सीपीयू प्रोसेसर क्या और कैसे काम संचालित करता कंप्यूटर सीपीयू समानता

सीपीयू प्रोसेसर क्या और कैसे काम संचालित करता कंप्यूटर सीपीयू समानता


नमस्ते, sowork ko read karne के लिए धन्यवाद समृद्धि। यह post में कंप्यूटिंग पर चर्चा करने वाली Multi-part series. इस post में, हम चर्चा करेंगे Classical computing और अधिक विशेष रूप से सीपीयू कैसे संचालित (How cpu powered) होता है और सीपीयू समानता (Cpu parity) । इस शृंखला में पिछले post में हम Google बनाम फेसबुक क्या फेसबुक गूगल से श्रेष्ठ है? पर चर्चा कि अधिक शक्तिशाली के लिए अनुमति देता है और कुशल कंप्यूटर, साथ ही साथ के आधार के लिए सुनिश्चित हो।

अब उस post में जब Computing performance का जिक्र करते हुए, हम Classical computing पर ध्यान केंद्रित किया गया CPU पर आधारित है। शास्त्रीय कंप्यूटिंग (Classical computing) , है अनिवार्य रूप से डिजिटल कंप्यूटर (Digital computer) , लगभग बाज़ार पर हर Computing device आज एक Classical computing है। क्लासिक कंप्यूटर सीरियल में, दूसरे में WORK करते हैं।


  • कम्प्यूटिंग मूल (Computing basics) 


कम्प्यूटिंग मूल (Computing basics) , निष्पादन विभिन्न निर्देशों में बहुत तेजी से 'order' लेकिन औसत उपयोगकर्ता के लिए यह प्रतीत होता है उन्हें समानांतर, अर्थ में चल रहा है एक समय में कई निर्देश। यह कई Hardwareऔर के कारण है के लिए अनुमति देने के लिए सॉफ्टवेयर अनुकूलन अतुल्यकालिक ऑपरेशन (Software optimization asynchronous operation) । के अंत तक इस POST के बीच का अंतर समानांतर और अतुल्यकालिक ऑपरेशन (Differential parallel and asynchronous operation) होगा स्पष्ट हो जाते हैं, लेकिन पहले देखते हैं कि कैसे शास्त्रीय कंप्यूटर काम (Classical computer work) करता है।
सीपीयू प्रोसेसर क्या और कैसे काम संचालित करता कंप्यूटर सीपीयू समानता
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अस्वीकरण के रूप में: जिन अवधारणाओं पर हम चर्चा करेंगे, वे हैं Computing के एक Generalization पर वास्तुकला, लेकिन पाने के लिए Classical की एक अमूर्त समझ कंप्यूटिंग कार्यक्षमता अच्छी तरह से काम करेगा। ठीक है, तो पहले अंदर लाएँ केंद्रीय प्रसंस्करण इकाई (, Central processing unit) CPU है कंप्यूटर का दिमाग (Computer brain) । चलो भी ले आओ Memory में, RAM, यह वह जगह है।


  • CPU संग्रहीत जानकारी (CPU Stored information) 


जहाँ CPU संग्रहीत जानकारी (Stored information) तक पहुँचता है। अभी CPU में अंतर्निहित मेमोरी (Built-in memory) भी है, यह है Cash कहा जाता है। Cash काफी है RAM से छोटा, आकार लेकर 32 KB से 8 के क्रम में Megabyte. कैश का उद्देश्य है CPU को इसकी ज़रूरत की जानकारी दें हाथोंहाथ।

CPU और RAM अलग-अलग हैं वस्तुओं, इसलिए जब CPU की आवश्यकता होती है। सूचना, इसमें समय लगता है, यद्यपि पढ़ने के लिए बहुत कम समय Memory से Data ।यह समय काफी देरी को जोड़ सकता है कंप्यूटर ऑपरेशन (Computer operation) । Cash होने के साथ सीपीयू पर अधिकार इस समय को कम कर देता है लगभग कुछ नहीं। कारण तुम क्यों नहीं ज़्यादा कैश स्टोरेज (Cash storage) की ज़रूरत है क्योंकि यह है बस थोड़ा-सा स्टोर करने की ज़रूरत है।

