौन सा ऑपरेशन किया जाना है और इसमें कौन सा डेटा शामिल है।

डिकोड किए गए निर्देश को फिर नियंत्रण संकेतों की एक श्रृंखला में अनुवादित किया जाता है जो सीपीयू के उपयुक्त भागों को सक्रिय करते हैं।

• निष्पादन

डिकोडिंग के बाद, सीपीयू निर्देश को निष्पादित करता है।

यदि यह एक अंकगणितीय या तार्किक ऑपरेशन है, तो ALU गणना करता है।

यदि यह डेटा स्थानांतरण निर्देश है, तो डेटा रजिस्टर, कैश या मुख्य मेमोरी के बीच स्थानांतरित होता है।

यहीं पर CPU का वास्तविक "कार्य" होता है।

भंडारण (राइट-बैक)

निष्पादित निर्देश का परिणाम फिर एक रजिस्टर या मुख्य मेमोरी में संग्रहीत किया जाता है, जिससे यह बाद के कार्यों या कंप्यूटर के अन्य भागों द्वारा उपयोग के लिए उपलब्ध हो जाता है।

यह चक्र प्रति सेकंड अरबों बार दोहराया जाता है। CPU जिस गति से इस चक्र को निष्पादित कर सकता है वह काफी हद तक उसकी क्लॉक स्पीड (गीगाहर्ट्ज़ - GHz में मापी गई) द्वारा निर्धारित होती है।

• आधुनिक CPU संवर्द्धन

आधुनिक CPU अविश्वसनीय रूप से परिष्कृत होते हैं और प्रदर्शन को बेहतर बनाने के लिए विभिन्न तकनीकों का उपयोग करते हैं:

• मल्टी-कोर प्रोसेसर

केवल एक "ब्रेन" के बजाय, आधुनिक CPU में कई स्वतंत्र प्रोसेसिंग इकाइयाँ होती हैं जिन्हें "कोर" कहा जाता है। प्रत्येक कोर स्वतंत्र रूप से निर्देशों को निष्पादित कर सकता है, जिससे CPU एक साथ कई कार्यों (समानांतर प्रोसेसिंग) को संभाल सकता है, जिससे मल्टी-थ्रेडेड अनुप्रयोगों में मल्टीटास्किंग और प्रदर्शन में उल्लेखनीय सुधार होता है।

• हाइपर-थ्रेडिंग (इंटेल) / सिमल्टेनियस मल्टीथ्रेडिंग (एएमडी)

यह तकनीक एक एकल भौतिक सीपीयू कोर को दो "लॉजिकल" या "वर्चुअल" कोर की तरह कार्य करने की अनुमति देती है। यह कोर को दो अलग-अलग निर्देश थ्रेड्स को एक साथ संभालने में सक्षम बनाता है, जिससे कोर के संसाधनों का अधिक कुशल उपयोग होता है।

• पाइपलाइनिंग

निर्देश चक्र को छोटे चरणों (जैसे असेंबली लाइन) में विभाजित किया जाता है। जब एक निर्देश निष्पादित हो रहा होता है, तो अगले निर्देश को प्राप्त और डिकोड किया जा सकता है, जिससे एक ही समय में कई निर्देश पूर्णता के विभिन्न चरणों में हो सकते हैं।

• आउट-ऑफ-ऑर्डर निष्पादन

सीपीयू निर्देशों को अधिक कुशलता से चलाने के लिए उन्हें पुनर्व्यवस्थित कर सकते हैं, जब तक कि तार्किक परिणाम समान रहता है। यह उस देरी से बचने में मदद करता है जो तब होती है जब कोई निर्देश डेटा की प्रतीक्षा कर रहा होता है।

• एकीकृत ग्राफ़िक्स प्रोसेसिंग यूनिट (GPU)

कई आधुनिक CPU में एक एकीकृत GPU होता है, जो सीधे CPU चिप पर ग्राफ़िक्स प्रोसेसिंग कार्यों को संभालता है, जिससे वे बुनियादी डिस्प्ले आउटपुट और कम मांग वाले ग्राफ़िक्स अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त हो जाते हैं।