İşlemci Nedir ve Ne İşe Yarar?

Sistem ve programların çalışması için gerekli olan sisteme işlemci denir. İşlemciler birçok elektronik eşyanın veri akışı, veri toplama, veri işleme işlerini yapar.

Günümüzde teknolojik aletlerin kullanım alanları hayatın her noktasında vardır. İlk başta bilgisayar olmak üzere akıllı teknoloji olarak kullanılan telefon, televizyon ve birçok beyaz eşya çeşitleri işlemci ile çalışır. İşlemci diğer bir adı ile CPU, donanım birimden aldığı talimatları yazılım birimine aktarılmasını sağlayan teknolojinin beynidir. İşlemcinin çalışma düzeni temel olarak 3’e ayrılır: Komut alma, işleme ve aktarma. Bu sistem üzerine çalışma sağlayan işlemci, aldığı komutların yazılımsal karşılığını çözer ve gerekli bölüme aktarır. Bilgisayar üzerinde yapılan enter yani onaylama işi, işlemci sonucunda algılanır.

Birçok elektronik cihazın çalışmasını sağlayan işlemciler milyarlarca mikroskobik transistörün tek bir bilgisayar çipine yerleştirilmesiyle üretilir. Bilgi işlem aygıtının en temel bileşenidir ve entegre devrelerden oluşur. Elektronik eşyaların çalışmasını sağlayan yönetici konumundan dolayı çok önemli bir parçadır. Sisteme bağlı olan birimlerin çalışması ve işleme geçmesi işine yarar. Bu süreçte çevre birimi ekipmanları komutu veren en önemli parçalardır. Bellek kısmı sayesinde matematiksel ve mantıksal işlemleri yürütür. Veri akışını sağlamasından ötürü görevlerin yerine getirilmesini dolayısı ile komutların harekete geçmesini sağlar. İnsan beyni ile aynı dengede oluşturulan bir alandır. 

İşlemci Çeşitleri Nelerdir?

Derin bir hafızaya sahip olan işlemciler, teknolojinin gelişmesi ile şekillenir. Bu konuda birçok deneyime sahip işlemci üreticileri, işlemcilerin gelişmesi için belirli periyotlarda eski nesil işlemcileri saf dışı bırakır. Üretilen yeni modelleri kullanıcılara sunarak nesil kavramını oluşturmaktadırlar. Aynı elektronik aletin, gerekli yazılımlar ile değiştirilmesine nesil denir. İşlemci çeşitleri, bu nesiller ile ortaya çıkar. Nesiller ifade edilirken birbiri ardına gelen sayılar ile üretim dilimi ifade edilir. Örneğin; i3 işlemci, i5 işlemci, i7 işlemci, i9 işlemci gibi aynı türün farklı neslini ifade eden isimler ile karşılaşılmaktadır.

İlk üretimde işlemciler sadece tek bir çekirdekten oluşmuştur. Yapılan işlemlerin kısıtlı olmasından ötürü artık tek çekirdek kullanılmamaktadır. Gelişen teknoloji ile şekillenen işlemciler birden fazla talimatı yerine getirmek üzerine çalışır. Bunun için ise çekirdek sayısı artar. İki ya da dört çekirdek olarak ifade edilen işlemci çeşitleri bilgisayarın hızı ile doğru orantılıdır. İşlemcinin sahip olduğu çekirdekler GHz üzerinden simgelenen işlem yapma hızına sahip oluyor. Günümüzde en çok tercih edilen çekirdek türleri; 4 çekirdek işlemci, 8 çekirdek işlemci, 16 çekirdek işlemci olarak veya 3. nesil işlemci şeklinde ifade ediliyor. Çekirdek sayıları gelişen teknoloji ile belirli zaman aralıklarında piyasaya sunulmuştur. Çekirdekler sayesinde cihazlar aynı anda birden fazla işlem yapabilen multi-tasking özellik kazanmaktadır. 

İşlemci çeşitleri mimari yapılarına göre ayrılırken ise 32 bit ve 64 bit olarak iki türe ifade edilir. İki işlemci mimari arasındaki temel farkların başında işlemcilerin, saniye başına yapabildikleri hesaplama sayıları gelir. 64 bit işlemciler birden fazla çekirdeğe sahipken, tek çekirdeğe sahip işlemci mimarisi olan 32 bit işlemciler hız anlamında oldukça geride kalır. 32 bit ve 64 bit mimariye sahip işlemciler arasındaki RAM miktarı da farklıdır. 32 bit işlemciler 4 GB RAM kapasitesine kadar destek verirken, 64 bit işlemciler maksimum 8 TB RAM kapasitesine sahiptir.

