İŞLEMCİLER.

... konulu sunumlar: "İŞLEMCİLER."— Sunum transkripti:

1 İŞLEMCİLER

2 Temel Kavramlar CPU çok güçlü bir hesap makinesi gibi çalışır
CPU’lar çok zeki olmayabilir, ancak çok hızlıdır Sadece 0 ve 1 değerleri üzerinden işlem yaparlar Güncel hızları MHz veya GHz seviyeleri ile ifade edilmektedir

3 Temel Kavramlar CPU, PC’nin “beynidir”
CPU’lar temelde kendilerine gönderilen komutları işler. İşlemciye gönderilen komutlar genellikle veriler üzerinde işlem yapmasına neden olacağından, CPU, veriler üzerinde de işlem yapar; yani komutlara göre verileri idare eder. Diğer birimlerle olan etkileşimleri kontrol eder Bir işlemcinin içeriğine göz attığımızda temel olarak 3 birim öne çıkacaktır. İşlem Birimi (ALU) Yazmaçlar (Register) Kontrol Birimi Şekilde bir işlemcinin bu temel birimlerinin yanı sıra performans arttırıcı diğer birimleri ve veri yolları (buslar) da görülmektedir.

4 Temel Birimler İşlem Birimi / Aritmetik Birim (ALU)
İşlemci İşlem Birimi / Aritmetik Birim (ALU) Aritmetik ve mantıksal işlemleri yapar Yazmaçlar (Register) Üzerinde işlem yapılacak verileri tutarlar Kontrol Birimi İşlemci içerisindeki işleri koordine eder İlgili kontrol sinyallerini üretir İşlemciye gelen komutu çözerek ne olduğunu anlar Yazmaçlara hangi veriler üzerinde işlem yapılacağını söyler İşlem birimine gelen veriler üzerinde hangi işlemlerin yapılacağını söyler Kontrol Birimi İşlem Birimi (ALU) Yazmaçlar

5 İkili Sistem ve Bit Kavramı
Bilgisayarlar yalnızca 1 ve 0 değerleri üzerinde işlem yaparlar 1 ve 0, “on/off” veya “açık/kapalı” durumlarını tanımlar. İşte bilgisayarların kullandığı ve sadece bu 2 durumun tanımlandığı sisteme “ikili sistem”, veya “binary sistem” denilmektedir. 1 veya 0 dan oluşan Her sayıya “binary digits” kelimelerinin kısaltılmışı olan “Bit” denir

6 Byte Kavramı 8 Bit’in gruplanması ile oluşturulan birimdir
Veriler Byte ve Byte’ın katları olarak depolanır (KB, MB, GB) Bir byte’da 8 bit olduğundan ve her bit 0 ve 1 olmak üzere 2 farklı değer alabildiğinden, 2 üzeri 8’den 8 bit ile 256 farklı değeri ifade edebiliriz. Tüm numaralar, büyük ve küçük harfler ve noktalama işaretleri, 8 bitin farklı dizilişlerinden elde edilen 1 byte’lık dizelerden ibarettir.

7 Onlu Gösterim (Decimal yani onlu gösterim, bizim günlük hayatta kullandığımız sayma sistemine verilen isimdir. ) Her basamak için 10 olası değer (0-9) 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, ??? Sonra ne yaparız? En sağdaki basamak birler basamağı (0’dan 9’a), Sonraki onlar basamağı (10’dan 90’a), Sonraki yüzler basamağıdır (100 den 900 e) vb... 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, …, 98, 99, 100, vb. Örneğin, 506 6 bir, 5 yüz (6 x 100) + (0 x 101) + (5 x 102) = 506 (6 x 1) + (0 x 10) + (5 x 100) = 506

8 İkili (Binary) Gösterim
Her basamakta sadece 2 olası değer (0 veya 1) 0, 1, ??? Sonra ne yaparız? En sağdaki basamak birler basamağı (0 ve 1), Sonraki ikiler basamağı (1’den 2’ye), Sonraki dörtler basamağı (1’den 4’e) vb... 0, 1, 1 0, 1 1, 1 0 0, 1 0 1, …, , , vb. Örneğin, 1 1 0 1 iki, 1 dört (1 x 22) + (1 x 21) + (0 x 20) = 1 1 0 (1 x 4) + (1 x 2) + (0 x 1) = 6

