IŞLEMCILER Hüseyin ÖZTÜRK

İŞLEMCI NEDIR?  İş lemciler, mikroi ş lemciler bilgisayara yüklenen i ş letim sistemini ve di ğ er tüm programları çalı ş tırıp bu programların i ş lemlerini yerine getirir. Bu sebeple merkezî i ş lem birimi (M İ B) adını alırlar, İ ngilizcedeki kar ş ılı ğ ı ise “Central Processing Unit”dir (CPU). ● Bilgisayarın beyni olarak kabul edilir. ● Bilgisayardaki tüm i ş lemleri yapan ● Di ğ er birimleri yöneten bir parçadır

İŞLEMCILERIN GÖREVLERI  Bilgiyi alma  Bilgiyi i ş leme  Bilgiyi saklama  Bilgiyi gönderme

İŞLEMCIYE VERILEN DIĞER ISIMLER  İş lemci  µP (Micro i ş lemci)  M İ B (Merkezi İş lem Birimi  CPU (Central Process Unit)

İLK BILGISAYAR  , adet elektronik tüp  30 ton  167 m2  150 KW güç  saniyede 5000 toplama işlemi  aşırı ısınma sebebiyle bir kaç dakika çalışma süresi

GÜNÜMÜZDE ● 42 milyon transistor ● 1 micron (1/1000 mm) ● Saniyede 3,5 milyar işlem

İŞLEMCI NEDEN YAPıLMıŞTıR Mikroişlemci Mikroçip Siliko n Kum Transistor Silisyum

İŞLEMCI SADECE BILGISAYARDA BULUNMAZ!!!!  Bilgisayardaki her parçanın kendi i ş lemcisi vardır.(Ses kartı, Ekran kartı, Yazıcı vb.)  AKB İ L  Çama ş ır Makinesi  Bula ş ık Makinesi  Televizyon  HGS-OGS .

GENEL BIR BILGISAYAR DÖRT ANA BIRIMDEN OLUŞUR. BUNLAR SıRASıYLA AŞAĞıDAKI GIBIDIR:  Merkezî i ş lem birimi (M İ B, central processing unit-CPU)  Hafıza-bellek (memory)  Giri ş /çıkı ş (Input/Output-I/O) ünitesi  Giri ş çıkı ş ünitesine ba ğ lanan çevre birimleri (fare, klavye, yazıcı, tarayıcı, monitör vb.).

MERKEZİ İŞLEM BİRİMİ RAM DEPOLAMA BİRİMİ GİRİŞ BİRİMİ ÇIKIŞ BİRİMİ

KOMUT SETI  İş lemciler hafızalarında bulunan komutlarla dı ş arıdan gelen uyarılar e ş li ğ inde i ş lemleri yapmaktadır. İş lemcinin hafızasında bulunan komutlara o i ş lemcinin komut seti denir  hangi uygulamayı kullanırsak kullanalım bizim kullandı ğ ımız uygulama i ş lemcinin anlayaca ğ ı bu komut setlerine dönü ş türülerek sonuç elde edilir.  İş lemciler komut setlerine göre CISC ve RISC olmak üzere ikiye ayrılır.  CISC: Kompleks komutlara, yani bir seferde birden fazla i ş lemi yerine getirebilen komutlara sahip i ş lemci mimarisidir.  RISC: Her seferinde tek bir i ş lem gerçekle ş tiren basit ve hızlı komutlara sahip i ş lemci mimarisidir.  Normalde bilgisayarımızda veya ba ş ka kompleks ürünlerde sadece bir tane i ş lemcinin oldu ğ unu dü ş ünürüz oysaki detaylıca inceleyecek olursak di ğ er ünitelerin de (ekran kartı, TV kartı, ses kartı gibi) merkezî i ş lem birimine sahip oldu ğ unu görürüz.

