|
İŞLEMCİLER
 GENEL
YAPI
CPU (Central Processing Unit-Merkezi İşlem Birimi); bilgisayarın
çalışmasını düzenleyen ve programlardaki tüm komutları tek tek işleyen
birimdir. Bu birim bir ya da iki entegre devre içerisinde
gerçekleştirilmesi ile mikroişlemci adını alır. CPU; Bilgisayarın program
komutlarını bellekten aldıktan sonra kodlarını çözen, karşılığı olan
işlemleri yerine getiren ve sonuçları gerekli yerlere gönderen merkez
birimidir. CPU genellikle bilgisayarın beyni olarak tanımlanır. Çünkü tüm
işlemler CPU tarafından yapılır. Bir bilgisayarın işlem yeteneği ve hızı
işlemcisinin yeteneği ve hızıyla doğrudan ilgilidir.
Yapı olarak bakıldığında bir merkezi işlemci, ince bir silikon tabaka
üzerinde çok küçük altın yollarla birbirine bağlanmış milyonlarca
transistor adı verilen elektronik devre elemanından oluşur. CPU içindeki
teansistörlerden hangilerinin ne şekilde çalışacağı gerekli yazılım
programı tarafından makine dilinde CPU’ya iletilir ve böylelikle
programlar işlemci tarafından çalıştırılır.
Mikroişlemciler; açma kapama anahtarı gibi çalışan milyonlarca
transistorden oluşmaktadır. Bu anahtarların programlanma durumuna göre
elektrik sinyalleri bunların üzerinden akar. Bu sinyaller, bilgisayarın
yaptığı tüm işleri toplama, çıkarma, çarpma ve bölme gibi temel
matematiksel işlemlere indirir. İşlemci de bu işlemleri ikilik sayma
sistemini, yani sadece 0 ve 1 sayılarını kullanarak yapar.
Mikroişlemciler her türlü işi ikilik sayma sistemine dökmüştür. Mesela “Y”
harfi ikilik sistemde “1011001” ile ifade edilebildiği gibi kırmızı gibi
bir renk de bunun gibi ikilik tabandaki üç ayrı sayı grubu ile ifade
edilir. Aynı şekilde bir ses veya görüntü kaydı da yine buna benzer ikilik
sayı grupları ile ifade edilirler.
Bu sayı grupları üzerinde işlem yapmak için işlemci içerisinde bir takım
komut listesinden oluşan bir program mevcuttur. Bu komutlar işlemciye iki
sayının çıkarılması, toplanması yönünde emir verebildiği gibi klavyeden
girilen tercihlere göre bir takım komut satırını atlayıp (şartlı dallanma
- conditional branch) diğer komut satırlarını uygulamaya devam edebilir.
Yani klavyeden bir soru karşısında gireceğimiz “E” (evet) veya “H” (hayır)
ifadelerine göre program belirli komut satırlarını uygular veya uygulamaz.
Temel olarak, mikroişlemcinin yaptığı iş, bitler üzerinde işlem yapmak
üzere komutları çalıştırmaktır.
İŞLEMCİNİN ÇALIŞMA PRENSİBİ
Bilgisayarda genelde üç tip bilgi iletişimi yapılır. Bunlar; veri (data)
iletişimi, işlemin kontrol (control) edilmesi ve durumun bir bilgi ile (Status
data) belirlenmesidir. Bu veri akışında alfabetik harfler, sayılar veya
her ikisi birlikte kullanılır. Kontrol işaretleri ise bilgisayarın farklı
üniteleri arasında bir işlem yapıldığı sırada kullanılır. Status (durum)
işaretleri ile merkezi işlemcinin durumu ve ne iş yaptığı açıklanır yani
veri giriş mi yaptığı yoksa veri çıkışı mı oluyor ya da kontrol mu
yapılıyor gibi.
Bir merkezi işlemci işleyeceği bilgileri bellekten alarak işler, daha
sonra işlenen bilgileri belleğe ya da portlara bilgi olarak geri gönderir.