9 Onlu ve İkili Sistemin Karşılaştırılması
Karşılaştırma Onlu Sistem İkili Sistem Her Basamak İçin Olası Değer 10 2 Olası Değerler 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 0, 1 Basamak Artışı / Azalışı … Yüzler, Onlar, Birler … Dörtler, İkiler, Birler Üstlü İfade İle Gösterimi 1010 … 102, 101, 100 210 … 22, 21, 20 6 Değerinin Gösterimi 6 = 6 x 100 110 (1 x 22) + (1 x 21) + (0 x 20) 6 = 5 Değerinin Gösterimi 5 = 5 x 100 101 (1 x 22) + (0 x 21) + (1 x 20) 5 =

10 Onlu ve İkili Sistem Örnekleri
643 Onlu (Decimal) 101 İkili (Binary) 102 101 100 22 21 20 100 10 1 4 2 1 6 4 3 1 1 600 + 40 + 3 643 4 + 0 + 1 + 5 Decimal

11 İkili (Binary) Sistem Örneği
Üstler 6 5 4 3 2 1 2 tabanında eşitlik n = 1 veya 0 26 x n 25 x n 24 x n 23 x n 22 x n 21 x n 20 x n Üst Sonuçları 64 32 16 8 İkili Gösterim Sonuç 77

12 Veri Gösterimi (Input/Output)
Adım 2. “D” harfi için elektronik sinyal sistem ünitesine gönderilir Adım 1. Kullanıcı klavyeden “D” tuşuna basar Adım 3. “D” harfi için sinyal ASCII ikili koda ( ) dönüştürülür ve işlenmek için hafızada saklanır Adım 4. “D” harfinin ikili kodu üzerinde işlem yapıldıktan sonra kod görüntüye çevrilir ve çıkış aygıtında gösterilir

13 Bir İşlemci Nasıl Çalışır ?
Bellek (RAM) 4. Evre: Store Sonuçlar hafızaya geri yazılır 1. Evre: Fetch Veri yada program komutları hafızadan alınır İşlemci İşlem Birimi (ALU) Kontrol Birimi 3. Evre: Execute Komutlar işlenir 2. Evre: Decode Alınan komutlar yorumlanır

14 Makine Dilinde Örnek Bir Program
Programlar, çok basit bir şekilde sıralanmış komutlardır İki sayıyı toplayan makine dilinde örnek bir yazılım: Get 2 Girdi aygıtından 2 değeri okunur Add 2 Okunan değerin, yani 2’nin üzerine 2 eklenir Put Elde edilen 4 değeri çıktı aygıtına gönderilir Stop Döngü bitirilir

15 Bellek Gecikme Zamanları (Latency Time)
İşlemci çalışırken her zaman RAM’e giderek yeni komut istemesi oldukça zaman alıcı bir iştir. Aynı zamanda CPU RAM’den daha hızlı çalışmaktadır. Gecikme zamanları, RAM’e istek gönderdiğinde kaç saat darbesi beklemesi gerektiğini belirtir Bu gecikmelerin etkisini azaltmak için işlemciye önbellek (cache) ilave edilmiştir

16 CPU Bir işlemcinin performansını belirleyen faktörler:
Dış Saat Hızı (Sistem Kristali) CPU Çarpanı Saat Hızı (Klasik Anlamda İşlemci Hızı) İçsel Yapı Tasarımı ve CPU Paketi Adreslenebilir Bellek Miktarı Önbellek Boyutları Pipelining (İş Hatları) Voltaj, Harcanan Güç ve TDP Çekirdek sayısı Üretim Teknolojisi Nanometre Güncellendi

17 Sistem Kristali Saat sinyalini üreten bileşendir
Dış saat hızı olarak da bilinir Genellikle şekildeki gibi anakarta lehimlidir Sistem kristali CPU’nun ve PC’nin diğer bileşenlerinin çalışacağı hızı belirler CPU ve diğer bileşenler için farklı kristaller mevcuttur Quartz Oscillator