İşlemcinin temelde iki çeşidi bulunur. Slot işlemciler eski tip iken soket işlemciler modern işlemci çeşidi olarak bilinir.

• Slot işlemciler, tıpkı RAM bellek gibi bir boyuta ve görünüme sahiptir. Slot üzerinde yer alırlar ve soğutucuları da bu slot üzerinde bulunur. Eski tip anakart ile uyumludur. Anakarta dikey bir şekilde 90’lik açıyla monte edilir. Dikdörtgen bir kart şeklinde üretilen işlemci modelidir. Kartın alt kısmında bulunan bağlantı noktaları ile anakarta bağlanır. İşlemcinin korunması için dış kılıfı vardır. Ancak günümüzde modern anakart üzerinde slot işlemci kullanılmaz. Bu yüzden slot işlemcilerin üretimi durdurulmuştur.
• Soket işlemciler, 2000 sonrasında kullanılmaya başlanmıştır ve daha ufak ve daha güçlü bir tasarıma sahiptir. Yeni tip anakart sisteminde, işlemcinin takılması için bir soket bulunur. Kare şeklinde üretilmiş işlemci modelidir. Üst yüzeyinde marka ve model isimleri bulunur. Alt yüzeyinde ise işlemcinin türüne göre çok sayıda pin veya iletim noktası vardır. Takıldıkları anakarta bir mandal/kilit yardımı ile tutturulur. Takılan işlemci aynı zamanda anakart üzerindeki veri yolları sayesinde veri aktarımı sağlar. İşlemci seçimi yapılırken anakarttaki sokete uygun işlemci seçilmelidir. Laptop işlemci veya notebook işlemci modeli bu sokettir. 

İşlemcinin Özellikleri Nelerdir?

İngilizce bir kelime olan CPU yani Central Processing Unit’in çalışma prensibi; işlemler meydana gelirken sayısal ve mantıksal döngüler oluşturmaktır. Programa verilen emir işlendiğinde istenen görüntü sonuç olarak elde edilir. Bilgisayar işlemci özellikleri hayatımızı kolaylaştıran en önemli teknolojik aygıttır.

• İşlemci çekirdeği içerisinde genel amaçlı register, status register, program sayacı ve ALU gibi birimler yer alır.
• İşlemci her saniyede milyonlarca, hatta milyarlarca komutu işleyebilecek kapasiteye sahiptir.

• 1 hertz (Hz) = saniyede 1 çevrim
• 1 megahertz (MHz) = saniyede 1.000.000 çevrim
• 1 gigahertz (GHz) = saniyede 1.000.000.000 çevrim

• Yapılmak istenen bütün hareketler ve işlevleri yapar.
• Diğer aygıtlardan gelen verileri matematiksel işlemler yardımı ile işler, sonuca ulaşır ve sonucu gerekli yerlere gönderir.
• Güçlü ve uzun ömürlüdür.
• Sürekli gelişim içerisindedir.

İşlemci Fiyatları?

İşlemci markaları arasında en çok tercih edilen AMD ve intel işlemci markalarıdır. Intel ve AMD işlemci modelleri herhangi bir problemde yedek parça olarak temin edilir. Amd işlemci fiyatları nesline göre değişim gösterir. Birçok işlemci türü olan AMD bünyesinde am4 işlemci ve amd a9 işlemci modelleri 2 ve 4 nesil CPU olarak piyasaya sürülmüştür. Türkiye'de hızlandırılmış işlem birimi olarak tanımlanan amd apu işlemciler hem ekran kartı hem de işlemci görevlerini üstlenmektedir. Grafik kartı olmayan ryzen 5 3600 gibi modeller, ddr3 işlemci modelin gerisinde kalır. Bugün tüketiciler tarafından en sık kullanılan bellekler konumundadır. Ancak ddr4 işlemci, 4 çekirdekli çift hızı ile birçoğunu geri de bırakır. 