Veri işlemlerinin dışında ayrıca mantıksal ve matematiksel operasyonları
gerçekleştirir. CPU bir işlemi gerçekleştirirken kontrol, adres ve veri
yolarını kullanır ve CPU’nun o anki durumu; işlem durum kaydedicisinde
yani Status Register’da görülür.
Bir mikroişlemcinin iki tane çalışma frekansı vardır. Bunlardan biri; iç
frekans (internal), diğeri ise;dış frekans (external). İç frekans,
işlemcinin saniyede yaptığı işlem miktarını tanımlar. Dış frekans ise;
işlemcinin bellek ve çipset gibi diğer bileşenlerle haberleştiği
frekanstır. Buna veri yolu hızı ya da FSB de denilmektedir. İç frekans her
zaman dış frekanstan çok daha hızlıdır.
İŞLEMCİNİN BÖLÜMLERİ
ALU (Aritmetic Logic Unit) : Aritmetik ve lojik işlemlerin seçilmesi ve
kararların verilmesi işlemleri yapar.
ALU içerisinde çoğunlukla 3 ya da 6 arasında kaydedici (Register) bulunur
ve bu kaydediciler akümülatör ile birlikte aritmetik işlemlerde
kullanılırlar.. Bu birim matematiksel hesapların yanı sıra karşılaştırma
işlemlerini de yapar.
KONTROL ÜNİTESİ (Control Unit) : CPU içindeki kontrol ünitesi, elektrik
sinyalleri ile bilgisayar içindeki işlemlerin akışını düzenleyerek,
komutları yorumlar ve komutların yerine getirilmesini sağlar. Kontrol
ünitesi aynı zamanda ALU ve bellek ile etkileşimli olarak çalışır, aynı
zamanda işlemci saat çevrimini (cycle) yönetir.
Kontrol ünitesi; bir komutun gerçekleştirilmesini ve düzenli adımlarla
yürütülmesini kontrol eder. Burada kullanılan iç kontrol sinyalleri ile
merkezi işlemcinin alt elemanlarının denetimini ve bu elemanlar arasındaki
bilgi akışının düzenlenmesini sağlar. Merkezi işlemcinin hafızaya ve giriş
çıkış birimleriyle olan iletişimi ise dış kontrol sinyalleriyle kontrol
edilir.
Registerlar; işlenmeye başlanan verileri tutarlar.
SAAT ÇEVRİMİ (Clock Cycle) : Bilgisayar bir anda sadece bir işlemi
yapabilir. Yapılacak her bir işlem temel parçalara bölünerek
gerçekleştirilir. Bir komutun alınmasından sonra diğer bir komuta geçiş
işlemine bir saat çevrimi (clock cycle) denilmektedir.
Bir saat çevriminde milyonlarca işlem gerçekleştirilebiliyor. Saniyede
yapılan milyonlarca işleme MIPS (millions of instructions per second)
denir. Bu da bilgisayarın hızını belirler.
İŞLEMCİ KOMUTLARI NASIL ÇALIŞIR?
Örneğin 5 ve 6 sayılarının toplanması ve ekrana yansıtılması işleminin
işlemci birimleri tarafından şu şekilde gerçekleşir:
1. Komut alınır : örneğin 5 rakamı belleğin 12345 adresinden alınır.
2. Komut çözülür.
3. Komut çalıştırılır : ALU sayıyı bulur.
4. Komut saklanır : 5 rakamı belleğe geçici olarak saklanır.
5. 1, 2, 3, 4 adımları aynen 6 rakamı için de uygulanır.
6. Komut alınır : toplama işlemi çalıştırılır.
7. Komut çözülür.
8. Komut çalıştırılır : ALU 5 ve 6 sayılarını toplar
9. Komut saklanır : hesaplanan sonuç geçici olarak belleğe saklanır.
10. Komut çalıştırılır : ekranda görüntüleme emri iletilir.
11. Komut çözülür.
12. Komut çalıştırılır : sonuçta hesaplanan sonuç ekranda gösterilir.
İŞLEMCİNİN ÖZELLİKLERİ
Komut Seti : Mikroişlemciler kendilerine has komut setlerini kullanırlar.
Bununla beraber programlama dillerinin komutlarını da çalıştırırlar.