18 Saat Hızı ve Çarpan (Multipliers)
Sistem kristalinden dış hız alınır CPU’nun çarpanı ile çarpılarak CPU’nun daha yüksek hızlarda çalışması sağlanır CPU’nun çalışma hızı, çarpma sonucunda oluşan hızdır Örneğin 66 MHz dış saat hızına sahip bir sistemde, 2x çarpana sahip bir işlemci 132 MHz hızında çalışacaktır. Orijinal (Dış) Saat 2 İle Çarpılmış Saat

19 Adreslenebilir Bellek Miktarı
Adres yolundaki kablo sayısı CPU’nun kullanabileceği maksimum RAM’i belirler İlk Pentium’lar 32 bitlik adres yoluna sahip idi Şu anki işletim sistemleri 32 veya 64-Bit’dir (232) Yeni CPU’lar 36-Bit adres yoluna sahiptir 236, 64 GB belleğin adreslenebilmesini sağlar Bazı 32-Bit’lik işletim sistemleri ek belleği işletim sistemi fonksiyonları veya “Extensions” yardımı ile adresler Bellek 4GB’lık bölümlere ayrılarak bölüm seçme işlemi ile erişilir.

20 Önbellek (Cache) Önbellek (cache) veriye çabuk ulaşım için kullanılan dağınık veri deposudur CPU RAM’den daha hızlı çalışır ve bellekten gelen cevaplarda bir gecikme zamanı söz konusudur Cache RAM’den daha hızlıdır CPU’ya yakın olmasından dolayı gecikme zamanlarını azaltacağından performansı arttırır Maliyet nedeni ile yüksek kapasiteli üretimleri yapılmamaktadır 3 seviyeye kadar önbellek tasarımları bulunmaktadır ve L1, L2, L3. İlk önbellekler CPU’nun dışındayken, artık CPU içerisindedir.

21 Pipelining Pipelining birden fazla komutun CPU’nun farklı alanlarını kullanmasıdır. Aynı anda CPU’nun tüm yapıları farklı komutlar tarafından kullanılır. Komutlar işlemciye taşıma bandı şeklinde girer CPU’nun birden fazla işi aynı zamanda yapmasına olanak tanır

22 CPU’larda Voltaj Eski CPU’lar 5 Volt’a ihtiyaç duyardı
CPU voltajı daha sonra 3.3 Volt ve daha aşağıya düşürüldü Daha sonraki geliştirmeler voltajı daha da düşürdü ancak voltajda bir standart yoktur Daha küçük boyutlar düşük voltajla çalışabilmeyi sağlamış ve yonga alanını küçültmüştür Voltage Regulator Module (VRM) CPU’nun voltaj regülatörlerinin standardize edilmesini sağlayan küçük bir karttır

23 İşlem Kapasitesi ve Harcanan Güç
Harcanan güç Watt olarak ölçülür. İşlemcilerin üretim sürecinde temel amaç, daha hızlı CPU’lar yapmak, daha az güç harcamasına ulaşmaktır. Daha küçük işlemciler, daha düşük voltaj, düşük güç tüketimi ve dolayısıyla da az ısınma anlamına gelmektedir. Üretim teknolojisinin küçüklük ölçütü, Wafers kalınlık ölçümü ile ifade edilir. Günümüzde işlemciler 45 nm seviyesinin altına inmeye başlamıştır. Nanometre, yaklaşık 455 hidrojen atomu sıklığındadır. Diğer bir ifade ile, insan saçının 3077’de biri büyüklüğündedir. Hidrojen Atomu

24 TDP: Thermal Design Power
Bu değer işlemcinin maksimum yük altında ne kadar güce ihtiyaç duyacağını göstermektedir. Küresel ısınma ile birlikte çevreye duyarlılığın arttığı günümüzde işlemci satın alırken dikkat etmeniz gereken önemli bir değer haline gelmiştir. Düşük TDP; daha az enerji tüketimi ve daha az ısınma anlamına gelir. Bu sebeple overclock işlemlerinde de, düşük TDP’li CPU’lar daha fazla tercih edilir. Uzun zaman çalışacak bilgisayarlarda ya da gerçek zamanlı sunucu sistemlerde TDP değerinin düşük olması çok önemlidir. TDP değeri işlemciye giden voltaj ve işlemcinin iç yapısı ile alakalıdır. Piyasada 4-8 Watt’dan, 140 Watt TDP’ye kadar değişen pek çok işlemci bulunmaktadır.