CPU करेगा महत्त्वपूर्ण जानकारी जल्द ही उपयोग करने की आवश्यकता है या बहुत उपयोग कर रहा है हाल ही में। विभिन्न हैं क्या निर्धारित करने के लिए लागू तरीके Cash पर जाता है, क्या रखा जाना चाहिए Cash पर और यह कब होना चाहिए RAM पर वापस लिखा है। एक ठेठ में सीपीयू कैश (Cpu cache) के विभिन्न स्तर हैं, प्रत्येक अलग पढ़ने और लिखने के समय के साथ और आकार, सादगी के लिए हम अपने CPU के लिए एकल कैश मान लेंगे।


  • कंप्यूटर में CPU निष्पादित करता (CPU executes in computer) 


तो अब बुनियादी घटकों के साथ रास्ता, चलो कैसे कंप्यूटर में मिलता है चल रही है। जब एक CPU एक निष्पादित करता है निर्देश पांच बुनियादी कदम हैं जिसे पूरा करने की आवश्यकता है:

1. प्राप्त करें: (get receive) से निर्देश प्राप्त करें कुछ में कैश में मेमोरी और स्टोर करें मामलों।

2. डिकोड: (Decode) उपयुक्त प्राप्त करें के निष्पादन के लिए आवश्यक चर निर्देष।

3. निष्पादन: (Performance) गणना निर्देश का परिणाम।

4. मेमोरी: (Memory) के लिए निर्देश जो एक मेमोरी रीड की आवश्यकता है / लिखने के लिए ऑपरेशन किया जाना चाहिए।

5. वापस लिखें: (Write back) निर्देश के परिणाम लिखिए वापस स्मृति में।

लगभग हर निर्देश से गुजरता है पहले तीन और अंतिम चरण, केवल कुछ निर्देश के माध्यम से जाना Memory कदम जैसे कि Load और Store लेकिन सादगी के लिए हम मान लेंगे हर निर्देश को सभी पाँचों की आवश्यकता होती है कदम। अब प्रत्येक चरण में एक घड़ी लगती है साइकिल, यह एक CPI, घड़ी का अनुवाद करता है पांच के निर्देश के अनुसार चक्र।


  • आधुनिक प्रोसेसर (Modern processor) 


नोट के रूप में, अधिकांश आधुनिक प्रोसेसर (Modern processor) निष्पादित कर सकते हैं प्रति सेकंड अरबों घड़ी चक्र उदाहरण के लिए, एक 3.4 Gigahertz प्रोसेसर (processor) हो सकता है प्रति दिन 3.4 बिलियन क्लॉक साइकिल निष्पादित करें दूसरा। अब 5 का CPI बहुत है अक्षम, CPU के संसाधनों का अर्थ है बर्बाद हो गए हैं।

यही कारण है कि Pipe lining थी Asynchronous लाते हुए कंप्यूटिंग में ऑपरेशन। पाइपलाइनिंग अनिवार्य रूप से बनाता है इसलिए प्रत्येक चरण हो सकता है एक अलग घड़ी चक्र में निष्पादित, प्रति 5 में 5 निर्देशों का अनुवाद घड़ी चक्र, या दूसरे शब्दों में, एक घड़ी चक्र प्रति निर्देश, 1 का सीपीआई। अनिवार्य रूप से Pipelining क्या करती है एक निर्देश के खंडों वाले चरण और उन्हें प्रत्येक घड़ी चक्र में निष्पादित करें।

चूँकि खंडित चरण इससे छोटे हैं आकार और एक सामान्य से कम जटिल निर्देश, आप के चरणों को कर सकते हैं एक ही घड़ी में अन्य निर्देश चक्र। उदाहरण के लिए, यदि एक के लिए एक कदम Instruction data प्राप्त कर रहा है, आप एक और Decoding शुरू कर सकता है, निष्पादित कर रहा है एक और आदि-चूंकि हार्डवेयर शामिल है उन चरणों के लिए अवरुद्ध नहीं किया जा रहा है।


  • सुपरसर्लर प्रोसेसर (Supersolar processor) 