Clock Speed (saat hızı) : Megahertz (MHz) olarak ölçülen bu hız,
işlemcinin hızıdır. 1MHz=saniyede 1milyon işleme eşittir. Saniyede yapılan
işlemcilerin tamamı işlemci hızı işe belirlenir.
Hız Faktörleri : Bilgisayarın hızını birden fazla faktör belirler.
Bunlardan birsi ve en önemlisi CPU hızıdır. İşlemci hızını belirleyen
faktörler ise; sistem saat hızı, veri yolu genişliği ve kelime
uzunluğudur.
Sistem Saat Hızı (System Clock Rate) : Senkron olarak işlemleri yapmak
için elektronik bir darbenin hızıdır. Bu hız MHz olarak ölçülür. Hız
arttıkça, hıza bağlı olarak saniyede yapılacak işlem miktarı da artar.
Veri Yolu Genişliği (Bus Width) : işlemcinin bir anda belleğe ve diğer
giriş – çıkış aygıtlarına iletebildiği veri miktarını tanımlar. Veri
yolları; 8, 16, 32, 64 ve128 bit olabilir.
Kelime Uzunluğu (Word Size) : işlemcinin bir anda işlediği veri kümesidir.
İşlemciler; 8, 16, 32 ve 64 bit olabilir.
İŞLEMCİLERİN TARİHÇESİ
İlk mikroişlemci 4004, 1971 yılında Intel tarafından üretildi. 4004 ilk
taşınabilen elektronik hesap makinesidir. Intel 4004 mikroişlemcisi sadece
toplama ve çıkarma yapabiliyordu. 4 bitlik olan bu mikroişlemci bazı hesap
makinelerinde kullanıldı.
1974 yılında üretilen; ev bilgisayarları için kullanılan ilk işlemci Intel
8080 di. Bu işlemci 8 bitlik bir yonga (chip) idi.
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.
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.
En meşhur mikroişlemci mimari si Intel’in x86 işlemcisidir. Intel ilk x86
tabanlı işlemcisini 8086 olarak 1978 yılında piyasaya sürdü. Daha sonraki
yıllarda yeni nesil x86 tabanlı işlemciler çıkarıldı. 286,386,486, Pentium
ve Pentium Pro olarak bu kuşakları görebilmekteyiz. Pentium II, Celeron,
Pentium III, Xeon ve Katmai, altıncı kuşak Pentium Pro’nun
varyasyonlarıdır.
Intel’in haricindeki diğer mimariler ise şunlardır; Modern
Machintosh’larda bulunan PowerPC, eski Mac’lerdeki 68oxo serisi, Digital
ve Compaq’ın güçlü serverlerinde kullanılan Alpha ailesi, Silicon
Grahics’in Mips Rxooo serisi, Hawlett-Packard’ın PARISC’i ve Sun
Microsystems’e ait SPARC’tır.
İşlemci mimariler, ortaya çıktıkları dönemin felsefesine göre dizayn
edilirler. 1970’lerde veri saklama cihazları ve hafıza bu güne göre çok
kısıtlıydı. Bu kaynakları tasarruflu bir şekilde kullanabilmek için Intel
x86 tabanlı işlemcilerde CISC (Complex Instruction Set Computing -
Karmaşık komut kümesi) diye bilinen bir mimari kullandı. CISC’ın
karakteristik iki özelliği, değişken uzunluktaki komutlar ve karmaşık
komutlardır. Değişken uzunluktaki komutlar hafıza tasarrufu sağlar. Çünkü
basit komutlar karmaşık komutlardan daha kısadır. Karmaşık komutlar da iki
ya da daha fazla komutu tek bir komut haline getirdikleri için hem
hafızadan hem de programda yer alması gereken komut sayısından tasarruf
sağlar.
İlerleyen yıllarda CISC’in kısıtlamaları ve hafızayı tasarruflu
kullanmanın önemini yitirmesi neticesinde CISC’a rakip olarak RISC (Reduced
Instruction Set Computing - daraltılmış komut seti ile hesaplama) ortaya
çıktı.