25 AMD , CYRIX , INTEL , MOSTEK , MOTOROLA , NEXGEN , ZILOG
İŞLEMCİ ÇEŞİTLERİ AMD , CYRIX , INTEL , MOSTEK , MOTOROLA , NEXGEN , ZILOG Dünya üzerinde en çok kullanılan işlemciler … AMD INTEL ve

26 CYRIX… Cyrixler, Intel işlemcilerle karşılaştırılacak olursa Celeron seviyesinde denilebilir. Günümüzde kullanılmasa da Intel ve Amd içinde en sağlam işlemci CYRIX tir diyebiliriz.

27

28 İNTEL İŞLEMCİ SERİLERİ A. Pentium
1993 yılında üretildi X86 lara göre hızları oldukça yüksekti Pentium, Pentium MMX ve Pentium PRO gibi farklı modelleri vardı.

29 İNTEL İŞLEMCİ SERİLERİ B.Pentium II
1997 yılında üretildi Pentium MMX ve Pentium PRO nun birleştirilmiş haldir İlk defa slot işlemci modeli kullanılmıştır

30 İNTEL İŞLEMCİ SERİLERİ C. Pentium III
3D (Üç boyut) komutları eklenmiş, grafik ve ses işlemlerinde üstün performans sağlanmıştır

31 İNTEL İŞLEMCİ SERİLERİ D. Celeron
Pentium II işlemcisinin önbelleği azaltılarak piyasa sürülen halidir. Bu sebeple fiyatı da daha ucuzdur Pentium işlemciler, bilgisayarı zorlayan grafik ve işlem yoğunluklu programları kullananlar için tasarlanmıştır, Celeron ise yazı yazma, internette dolaşma gibi işlemleri yapanlar için idealdir.

32 İNTEL İŞLEMCİ SERİLERİ E. Pentium IV
Pentium III ‘ deki 1 GHz hız sınırı aşılmıştır İlk üretilen 64 bitlik işlemcidir DVD, Mp3 ve internetten video izleme gibi yüksek miktardaki veri transferi gerektiren uygulamalarda oldukça başarılıdır.

33 birde… Intelin 2010 akıllı işlemci ailesi içinde lanse ettiği işlemciler core i soket fiziksel 2 sanal 4 çekirdek core i soket fiziksel 4 çekirdek core i7 8xx serisi 1156 soket fiziksel 4 sanal 8 çekirdek core i7 9xx serisi 1366 soket fiziksel 4 sanal 8 çekirdek core i7 980x 1366 soket fiziksel 6 sanal 12 çekirdek. V.s.

34 AMD

35 AMD İŞLEMCİLER K5 Pentium ile rekabet için üretildi
66 Mhz FSB hızı vardı

36 AMD İŞLEMCİLER K6 100 Mhz FSB 3 boyutlu oyunlarda üstün performans
K6-III serisi rakibi Pentium II den çok daha iyiydi

37 AMD İŞLEMCİLER Athlon AMD nin ilk slot işlemcisi
AMD nin dünya çapında iyi ve ekonomik olduğunu kanıtladığı işlemcisi

38 AMD İŞLEMCİLER Duron Athlon un önbelleği azaltılmış halidir
Athlon a göre daha ucuzdur Pentium Celeron a alternatif olarak üretilmiştir

39 AMD İŞLEMCİLER Sempron Taşınabilir bilgisayarlar için tasarlanmıştır
Ekonomiktir Celeron M ye alternatif olarak üretilmiştir

