CPU क्या है

CPU क्या है

CPU का फुल फॉर्म सेंट्रल प्रोसेसिंग यूनिट है। यह हार्डवेयर का एक छोटा सा टुकड़ा है जो कंप्यूटर प्रोग्राम के सभी निर्देशों को संसाधित करता है। यह कंप्यूटर सिस्टम के सभी महत्वपूर्ण कार्यों जैसे अंकगणितीय, तार्किक और इनपुट / आउटपुट संचालन को संभालता है।

सीपीयू इस तरह से बनाए जाते हैं कि अरबों की मात्रा में सूक्ष्म ट्रांजिस्टर को एक ही कंप्यूटर चिप में रखा जा सके। इन ट्रांजिस्टर की मदद से सभी गणनाएं की जाती हैं जो सिस्टम की मेमोरी में संग्रहीत प्रोग्राम को चलाने के लिए आवश्यक होती हैं।

CPU को कंप्यूटर का दिमाग भी कहा जाता है क्योंकि – सभी निर्देश, चाहे वह कितना भी सरल क्यों न हो, सभी को CPU से ही गुजरना होता है। उदाहरण के लिए, यदि आप L जैसे अक्षर टाइप करते हैं, तो यह स्क्रीन पर दिखाई देता है। इसे स्क्रीन में प्रदर्शित करने में CPU का हाथ होता है।

इसी कारण से CPU को सेंट्रल प्रोसेसर यूनिट भी कहा जाता है, और संक्षेप में इसे प्रोसेसर कहा जाता है। इसलिए, जब आप किसी इलेक्ट्रॉनिक स्टोर में किसी डिवाइस के तकनीकी विनिर्देश देख रहे होते हैं, तो प्रोसेसर विनिर्देश जो वहां होता है वह सीपीयू होता है।

जब हम CPU के बारे में चर्चा करते हैं, तो इससे हमारा तात्पर्य इसकी गति से होता है। जैसे वह कितनी जल्दी सारे फंक्शन को पूरा कर लेता है। हमें अपने काम को करने में सिर्फ स्पीड चाहिए होती है, जितनी जल्दी हमारा काम प्रोसेस होता है उतनी ही जल्दी हम कोई भी नया काम आसानी से कर पाते हैं।

जैसे-जैसे हमारे निर्देश जटिल होते जाते हैं जैसे कि 3डी एनिमेशन, वीडियो फाइलों का संपादन, आदि, हमें एक बेहतर सीपीयू की आवश्यकता होती है। इसलिए, प्रोसेसर प्रौद्योगिकी में सभी तकनीकी प्रगति के पीछे गति सबसे महत्वपूर्ण कारण रही है।

सीपीयू को हम कई नामों से जानते हैं जैसे कि प्रोसेसर, सेंट्रल प्रोसेसर, या माइक्रोप्रोसेसर आदि। इसे इसके सॉफ्टवेयर और हार्डवेयर से जो भी निर्देश मिलते हैं, चाहे वह कितना भी छोटा क्यों न हो, उन्हें प्रोसेस करता है। इसलिए यह कंप्यूटर का एक बहुत ही महत्वपूर्ण हिस्सा है।

सीपीयू तकनीक में जो भी प्रगति होती है उसमें एक चीज को अधिक महत्व दिया जाता है, वह यह कि ट्रांजिस्टर को छोटा और छोटा कैसे बनाया जा सकता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि इससे उन सीपीयू को और अधिक कुशल बनाया जा सकता है और उनकी गति को कई गुना बढ़ाया जा सकता है।

सीपीयू का फुल फॉर्म क्या है?

CPU का फुल फॉर्म है Central Processing Unit.

CPU कैसे काम करता है

आपको यह जानना होगा कि CPU क्या करता है। हालाँकि हम पहले से ही जानते हैं कि CPU जो काम करता है वह बहुत ही महत्वपूर्ण होता है, लेकिन अब हम जानेंगे कि यह CPU कैसे काम करता है। सीपीयू की उत्पत्ति के बाद से, वर्षों में इसमें कई ऐसे सुधार किए गए हैं।

इतने सारे सुधारों के बावजूद, CPU का मूल कार्य अभी भी वही है। इसके मूल कार्य फ़ेच, डिकोड और निष्पादित हैं। आइए इनके बारे में विस्तार से जानते हैं।

Fetch

जैसा कि शब्द से पता चलता है, इसमें निर्देश प्राप्त होता है। इस निर्देश में संख्याओं की श्रृंखला का अर्थ है जो RAM से CPU तक जाती हैं। प्रत्येक निर्देश एक ऑपरेशन का एक छोटा सा हिस्सा है, इसलिए सीपीयू को पता होना चाहिए कि आगे कौन सा निर्देश आ रहा है। वर्तमान निर्देश पता प्रोग्राम काउंटर (पीसी) द्वारा रखा जाता है।