IŞLEMCI YAPıSı  İş lemler yapılırken sayısal (mantıksal 1 veya 0) mantık kullanılmaktadır KONTROL BİRİMİ CACHE GİRİŞ BİRİMİ ÇIKIŞ BİRİMİ RAM DEPOLAMA BİRİMİ A L U ÇEKİRDEK

ÇEKIRDEK (CORE) Komut çalı ş tırma i ş lemlerini yapan bölümdür. Çalı ş tırma birimi (execution unit)olarak da bilinir.

ALU (ARITMETIK LOJIK UNIT / ARITMETIK MANTıK BIRIMI) İş lemci tarafından gerçekle ş tirilecek matematiksel ve mantıksal i ş lemlerin yapıldı ğ ı bölümdür.  Matematiksel i ş lemleri yapar (a+b)  Mantıksal i ş lemleri yapar (a > b)

SAB İ TD İ SK ÖN BELLEK (CACHE)   Ön bellek çalı ş makta olan programa ait komutların, verilerin geçici olarak saklandı ğ ı yüksek hızlı hafızalardır.   İş lemcinin komutları daha hızlı yüklemesini sa ğ layan bu hafıza genellikle L1 (Level1) ve L2 (Level 2) olmak üzere iki kısımdan olu ş ur.   İş lemci, ihtiyaç duydu ğ u komutu ilk önce L1 ön bellekte (L1 ön bellek L2 ön bellekten daha hızlıdır.) arar.   E ğ er i ş lemcinin aradı ğ ı komut burada yoksa L2 önbelle ğ e bakar. E ğ er burada da yoksa sırasıyla RAM ve sabit disk üzerindeki sanal hafıza üzerinde arar. İŞ LEMC İ

KONTROL BIRIMI İş lemciye gönderilen komutların çözülüp (komutun ne anlama geldi ğ inin tanımlanması) i ş letilmesini sa ğ lar. İş lemci içindeki birimlerin ve dı ş ındaki birimlerin e ş zamanlı olarak çalı ş masını sa ğ layan kontrol sinyalleri bu birim tarafından üretilir

İLETIŞIM HATLARı (BUS)  İşlemci içinde ve dışındaki birimlerin birbiriyle iletişimini sağlarlar  Üzerlerinden elektrik sinyali geçebilecek iletken hatlardır.  3 tip iletişim hattı vardır.  Adres Yolu  Veri Yolu  Kontrol Yolu

ADRES YOLU

VERI YOLU (DATA BUS)  İşlemcinin bilgi alıp göndermek için kullandığı hattır  Birbirine paralel iletken hat sayısı veri yolunun kaç bitlik olduğunu gösterir.  64 bitlik işlemci = Veri yolu 64 hattan oluşuyor  Veri yolu miktarı artarsa hız artar

KONTROL YOLU (CONTROL BUS)  İşlemcinin diğer birimleri yönetmek ve eş zamanlı çalışmasını sağlamak için kullandığı hattır.

İŞLEMCI ÇEŞITLERI  İş lemciler hızlarına, üreticilerine, göre çe ş itlere ayrılmaktadır.  Her marka üreticinin farklı hız ve modellerde i ş lemcileri vardır.

İŞLEMCI ÜRETICILERI   AMD   INTEL   Cyrix   IDT,   Motorola,   Zilog,   Mostek,   NexGen

AMD İŞLEMCİLER  Athlon  Turion  Sempron .

INTEL IŞLEMCILER  Intel core i7 i5 i3  Core 2 Quad  Core2 Due  Pentium 1,2,3  Celeron  ….

İŞLEMCI ÖN TANıMLAMALARı MARKASIINTEL MODEL İİ K ÇEK İ RDEK SAYISI4 İŞ PARÇACI Ğ I SAYISI8 HIZI3.7 GHZ VER İ YOLU64 B İ T CACHE BELLEK BOYUTU10 MB FSB1866 ÜRET İ M TEKNOLOJ İ S İ 22 nm SOKET SAYISIFCLGA2011

