3.2. İŞLEMCİLER – DERS NOTU
İşlemci (CPU – Central Processing Unit) bilgisayarın en önemli bileşenidir. Bilgisayarın yaptığı tüm işlemleri yöneten ve verileri işleyen aygıttır. Bu yüzden işlemcinin önemini anlatmak için sık sık “bilgisayarın beyni” ifadesi kullanılır.
Aritmetik ve mantıksal işlem yapma yeteneğine sahip olan işlemciler, bilgisayar verilerini işleyen ve yazılım komutlarını yürüten donanım aygıtı olarak ifade edilebilir.
İşlemcinin Diğer İsimleri
İşlemci kavramı bilgisayar alanında farklı isimlerle de kullanılabilir:
- Mikroişlemci (Microprocessor)
- CPU (Central Processing Unit / Merkezi İşlem Birimi)
- MİB (Merkezi İşlem Birimi – Türkçe karşılığı)
Bu kavramların hepsi aynı donanımı ifade eder.
İşlemcinin Görevi
İşlemciler, bilgisayarın yönetim merkezidir.
Bilgisayarda çalışan tüm programlar ve yaptığımız her işlem işlemci üzerinden geçer.
İşlemcinin görevleri:
- Aritmetik işlemler yapmak (toplama, çıkarma, çarpma, bölme)
- Mantıksal işlemler yapmak (karşılaştırma, koşul kontrolü)
- Kullanıcıdan gelen komutları işlemek
- Diğer donanımları yönetmek (RAM, disk, ekran kartı vb.)
Bir bilgisayarda işlemci olmadan bilgisayar çalışmaz, bu nedenle ana donanım birimlerindendir.
İşlemci Çeşitleri
Piyasada birçok işlemci modeli vardır. İki büyük üretici:
- Intel
- AMD
Her üreticinin farklı hız, çekirdek sayısı ve mimariye sahip işlemcileri vardır.
Firmalar Neden Farklı Soket Tipleri Kullanır?
Firmalar farklı soket tiplerini, yeni teknolojileri desteklemek, performansı artırmak, güç dağıtımını iyileştirmek ve ürün ailelerini ayırmak için kullanır.
Intel işlemciler tek çekirdekte ve oyunlarda güçlü iken AMD işlemciler çoklu görev ve fiyat/performans konusunda avantajlıdır.
Her iki firmanın da performans, fiyat, enerji tüketimi, ısınma ve uyumluluk gibi alanlarda birbirine göre avantaj ve dezavantajları vardır.
İşlemci neden verileri hard diskten değil de RAM’den alır?
İşlemci verileri hard diskten değil RAM’den alır çünkü RAM, hard diskten çok daha hızlıdır. Hard disk kalıcı depolama içindir, RAM ise işlemcinin hızlı erişmesi gereken geçici verileri tutar. CPU doğrudan HDD’den veri alırsa bilgisayar aşırı yavaşlar. Bu yüzden tüm işlemler önce RAM’e yüklenir, CPU RAM’den okur.
Montaj Videosu
3.2.1. İşlemci Yapısı – Ders Notu
Bir işlemcinin içinde temel olarak 5 ana bileşen bulunur:
1. Kontrol Birimi (Control Unit)
- İşlemciye gelen tüm komutları yorumlar.
- Komutların ne zaman ve nasıl yapılacağını elektrik sinyalleri ile belirler.
- Bilgisayarda işlemlerin doğru sırayla yapılmasını sağlar.
2. Veri İletim Yolları (Bus Sistemleri)
İşlemci ile diğer donanımlar arasındaki veri trafiğini sağlayan iletken yollardır. Üç çeşit veri yolu vardır:
a) Adres Yolu (Address Bus)
- Bilgisayardaki her donanım ve belleğin bir adresi vardır.
- İşlemci, o birime ulaşmak için bu adresi kullanır.
b) Veri Yolu (Data Bus)
- İşlemci ile RAM, disk, ekran kartı gibi bileşenler arasındaki veri alışverişini sağlar.
c) Kontrol Yolu (Control Bus)
- İşlemcinin diğer birimleri yönetmek için gönderdiği kontrol sinyalleridir.
- Sistem içi senkronizasyonu sağlar.
3. Sayıcılar (Program Counter vb.)
- Hangi komutun sırada olduğunu tutar.
- Komutların doğru sırayla çalıştırılmasını sağlar.
4. Önbellek (Cache Bellek)
- RAM işlemciye yetişemeyecek kadar yavaştır.
- Bu yüzden işlemci içinde çok hızlı çalışan L1, L2, L3 bellekler bulunur.
- Sık kullanılan veriler bu belleklere alınır → Sistem hızlanır.
5. Aritmetik Mantık Birimi (ALU)
- Tüm matematiksel (toplama, çıkarma vb.) ve
- Mantıksal (büyüktür, eşittir, karşılaştırma vb.) işlemlerin yapıldığı kısımdır.
- İşlemcinin en kritik bölümüdür.