RISC’ın komutlarının uzunluğu sabittir (genelde de 32 bit’tir) ve her bir
komut basit bir işlemi yerine getirir. Bir RISC çipi bu iki karakteristik
özelliği sayesinde, fetch (komutu hafızadan taşıma), decode (komutun
anlamını çözme) ve komutu çalıştırma işlemlerini daha kolay bir şekilde
yapabilir. RISC’ın bir dezavantajı kodun uzamasıdır. Tüm komutlar gerek
olsun olmasın 32 bitliktir. Dolayısıyla RISC programları CISC
programlarından daha fazla hafıza gerektirebilirler. Buna rağmen decode
aşamasının CISC’e göre daha hızlı gerçekleşmesine ek olarak, çoğu RISC
komutları sabit bir zaman diliminde işlem görür. Bu da superscalar
pipelining teknolojisi kullanan modern işlemciler için önemli bir
özelliktir.
PIPELINING
Pipelining , tıpkı bir fabrikadaki seri üretim bandı gibi çalışır. Bir
fonksiyon ünitesi, her komutun işletilmesini aşamalarına ayırır. Basit bir
pipeline’de beş ya da altı aşama olabilir. Bir superpipeline’da ise 10 ya
da daha fazla aşama olabilir. Böyle bir pipeline’dan aynı anda birkaç
komut birden akabilir. Her komut da ayrı bir aşamada işlem görmekte
olabilir. Superscalar bir işlemcide her birisinin kendisine ait pipeline’ı
olan iki ya da daha fazla fonksiyon ünitesi yer alabilir. Böyle bir
işlemci birkaç komutu birden paralel olarak işletebilir.
RISC bu tekniğe daha da elverişlidir. Çünkü basitleştirilmiş komutlar
pipeline’lardan daha pürüzsüz bir şekilde akarlar ve CISC komutlarının
neden olabildiği tıkanmalara maruz kalmazlar.
CACHE
Cache , çalışmakta olan bir programa ait komutların geçici olarak
saklandığı bir hafızadır. Cache hafızalar, işlemcinin komutları daha hızlı
yüklemesini sağlayan yüksek hızlı hafızalardır. Cache hafızlar, Level 1
(L1) ve Level 2 (L2) olmak üzere ikiye ayrılırlar. İşlemci ihtiyaç duyduğu
komutu ilk önce L1 cache hafızada arar. Eğer işlemcinin aradığı komut
burada yoksa L2 cache hafızaya bakılır. Eğer burada da yoksa (cache miss
durumu) sırayla, RAM ve HDD üzerindeki sanal hafıza üzerinde arar. L1
cache hafıza bunlar içerisinde en hızlı olanıdır ve genellikle işlemcinin
üzerine imal edilir. L2 cache hafıza ise L1 e göre daha yavaş olmasına
rağmen gene de hızı çok yüksektir. Bir kısım işlemcilerde (Celeronların
ilk nesillerinde olduğu gibi) L2 cache hafıza bulmayabilmektedir. Bu
durumda L1 cache hafızaya sığmayan komutlar L2 olmadığı için direkt olarak
daha yavaş olan RAM a yazılmakta ve işlemcinin performansı düşmektedir. L2
cache hafıza genelde işlemcinin yakınındaki yüksek hızlı hafıza
çiplerinden oluşur. Bazı yeni işlemcilerde (Celeron 300A ve sonrası gibi)
L2 cache hafıza işlemcinin içine monte edilmiş ve daha hızlı erişim
sağlanmıştır.
DÜNDEN BUGÜNE X86 İŞLEMCİLER
8086/8088
Intel, 16 bitlik 8086 işlemcisini 1978 yılında piyasaya sürdü. Yüksek
seviyeli programlama dillerine ve daha etkin işletim sistemlerine sahip
ilk işlemci olan 8086, IBM uyumlu sistemlerin temelini oluşturdu. 8086
işlemci 16 bit veri yolunu kullandığı için; 16 bit ana kart gerektirdiği
için pek yaygınlaşmamıştır.
8086’nın arkasından çıkan 8088 işlemci ile IBM ilk kişisel bilgisayarı
(PC) piyasaya sürdü. Bu ilk işlemci dış veri yolu olarak 8 biti
destekliyordu ve 4.77 MHz saat hızında çalışmaktaydı ve yaklaşık olarak
29.000 transistor kullanılmıştır.