İŞLEMCI ÖN TANıMLAMALARı MARKASIAMD MODEL İ FX-8350 ÇEK İ RDEK SAYISI8 İŞ PARÇACI Ğ I SAYISI8 HIZI4.2 GHZ VER İ YOLU128 B İ T CACHE BELLEK BOYUTU128KB – 8MB – 8MB FSB1866 ÜRET İ M TEKNOLOJ İ S İ 32 nm SOKET SAYISIAM3+

İŞLEMCİNİN HIZI  İş lemci Hızı : İş lemcinin birim zamanda yapabildi ğ i i ş miktarı,  İş lemci HIZI = FSB X Saat Çarpanı

İŞLEMCİNİN HIZI  FSB (Front Side Bus): Ana kart üzerinde bulunan sistem saatinin 1 sn içinde yaptı ğ ı “tik” hareketi FSB hızını belirler.  Sistem saati tüm sistemin birlikte uyum içinde çalı ş ması için gerekli olan ritmi verir  Saatin her tikinde tüm bilgisayar aygıtlarında bilgi ve komutlar akar.  İş lemci Çarpanı (Clock Ratio / CPU Multiplier): İş lemcinin sistem FSB hızının maksimum kaç katı hızda çalı ş aca ğ ını belirleyen çarpana verilen addır.

ÖRNEK  Intel Core Duo T GHz, 667MHz FSB Saat Çarpanı nedir ? HIZ = Saat Çarpanı X FSB 2 GHz = SÇ X 667MHz 2000 Mhz = SÇ X 667 MHz SÇ = 3

OVERCLOCK (HIZ AŞIMI)  İş lemcinin iki hızı vardır:  Normal de ğ er,  Sınır de ğ eri  Overclock, i ş lemci hızını normal de ğ erlerden sınır de ğ erlere do ğ ru artırmaktır.  FSB hızı de ğ i ş tirilerek i ş lemcinin hızı artırılabilir  Anakart üzerindeki jumper (köprü) ya da bios ayarları kullanılarak yapılır

İŞLEMCI ŞEKILLERI

FIZIKI YAPıSıNA GÖRE IŞLEMCILER  SOKET İŞ LEMC İ LER Altında ana kart ile bağlantıyı sağlayan pinler (iğne) bulunur  SLOT İŞ LEMC İ LER Kartın üzerine diklemesine takılır

İŞLEMCİ TEKNOLOJİLERİ Çoklu İşlem (Hyper Threading)  Tek İş lemci  İş leri Parçalayıp yapıyor Çok İşlemci (Dual Processor)  İ ki ayrı i ş lemci Çok Çekirdek (Dual Core)  Bir i ş lemci içinde 2 çekirdek,  2 cache,  2 kontrol birimi

İŞLEMCİ TEKNOLOJİLERİ ÇOKLU İŞLEM(HYPER THREADING)

İŞLEMCİ TEKNOLOJİLERİ ÇIFT ÇEKIRDEKLI (DUAL CORE)

İŞLEMCİ TEKNOLOJİLERİ ÇIFT ÇEKIRDEKLI HT (DUAL CORE HT)

İŞLEMCI SEÇIMI  Yeni bir bilgisayar satın alırken i ş lemci ve anakart konularına ayrıca dikkat edilmelidir.  Bu iki bile ş en performansları da di ğ er tüm bile ş enlerin performansına do ğ rudan etki eder.  Her i ş lemcinin her anakarta takılamayaca ğ ını göz önünde bulundurarak çalı ş mak istedi ğ iniz i ş lemciyi seçti ğ inizde onu destekleyen anakartları gözden geçirmelisiniz.  Performans istenilen durumlarda FSB ve ön belle ğ i yüksek, HT (hyper threading) ve çok çekirdekli i ş lemci tercih etmelidir.