फिर पीसी और निर्देशों को निर्देश रजिस्टर (आईआर) में रखा जाता है। उसके बाद पीसी की लंबाई बढ़ा दी जाती है ताकि इसे अगले निर्देश के पते पर संदर्भित किया जा सके।

Decode

एक बार जब निर्देश प्राप्त हो जाता है और IR में संग्रहीत हो जाता है, तो CPU उस निर्देश को एक सर्किट में भेज देता है जिसे इंस्ट्रक्शन डिकोडर कहा जाता है। यह तब उस निर्देश को संकेतों में परिवर्तित करता है जिसे बाद में अन्य सीपीयू के कुछ हिस्सों द्वारा आगे की कार्रवाई के लिए पारित किया जाता है।

Execute

यह अंतिम चरण है, जिसमें डीकोड किए गए निर्देश सीपीयू के संबंधित भागों को पूरा करने के लिए भेजे जाते हैं। परिणाम तब अक्सर सीपीयू रजिस्टर में लिखे जाते हैं, जहां उन्हें बाद में निर्देशों द्वारा संदर्भित किया जा सकता है। यहां आप उन्हें अपने कैलकुलेटर के मेमोरी फ़ंक्शन के रूप में समझ सकते हैं।

CPU के components

CPU के components क्या है और वो क्या काम करते हैं. वैसे तो CPU के मुख्य तीन components होते हैं.

• Memory या Storage Unit
• Control Unit
• ALU (Arithmetic Logic Unit)

सीपीयू के प्रकार

जैसा कि हम जानते हैं कि कंप्यूटर सीपीयू (जिसे संक्षेप में सेंट्रल प्रोसेसिंग यूनिट कहा जाता है) एक बहुत ही महत्वपूर्ण घटक है जो अन्य कंप्यूटर के घटकों और बाह्य उपकरणों से भेजे जाने वाले सभी निर्देशों और गणनाओं को संभालता है। सॉफ्टवेयर प्रोग्राम जिस गति से काम करते हैं वह सीपीयू पर भी निर्भर करता है कि वे कितने शक्तिशाली हैं।

इसलिए जरूरी है कि आप सही CPU का चुनाव करें ताकि वह जरूरत के हिसाब से सारे टास्क को हैंडल कर सके। अभी पूरी दुनिया में दो सबसे बड़े CPU निर्माता Intel और AMD हैं, जिनके पास अपने स्वयं के प्रकार के CPU हैं।

सिंगल कोर सीपीयू

सिंगल कोर सीपीयू सबसे पुराने प्रकार के कंप्यूटर सीपीयू में उपलब्ध होते हैं और सबसे पहले इस प्रकार के सीपीयू का इस्तेमाल किया जाता था।

सिंगल कोर सीपीयू में, एक समय में केवल एक ही ऑपरेशन किया जा सकता है, इसलिए वे मल्टी-टास्किंग के लिए सही विकल्प नहीं हैं। जब भी उपयोगकर्ता एक से अधिक एप्लिकेशन चलाना चाहता है, तो उनका प्रदर्शन बहुत जल्दी कम हो जाता है।

यदि आप कोई अन्य एप्लिकेशन चलाना चाहते हैं, तो आपको पहले वाले के समाप्त होने तक प्रतीक्षा करनी होगी। अन्यथा पहला ऑपरेशन बहुत धीमा होगा। इस प्रकार के CPU में, कंप्यूटर का प्रदर्शन ज्यादातर घड़ी की गति पर निर्भर करता है और जो कि शक्ति का माप भी है।

डुअल कोर सीपीयू

एक डुअल कोर सीपीयू एक सिंगल सीपीयू है लेकिन इसमें दो कोर होते हैं और इसलिए यह दो सीपीयू की तरह काम करता है।

जहां सिंगल कोर सीपीयू में प्रोसेसर को डेटा स्ट्रीम के विभिन्न सेटों में आगे और पीछे स्विच करना पड़ता है, यदि अधिक ऑपरेशन करना है, जबकि डुअल कोर सीपीयू मल्टीटास्किंग को बहुत आराम से संभाल सकते हैं और वह भी कुशलता से।

डुअल कोर का अधिकतम लाभ उठाने के लिए ऑपरेटिंग सिस्टम और उसमें चल रहे प्रोग्राम दोनों में एक विशेष कोड लिखा होना बहुत जरूरी है, जिसे एसएमटी (एक साथ मल्टी-थ्रेडिंग टेक्नोलॉजी) कहा जाता है। डुअल कोर सीपीयू सिंगल कोर की तुलना में तेज होते हैं लेकिन क्वाड कोर सीपीयू की तरह नहीं।