40 AMD İŞLEMCİLER Turion Taşınabilir bilgisayarlar için tasarlanmıştır
Intel Core Duo ya alternatif olarak üretilmiştir

41 AMD İŞLEMCİLER Opteron Sunucu bilgisayarlar için tasarlanmıştır
Intel XEON a alternatif olarak üretilmiştir

42 İŞLEMCİ TEKNOLOJİLERİ
Çift İşlemci (Dual Processor) İki ayrı işlemci Çift Çekirdek (Dual Core) Bir işlemci içinde 2 çekirdek, 2 cache, 2 kontrol birimi Çoklu İşlem (Hyper Threading) Tek İşlemci İşleri parçalayıp yapıyor

43 İŞLEMCİ TEKNOLOJİLERİ Çoklu İşlem(Hyper Threading)

44 İŞLEMCİ TEKNOLOJİLERİ Çoklu İşlem(Hyper Threading)

45 İŞLEMCİ TEKNOLOJİLERİ Çoklu İşlem(Hyper Threading)

46 İŞLEMCİ TEKNOLOJİLERİ Çift Çekirdekli (Dual Core)

47 İŞLEMCİ TEKNOLOJİLERİ Çift Çekirdekli (Dual Core)

48 İŞLEMCİ TEKNOLOJİLERİ Çift Çekirdekli (Dual Core)

49 İŞLEMCİ TEKNOLOJİLERİ Çift Çekirdekli HT (Dual Core HT)

50 İŞLEMCİ TEKNOLOJİLERİ Çift Çekirdekli HT (Dual Core HT)

51 İŞLEMCİ TEKNOLOJİLERİ Çift Çekirdekli HT (Dual Core HT)

52 CPU YUVASI

53

54

55

56 UYGUN İŞLEMCİYİ SEÇME Bilgisayarı hangi amaçla kullanacağım?
Ekonomik durumum nedir? Kullanacağım programlar hangi işlemciyi istiyor? Almayı düşündüğüm işlemciye uygun ana kart hangisi?

57 İŞLEMCİLERİN SOĞUTULMASI

58 Soğutma Sistemi İşlemcinin ardından, sıra soğutma sisteminin parçalarını monte edilmesine gelir. Soğutma sistemi; fan, ısı transfer bloğu ve termal macun’dan oluşur. Heat sink olarak da bilinen bu ısı transfer bloğu, soğutma fanı ve CPU arasında monte edilir. Heat sink; alüminyum, bakır ya da bu maddelerin karışımından yapılır. İşlemci ile heatsink arasındaki iletim ne kadar iyi ise, işlemcinin sıcaklığı da o kadar kolay düşürülür. Bu iletimin güçlü olabilmesi için işlemci ile heatsink arasına termal macun sürülür. Böylece iki birim arasındaki boşluklar doldurulur ve ısı iletimi kolaylaştırılmış olur.

59 İşlemci Fanının Takılması
Montaj öncesinde mutlaka termal macun uygulanmalıdır Sabitleyiciler kilitlendikten sonra kımıldamıyor olmalı Fan türüne göre bağlantı türleri: 4 ayaklı sabitleyiciler Çerçeveli sabitleyiciler Ortadan sabitleyiciler

60 İşlemci Fanının Enerji Bağlantısının Yapılması
İşlemci ve fan türüne 3 veya 4 PIN bağlantı kullanılabilir Anakart üzerinde işlemciye yakın bir noktada bulunur Genellikle anakart üzerinde PIN’lerin yan tarafında fan bağlantısı olduğunu belirten bir ifade yer alır CPU_FAN

61 Overclock (Hız Aşırtma)
CPU’yu önerilen stabil hızından daha hızlı çalıştırmaya denir Overclock kolaylaştırıcı ayarlar vardır Garanti ortadan kalkar Stabil çalışmama, aşırı güç tüketimi, aşırı ısınma ve bunlara bağlı kullanım ömrünün kısalması gibi sonuçlar doğurabilir

62 Soğutucular…

63 Fanlar…

64 Termal Macun… İşlemci ile soğutucu yüzey arasına sürülür.
Isının soğutucuya iletilmesini hızlandıran bir kimyasal maddedir Anakarta değdirmeden ince bir tabaka halinde sürülmelidir

65 Hava ile Soğutma Su ile Soğutma Isı Boruları ile Soğutma