Superscalar पाइपलाइन इस में जोड़ते हैं आगे प्रदर्शन। Pipelines के बारे में सोचो एक Highway के रूप में, अब विशिष्ट लेन में Highway प्रति निर्देश एक निर्देश निष्पादित कर सकता है घड़ी का चक्र। सुपरसर्लर प्रोसेसर (Supersolar processor) के साथ आप Highway के लिए और अधिक गलियाँ जोड़ते हैं, के लिए उदाहरण के लिए, एक 2 व्यापक Supercar भी दोहरी अंक मशीन के रूप में जाना जाता है।


  • सैद्धांतिक CPI


1 / 2 के एक सैद्धांतिक CPI, दो प्रति Clock cycle के निर्देश। वहाँ विभिन्न अन्य तरीकों को लागू किया गया processor CPI को अधिक कुशल बनाएँ, जैसे: अनियंत्रित लूप, बहुत लंबा निर्देश शब्द [VLIWDS] -जो हैं अनिवार्य रूप से कई निर्देश एक बड़े निर्देश में लिपटे, Compiler scheduling एक ऑप्टिमाइज़ेशन-आर्डर निष्पादन (Optimization-order execution) से बाहर के लिए और अधिक।

ऐसे कई मुद्दे भी हैं line pipe के साथ आते हैं जो कम हो जाते हैं CPI, जैसे: डेटा खतरों, मेमोरी खतरों, संरचनात्मक खतरों (Data threats, memory threats, structural threats) और अधिक। ये सभी विषय इस के दायरे से परे हैं POST, लेकिन जिज्ञासा को संतुष्ट करने के लिए उल्लेख किया गया है यदि आप उनके बारे में अधिक जानना चाहते हैं।


  • सीपीयू के मूल डिजाइन (CPU Basic Design) 


तो इस बिंदु पर, अब हम इसके बारे में जानते हैं सीपीयू के मूल डिजाइन (CPU Basic Design) , यह कैसे Memory के साथ संचार करता है, वह अवस्थाएँ यह निर्देशों को निष्पादित करता है, साथ ही साथ पाइपलाइनिंग और सुपरसेलकर डिजाइन (Pipelining and supercellular design) । अभी एक के रूप में यह सब कल्पना करने के बजाय एकल CPU, इसे आगे ले जाएँ, सभी इस तकनीक को एक पर Embed किया जा सकता है।


  • processor का सिंगल कोर (single core of processor) 


Multiple के साथ कोर, आप एक का प्रदर्शन लेते हैं सिंगल core और कोर द्वारा इसे गुणा करें उदाहरण के लिए, चार द्वारा एक क्वाड core में गिनती। एकाधिक core में एक साझा कैश भी होता है अलग नोट के रूप में। सुपरसेलकर पाइपलाइनों का उपयोग भी के रूप में कई कोर माना जाता है।


  • हार्डवेयर स्तर समानता (Hardware level parity) 


Computer industry ठहराव के वर्षों के बाद है अब अधिक ध्यान केंद्रित करने के लिए शुरू करने के लिए हार्डवेयर स्तर समानता, जोड़कर प्रोसेसर (processor) को अधिक कोर। यह हो सकता है जैसे उपभोक्ता processor द्वारा प्रदर्शित एएमडी थ्रेडिपर लाइन और इंटेल का i9 कोर लाइन के साथ processor लाइन क्रमशः 8 से 16 और 10 से 18 तक। जबकि ये उनका उच्च अंत हो सकता है।

उपभोक्ता प्रोसेसर (Consumer processor) , यहाँ तक ​​कि कम और मध्य i3, i5 और i7 से एंड प्रोसेसर (End processor) हैं बफ़र प्राप्त करना, कोर की गिनती के साथ क्वाड, हेक्स और ऑक्टा (Hex and octa) कोर से। एक पक्ष के रूप में ध्यान दें, Super computer सबसे अच्छे होते हैं hardware का उपयोग करने के उदाहरण समानांतरवाद।

उदाहरण के लिए, इंटेल का एक्सोन फी (Intel's Exxon Fee) और एएमडी के एपिक प्रोसेसर (AMD' s Epic Processor) में कोर है 24 से 72 तक की गिनती! साथ में Super computer हजारों की संख्या में होते हैं उनके साथ प्रोसेसर के। अब वहाँ है एक प्रमुख घटक जो आवश्यक है हार्डवेयर समानता के साथ मिलकर वास्तव में कुशलतापूर्वक सभी संसाधनों का उपयोग करें।


