İşlemci Nedir?CPU Yapısı Işlemcilerin Tarihçesine Kadar

İşlemci Nedir?:

İşlemci normal bir bilgisayarın kalbidir, masaüstü, sunucu yada taşınabilir olması fark etmez. Kullandığınız işlemci bir Pentium,Athlon,PowerPC,Sparc yada herhangi bir şey olabilir fakat hepsi aşağı yukarı aynı şeyi aynı yoldan yaparlar.Oyun oynarken veya bir yazı yazarken işlemcilerin çalışma şeklini ve sayısal mantığın nasıl işlediğini merak ediyorsanız okumaya devam edin.

Tarihçe:

İşlemci yada diğer ismiyle CPU (central processing unit-merkezi işlem birimi) aslında bir yonga(chip)üzerine yerleştirilmiş bir hesap makinesinden başka bir şey değildir.İlk işlemci Intel 4004 1971 üretildiğinde çok güçlü değildi.Yapabildiği tek şey toplama ve çıkarmaydı ve bir kerede sadece 4bit işlem yapabiliyordu.Fakat her şeyin bir yonga üzerine sığdırılmış olması o zamanlar için gerçekten bir başarıydı.4004'ün üretiminden önce mühendisler bilgisayarları çok sayıda yonga ve parçaların birleşiminden yapabiliyorlardı. 4004 ilk taşınabilir elektronik hesap makinesine hayat verdi.

Ev bilgisayarları için kullanılan ilk işlemci Intel 8080'di.1974 yılında üretilen bu işlemci 8bit'lik bir yongaydı. Fakat piyasalar asıl etki yapan işlemci yine Intel'in 8088 adlı işlemcisiydi ve bu işlemci 1979 yılında üretildi.IBM PC makinelere hayat veren bu işlemci tam olarak adını 1982 yılında duyurmaya başladı. Eğer bilgisayarlarla biraz ilgiliyseniz PC pazarının 8088'den 80286 oradan 80386, 80486, Pentium,Pentium II,Pentium III ve son olarak Pentium 4'e geçtiğini bilirsiniz.Bütün bu işlemciler Intel tarafından üretildi ve hepside temelde 8088 tasarımının geliştirilmesiyle ortaya çıktı.Günümüzde kullandığımız Pentium 4, 8088'lerdeki her hangi bir kodu çalıştırabilir fakat 5000 kez daha hızlıdır.

Şimdi bizim için yararlı olacak bazı küçük terimleri açıklığa kavuşturalım;

Mikron, yonga üzerindeki en küçük kablonun genişliğidir.Karşılaştırmak için insan saçının 100 mikron kalınlığında olduğunu söyleyebiliriz.Yonga üzerindeki kablo kalınlığı azaldıkça transistör sayısının arttığını görebiliriz.

Veri Genişliği, işlemcinin ALU(arithmetic/logic unit-aritmetik/mantık birimi)biriminin genişliğidir.8 bitlik bir ALU 2 adet 8 bitlik sayı üzerinde topla, çıkarma, çarpma, bölme yapabilirken,32 bitlik bir ALU 32 bitlik 2 sayı üzerinde aynı işlemleri yapabilir.8 bitlik bir ALU 32bilik 2 sayı üzerinde 4 seferde işlem yaparken, 32 bitlik bir ALU aynı işlemi 1 kerede yapabilir.Genellikle dış veri yolu genişliği ALU veri genişliğiyle aynı olur. Fakat 8088 işlemciler 16 bit ALU'ya sahipken 8 bit veri yolları vardı.Modern Pentiumlar ise 32bit ALU' ya 64 bit veri yoluyla hizmet sunarlar.

MIPS, "millions of instructions per second" yani saniyede yapılan işlem miktarıdır ve işlemcinin performansı hakkında genel bir bilgi verebilir.Günümüzde işlemcilerde kullanılan farklı teknikler bu MIPS değerinin önemi azaltsa da, genel anlamda işlemci performansıyla ilgili bilgi verebilir.

Yonga,genellikle küçük,ince bir silikon parçası üzerine asitle oyularak yerleştirilen transistörlerin oluşturduğu bütünleşik devredir. Bir yonga 2-3 cm büyüklüğe milyonlarca transistör sığdırılarak üretilir.
Saat Hızı, yonganın ayarlanabildiği en yüksek saat hızıdır.

CPU Yapısı:
İşlemcilerin nasıl çalıştığını anlamak için iç yapılarını bilmek ve üretim teknolojilerinin arkasında ne yattığını bilmek yardımcı olabilir.Bu aşamada assembly dilini ve mühendislerin işlemci hızlarını artırmak için neler yaptığını öğrenebilirsiniz.Bir işlemci belli bir işlemi yapabilmek için belli bir talimat dizisi çalıştırır,bunu yaparken üç şey yapar:

Bir işlemci ALU birimini kullanarak toplama,çıkarma,çarpma ve bölme gibi matematiksel işlemler yapabilir. Modern işlemciler üzerlerinde daha karmaşık işlemler yapabilmek için kayar nokta işlemcisi(FPU- floatin point processin unit) bulundururlar.
Bir işlemci bir bellek adresindeki veriyi başka bir bellek adresine gönderebilir.
Bir işlemci kararlar verip o kararları uygulamak için yeni talimatlar dizisine atlayabilir.
LİNKten
işlemcilerin Kısa Tarihlerine Bakalım
Yazan:TURGAY...