क्वाड कोर सीपीयू

क्वाड कोर सीपीयू मल्टी-कोर सीपीयू डिजाइन का एक और परिशोधन है और एक सिंगल सीपीयू में चार कोर की सुविधा है। जिस तरह एक डुअल कोर सीपीयू में वर्कलोड को दो कोर में विभाजित किया जाता है, उसी तरह क्वाड कोर में और भी बड़े मल्टीटास्किंग कार्य किए जा सकते हैं। इसका मतलब यह नहीं है कि एक भी ऑपरेशन चार गुना तेज होगा।

यह एसएमटी कोड होने से ही संभव है। इन CPU में स्पीड बहुत ज्यादा ध्यान देने योग्य नहीं होती है। लेकिन हां, अगर यूजर्स को वीडियो एडिटिंग, गेम्स, एनिमेशन जैसे कई भारी काम एक साथ करने हैं तो ये सीपीयू उनके काम आने वाले हैं।

हाइपर थ्रेडिंग क्या है?

कुछ सीपीयू अपने सामान्य भौतिक कोर को वर्चुअलाइज करके अधिक कोर की क्षमता उत्पन्न करते हैं। इस प्रक्रिया को हाइपर थ्रेडिंग कहा जाता है। उदाहरण के लिए, सिंगल कोर का उपयोग करना और इसे ड्यूल कोर की तरह वर्चुअलाइज करना। इससे सिंगल कोर होने के बावजूद डुअल कोर का काम किया जा सकता है।

वर्चुअलाइजेशन का मतलब है कि एक सीपीयू जिसमें केवल एक कोर होता है लेकिन डुअल कोर के रूप में काम करना शुरू कर देता है। यहां अतिरिक्त कोर का अर्थ है अलग धागे होना। लेकिन यहां यह जान लेना चाहिए कि फिजिकल कोर वर्चुअल कोर की तुलना में काफी बेहतर प्रदर्शन करता है।

मल्टीथ्रेडिंग क्या है?

यहां धागे को कोर माना गया है। मान लीजिए कि आप सिंगल थ्रेड को कंप्यूटर प्रोसेस का सिंगल पीस मान सकते हैं। जबकि मल्टीथ्रेडिंग का अर्थ है एक साथ अधिक थ्रेड्स को प्रोसेस करना।

मतलब कि एक सिंगल सीपीयू में एक ही समय में अधिक संख्या में निर्देशों को समझा और संसाधित किया जाता है। इससे CPU core एक साथ ज्यादा काम एक साथ प्रोसेस कर सकता है. जिससे कंप्यूटिंग स्पीड बहुत ज्यादा बढ़ जाती है।

CPU कैसे दिखाई पड़ता है और ये कहाँ पर स्तिथ होता है?

एक modern CPU usually छोटा और square shape का होता है, जिसमें की बहुत से short, rounded, metallic connectors निचे के तरफ लगे होते हैं. लेकिन कुछ पुराने CPUs में pins होते हैं metallic connectors के जगह में.

CPU directly attach होते हैं CPU “socket” के साथ (या sometimes a “slot”) जो की motherboard में स्तिथ होता है. CPU को inserted किया जाता है socket pin-side-down में, और एक छोटा lever उस processor को secure करने में मदद करता है.

चूँकि CPU को बहुत से processes को एक साथ करना होता है इसलिए कुछ समय run होने के कारण ये modern CPUs ज्यादातर समय hot (गरम) हो जाते हैं. इसलिए इस heat को दूर करने के लिए ये जरुरी है की उसके साथ एक heat sink और एक fan को directly CPU के top में attach करें. Typically, ये CPU के साथ bundled होकर आता है जिसे आपको जरुर खरीदना चाहिए.

दुसरे advanced cooling options की बात करें आप water cooling kits का इस्तमाल कर सकते हैं. इन CPU को install करते वक़्त उनका ख़ास ख्याल रखें क्यूंकि इसके pins बहुत ही sophisticated होते हैं.

CPU Clock Speed?

किसी भी processor का Clock speed उसे कहते हैं जहाँ की एक processor एक second में कितने number of instructions को process कर सके. इसे gigahertz (GHz) में measure किया जाता है.

उदहारण के तोर पर अगर एक CPU का clock speed है 1 Hz तब इसका मतलब है की ये एक second में एक ही instruction को process करता है. वहीँ अगर एक CPU की clock speed 3.0 GHz तब ये एक second में 3 billion instructions को process कर सकती हैं.

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