  • सॉफ्टवेयर समानता (Software parity) 


यह हमें ले जाता है शास्त्रीय कंप्यूटिंग (Classical computing) में अंतिम विषय कवर किया जाएगा, hyper threading भी संदर्भित बहु के रूप में। होने के बजाय हार्डवेयर समानतावाद के रूप में इसे लागू किया गया उच्च स्तरीय Software के रूप में उपयोग किया जाता है Parallelism. एक अनुक्रम के रूप में एक धागा के बारे में सोचो निर्देश,

अब Single threading के साथ, निर्देशों का यह क्रम बस बहता है सामान्य रूप से line pipe के माध्यम से। तथापि, Multi-threading के साथ, आप Segment कर सकते हैं कई धागे में अपने आवेदन और विशेष रूप से चुनें कि आप कैसे चाहते हैं उन पर अमल करो। मल्टी-थ्रेडिंग (Multi-threading) कर सकते हैं काफी कंप्यूटिंग में वृद्धि प्रदर्शन, स्पष्ट रूप से बताते हुए कि क्या CPU संसाधनों का आप उपयोग करना चाहते हैं और कब।

उदाहरण के लिए, एक आवेदन के लिए, उपयोगकर्ता इंटरफ़ेस, GUI, को निष्पादित किया जा सकता है एक धागा जबकि तर्क निष्पादित किया जाता है किसी दूसरे पर। यह सिर्फ़ एक उदाहरण है कई उदाहरण जहाँ मल्टी-थ्रेडिंग कर सकते हैं इस्तेमाल किया गया। अब Multi-threading सिर्फ़ नहीं कर सकता हर आवेदन के लिए इस्तेमाल किया जाएगा।


  • hardware का सर्वोत्तम उपयोग करने के तरीकों


जबसे Classical computing internal form से नहीं है समानांतर, बहुत सारे मुद्दे हो सकते हैं संगामिति के साथ, या दूसरे शब्दों में, जब कई थ्रेड्स निष्पादित हो रहे हों उसी समय लेकिन परिणाम पर निर्भर करते हैं एक दूसरे की। इस प्रकार, कुछ Applications समाप्त हो जाते हैं केवल एकल पिरोया जा रहा है।

तथापि, कई व्यक्ति और समूह काम कर रहे हैं hardware का सर्वोत्तम उपयोग करने के तरीकों पर नए Software के माध्यम से समानता प्रथाओं और पुराने सॉफ्टवेयर को फिर से लिखना। के लिये उदाहरण, Latest firefox अब अद्यतन करता है बहु सूत्रण में ला रहे हैं। भी सबसे कम्प्यूटेशनल रूप से कुछ Default excel द्वारा गहन कार्य बहु सूत्रण, जैसे: video editing, रेंडरिंग और डेटा प्रोसेसिंग-to list a कुछ।


  • गेमिंग (Gaming) के रूप में उदाहरण


गेमिंग (Gaming) के रूप में भी उदाहरण दिया गया है उद्योग, बहुत सारे sport अब आगे बढ़ रहे हैं Multi threaded प्रदर्शन में। तो, सारांश में, Classical computing है अतुल्यकालिक वास्तव में समानांतर नहीं है। अभी भी निर्देशों का Performance किया जाता है धारावाहिक, लेकिन हार्डवेयर के उपयोग के माध्यम से और Software level parity, अधिकतम के संसाधनों का उपयोग कंप्यूटर, उन्हें बेहद निष्पादित करता है तेज; समानांतर का भ्रम दे रही है ऑपरेशन।

साथ ही अगर आप एक Dark look चाहते हैं। (How cpu works) सीपीयू कैसे काम करता है, मैं अत्यधिक आपको SOME POST देखने की सलाह देते हैं मैंने नीचे विवरण में सूचीबद्ध किया है। 

मैं आपको धन्यवाद देना चाहता हूँ "cpu kya or kaise kam sanchalit karta computer cpu samanta" इसे देखने के लिए समय ले रहा है। अगर तुम मज़ा आया, यदि आप मुझे किसी भी पर विस्तार से बताना चाहते हैं जिन विषयों पर चर्चा हुई या उनका कोई विषय है सुझाव, कृपया उन्हें अंदर छोड़ दें नीचे टिप्पणी। 

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