Oyun oynamak için kullanılan bilgisayar işlemcisi güçlü olmalıdır. Temel işlevler için dört çekirdekli işlemci en iyisi olurken oyun oynamak veya grafik tasarımı yapmak için yetersizdir. En iyi işlemci arayan bir insanın son nesil işlemcileri tercih etmesi gerekir. İşlemci alımında ihtiyaca göre tercihlerin yapılması gerekir. Çünkü güncel piyasada hızı ve çekirdek sayısı fazla olan işlemci fiyatları diğerlerine göre daha yüksektir. İşlemci çekirdek sayısı arttırma masrafları stabil gelirli bir aile için belirli bir yatırım ile elde edilir. 

İşlemci Nasıl Çalışır?

Teknoloji dünyasında komut işleyişi, işlemlerin ikilik değerlerinin alınması ile yapılır. Sayısal mantık kurallarından olan 1 ve 0 kullanılır. İki ve sayıyı toplamak için ilk olarak sayıların ikilik değerleri 1001010 şeklinde ele alınır ve bunun üzerine işlemler yapılarak sonuç elde edilir. İşlemci görüntüyü oluşturmak için komutunu ikilik değerleri ile birleştirir. 

İşlemciler hafızalarında bulunan komutlarla dışarıdan gelen uyarılar eşliğinde işlemleri yapar. İşlemcinin çalışma prensibinde bazı komut setleri bulunur. Bu komut setleri uygulama kullanımlarında devreye girerek sonuç ortaya çıkarır. Kendi içerisinde ikiye ayrılan bu setler: CISC ve RISC olarak bilinir.

• CISC, birden çok işlemi sorunsuz ve problemsiz yerine getirebilen ve oldukça güçlü olan işlemcidir.
• RISC, sürekli olarak işlemleri tek tek gerçekleştirmeye yarayan fakat hız konusunda oldukça güçlü olan işlemcidir.

Bilgisayarda tüm programlar sabit diskte diğer bir adıyla hard diskte tutulur. Sabit disk, işlemcinin komut işleme hızına ulaşamaz. Bu sorunu ortadan kaldırmak için programlar sabit diskten alınarak RAM’e rastgele erişimli belleğe yüklenir. RAM’den de işlemciye aktarılır. Verinin sabit disk, RAM ve işlemci arasındaki akışı tek yönlü bir işlem değildir. İşlemcinin yaptığı işlemler sonucunda ürettiği veriler de işlemciden, RAM’e ve oradan da sabit diske alınarak sabit diskte tutulur. 

Yeni nesil işlemciler kendi içinde bir mimariye sahip olup işlemlerin yapılabilmesi için birçok birimi bulunmaktadır. Bu birimlerden en önemlileri sırasıyla;

• Kontrol birimi: Bütün komutlar buradan işletilir. İşlenen komuta göre mikroişlemci içerisindeki bir veri değiştirilir veya bir verinin işlem içindeki başka bir bölüme aktarılması sağlanır.
• İletim yolları: Bu yollar işlemci ile bilgisayarın diğer birimleri arasındaki bağlantıyı sağlayan iletkenlerdir. Üç tip iletim yolu vardır.

• Adres yolu: İşlemcinin bilgi yazacağı veya okuyacağı her hafıza hücresinin ve çevre birimlerinin bir adresi vardır. İşlemci, bu adresleri bu birimlere ulaşmak için kullanır. Adresler, ikilik sayı gruplarından oluşur. Bir işlemcinin ulaşabileceği maksimum adres sayısı, adres yolundaki hat sayısı ile ilişkilidir.
• Veri yolu: İşlemci, hafıza elemanları ve çevresel birimleriyle çift yönlü veri akışını sağlar. Birbirine paralel iletken hat sayısı veri yolunun kaç bitlik olduğunu gösterir.  
• Kontrol yolu: İşlemcinin diğer birimleri yönetmek ve senkronizasyonu sağlamak amacı ile kullandığı sinyallerin gönderildiği yoldur.

• Kaydedici: Mikroişlemci ile hafıza ve giriş/çıkış kapıları arasındaki bilgi alışverişinin çeşitli aşamalarında, bilginin geçici olarak depolanmasını sağlar.
• Sayıcılar: İşlemi yapılacak komut ve verilerin adreslerini taşıyarak bilgisayarın çalışması sırasında hangi verinin hangi sırada kullanılacağını belirler.
• Giriş/çıkış tamponları: Mikroişlemcinin dış dünyaya adres, veri ve kontrol sinyallerini iletirken dış dünya ile iletişimin sağlandığı bir çeşit kapı görevi görür.
• Aritmetik mantık birimi: Mikroişlemcinin en önemli kısmıdır. Toplama çıkarma gibi işlemlerin yapıldığı bölümdür.