3.2.2. İşlemcinin Çalışma Prensibi – Ders Notu
Bilgisayar Dili (Makine Dili)
Bilgisayar yalnızca 1 ve 0‘lardan oluşan kodları anlayabilir.
Bu dile makine dili denir.
Örnek:
“A” harfi → 01000001
Her 1 veya 0 → 1 bit değere sahiptir.
Bilgisayar Açıldığında Ne Olur?
- Donanım kontrol edilir.
- İşletim sistemi diskte bulunur ve RAM’e aktarılır.
- İşlemci gereken veriyi RAM’den alarak işler.
- Sonuç ilgili donanıma gönderilir.
- Örneğin bir müzik açılır → CPU → Ses Kartı → Hoparlör
İşlemci Neden Veriyi RAM’den Alır?
- RAM, hard diskten milyonlarca kat daha hızlıdır.
- Hard diskten direkt veri almak sistemi yavaşlatır.
- Bu yüzden işlemci tüm veriyi önce RAM’e yükleyip sonra işler.
İşlemci Hızı Nasıl Hesaplanır?
İşlemci Hızı (clock speed) = FSB (front side bus) x İşlemci Çarpanı (clock ratio)
FSB (front side bus), anakarttaki kuzey köprüsü ile işlemci arasındaki veri taşıma yoluna denir.
Örnek:
21 × 200 MHz = 4.2 GHz
Overclock (Hız Aşırtma)
İşlemcinin üretici hızının üzerine çıkarılmasıdır.
Avantajı:
- Daha yüksek performans
Dezavantajları:
- Aşırı ısınma
- Donanım ömrünün kısalması
- Bilinçsiz yapılırsa kalıcı hasar
3.2.3. İşlemci Çeşitleri – Ders Notu
Kullanım Tipine Göre
- Ev/Ofis işlemcileri
- Mobil işlemciler (Laptop)
- Sunucu işlemcileri
Soket Tipine Göre
Soket = İşlemcinin anakarta takıldığı yer
İki tür soket vardır:
LGA (Land Grid Array)
- Pinler anakart üzerindedir.
- İşlemci yüzeyi düzdür.
- Intel’in çoğu modeli LGA’dır.
PGA (Pin Grid Array)
- Pinler işlemcinin üzerindedir.
- AMD’nin birçok modelinde kullanılır.
Çekirdek Sayısına Göre
- 2 çekirdek → Dual Core
- 4 çekirdek → Quad Core
- 8 çekirdek → Octa Core
- Günümüzde 64 çekirdeğe kadar modeller vardır.
- 2 çekirdek → temel işler
- 4 çekirdek → ofis ve çoklu görev
- 8 çekirdek → oyun, video render
- Yani çekirdek sayısı çoklu işlem performansını artırır.
Neden Farklı Soket Tipleri Kullanılır?
- Yeni teknolojileri desteklemek için
- Daha hızlı RAM, PCIe, güç dağıtımı için
- Ürün ailelerini birbirinden ayırmak için
- Isı ve enerji yapısı değiştiğinden
- Performansı artırmak için
▼ Firmaların İşlemci Avantaj–Dezavantajları
Intel
✔ Oyunlarda yüksek performans
✔ Tek çekirdek başarımı güçlü
✔ Çok stabil çalışma
✘ Fiyat genelde daha yüksek
✘ Soket değişimi sık
AMD
✔ Fiyat/performans güçlü
✔ Çok çekirdekli görevlerde başarılı
✔ Soket desteği uzun
✘ Bazı oyunlarda FPS daha düşük olabilir
✘ Sıcaklık dalgalanmaları yaşanabilir
3.2.4. İşlemci Soğutması – Ders Notu
İşlemci çok hızlı çalıştığı için ısınır.
Isı artarsa performans düşer, donanım zarar görebilir.
Bu nedenle soğutma şarttır.
▼ Termal Macun
- İşlemci ile soğutucu arasındaki ısı aktarımını artırır.
- Ne fazla ne de az sürülmelidir.
▼ Soğutma Teknikleri
1) Hava ile Soğutma
- En yaygın ve ucuz yöntem
- Fan + metal soğutucu blok
- Termal macun şarttır
2) Sıvı ile Soğutma
- Daha etkili, daha sessiz
- Maliyeti yüksektir
- Radyatör + pompa + sıvı devresi bulunur
3) Isıl Borulu Soğutma
- İçinde özel sıvı taşıyan bakır borular vardır
- Sıvı ısınır → buharlaşır → yukarı çıkar
- Soğur → yoğunlaşır → tekrar aşağı iner
- Etkili bir soğutma sağlar
3.2.5. İşlemci Montajı – Ders Notu
- Statik elektriği boşalt.
- İşlemci soketini dikkatlice aç.
- İşlemciyi yön işaretine göre doğru şekilde yerleştir.
- Termal macun sür.
- Soğutucuyu doğru şekilde monte et.
- Son kontrolleri yap.