İŞ LEMC İ LER İ N SO Ğ UTULMASI

 Her elektronik devre çalı ş ırken ısınır  İş lemciler ise çok çalı ş tıklarından daha fazla ısınırlar. Belli bir sıcaklıktan sonra ısı i ş lemciye zarar verebilir  Bu sebeple i ş lemcinin so ğ utulması gerekir

İŞLEMCİLERİN SOĞUTULMASI So ğ utma i ş lemi 2 a ş amada gerçekle ş ir 1. İş lemcinin üzerindeki ısıyı emerek ısıyı azaltma 2.Emilen ısıyı da ğ ıtarak i ş lemciden uzakla ş tırma

SOĞUTUCULAR  Alüminyum veya bakırdan yapılırlar  Bakırın ısı iletimi alüminyuma göre daha fazladır,  İ nce kanatlı so ğ utucular daha fazla ısı çekerler ancak daha pahalıdır ve daha kırılgandırlar  İş lemciyle uyumlu olmasına dikkat edilmelidir

FANLAR  So ğ utucunun üzerinde birken ısıyı da ğ ıtmak için kullanılırlar  So ğ utucunun üzerine yerle ş tirilir  Fanın dönü ş hızı arttıkça so ğ utma oranı ve gürültü artar.  Tozlandıklarında yava ş döner ve gürültü çıkarırlar. Bu sebeple belli aralıklarla temizlemeli ve ya ğ lanmalıdırlar

TERMAL MACUN  İş lemci ile so ğ utucu yüzey arasına sürülür.  Isının so ğ utucuya iletilmesini hızlandıran bir kimyasal maddedir  Anakarta de ğ dirmeden ince bir tabaka halinde sürülmelidir

SOĞUTMA SİSTEMLERİ  Havayla so ğ utma  Suyla so ğ utma  Isı borulu so ğ utma

HAVAYLA SOĞUTMA SOĞUTUCU + FAN

SUYLA SOĞUTMA  İş lemci üzerindeki ısı suya aktarılır. Isınan su borularla radyatöre gelir. Radyatör önündeki fanlar radyatördeki suyu so ğ utur. So ğ uyan su devir daim motoru sayesinde tekrar i ş lemciye gider.  Suyun iletkenli ğ i havadan 5 kat daha iyi oldu ğ undan havalı sistemlerden daha iyidir. Ancak daha pahalıdır.

SUYLA SOĞUTMA

ISI BORULU SOĞUTMA  İş lemcinin ısısı içinde özel bir kimyasal madde bulunan borulara aktarılır  İş lemcinin ısısı borular üzerindeki maddeyi buharla ş tırır.  Buharla ş an ısı borunun üstüne do ğ ru hareket eder ve yo ğ unla ş ıp su olarak tekrar a ş a ğ ı iner.

ISI BORULU SOĞUTMA

Statik elektrik vücuttan atıldıktan sonra işlemci kutusundan çıkarılır

Dikkat edilirse işlemci üzerinde pin yoktur. Bu serilerde pinler anakarttaki sokettedir.

Anakartta işlemci için kızaklı soket 1366 vardır

Kızağın kilidine bastırılarak hafif yana çekilip kaldırılır.

Soketteki koruyucu plastik çıkarılır.

Yakından bakıldığında pinler görülmektedir

Mikroişlemci üzerindeki çentikler sokete yanlış takılmayı önlemektedir.

Çentikler denk gelecek şekilde işlemci sokete yerleştirilir. İşlemcinin sokete oturup oturmadığı kontrol edilir.

Soket kapağı kapatılır.

Kızak kilidiyle mikroişlemci sabitlenir.

Mikroişlemci soğutucu takılmaya hazır hâle gelir.

Soğutucunun yandan görünüşü

Üstte monte edeceğimiz soğutucu görülmektedir. Yeni nesil işlemciler daha çok ısındıkları için ısıl borulu soğutma kullanılmıştır.

Termal macun ince bir çizgi gibi sıkılmalıdır

Sıkılan macun tüm yüzeye eşit ve ince bir tabaka olarak dağıtılır.

İşlemci etrafına bulunan 4 deliğe soğutucunun plastik pinleri denk gelecek şekilde konumlandırılarak bağlantı noktalarına bastırılır.

Soğutucu üzerindeki ısıyı dağıtacak olan fanın anakart üzerindeki bağlantı noktasına bağlanmasıyla işlem tamamlanır.