80286
Kısa bir süre sonra Intel, 80286 işlemcisini çıkartarak PC performansını
yeni bir seviyeye yükseltti. 80286 işlemci 16 bit veri yolunu hem içte hem
de dışta kullanabiliyordu.
80286’lar fiziki olarak 8088’den daha küçük bir alana çok daha fazla güç
sığdırdığı için işlemcinin hızı 8, 10, 12, 16 Mhz. aralığında değişirdi.
16 Mhz. Turbo moda ulaştığı için işlemcinin daha fazla ısınmasına sebep
olurdu. Bu ısınmayı önlemek için mikro işlemcinin üzerine ısıyı dağıtan
metal bir kaplama konuldu. Yaklaşık 130.000 transistor kullanılmıştır.
80386DX VE 80386SX
Intel’in bir kuşak sonraki işlemcisi olan 80386 işlemcisi PC dünyasına
büyük değişiklikler getirdi. SX ve DX modelleri olan bu işlemcinin en
büyük özelliği 32 bit bir işlemci olmasıydı.Üzerinde yaklaşık
250.000transistpr kullanılmış ve işlemcinin hızı SX modelinde 20-25 Mhz,
DX modelinde 32-40 Mhz aralığındadır.
DX modeli; hem kendi içinde hem de dış birimlerle 32 bit veri iletişimi
yapabiliyorken, SX modeli ise; kendi içinde 32 bit dış birimlerle 16 bit
veri iletişimi yapabiliyordu. SX modeli 1 MB adresleyebilirken, DX modeli
4 GB bellek adresleyebiliyordu.
80486
Intel Nisan 1989 yılında i486 işlemciyi piyasaya sürdü. i486 işlemcisi
aslında bir 80385 işlemci ile 80387 matematik işlemcinin birleşmiş
haliydi. 1.200.000 transistor kullanıldığı için 80386’lara göre oldukça
hızlıydı. Hızı 40-66Mhz. arasında değişiyordu. 80486 hem kendi içinde hem
de dış birimlerle 32 bit veri iletişimi yapabilir.
PENTIUM
80486 işlemcilerin hızla yaygınlaştığı bir dönemde Intel P5 kod adıyla
tasarladığı yeni işlemci ailesini Pentium adıyla piyasaya sürdü. Dış veri
yolu 64 bit iç veri yolu ise 256 bit olan bu işlemci iki adet ayrık 8K’lık
önbelleğe sahiptir. Pentium işlemci 486’lardan farklı olarak iki adet
tamsayı işlemcisine sahiptir. Kayan nokta işlemcisi de iyice
geliştirilmiştir. Ayrıca 486 işlemcilerde olmayan Branch Protection
(dallanma tahmini) teknolojisi kullanılmıştır. Bu teknoloji, program
sırasında işletilecek olan dallanma (jump) komutlarının dallanacağı tahmin
edilen kod kümelerinin daha hızlı erişilen bir ortama kopyalayarak
işlenmeye başlanmasına dayanır. Bu şekilde % oranında performans artışı
sağlanır.
Pentium işlemciler 0.28 mikronluk BICMOS ve CMOS teknolojisi ile
üretilmişlerdir. 60 MHz, 75 MHz, 90 MHz, 100 MHz, 120 MHz, 133 MHz, 166
MHz, 200 MHz ve 233 MHz saat hızında üretilmişlerdir.
PENTIUM PRO
Pentium işlemcilerin yaklaşık iki katı işlemci gücüne sahip olan bu
işlemcilerde 5.5 - 6.1 milyon arasında transistor kullanılmıştır. +2.9V
besleme gerilimi ile çalışan bu işlemci 166 MHz, 200 MHz, 233 MHz ve 266
MHz saat hızlarında üretilmişlerdir. Bu işlemci daha çok server
bilgisayarlar için tasarlanmıştır ve x86 tabanındaki işlemciler için
yazılmış tüm yazılımları desteklemektedir. Pentium Pro öncelikle 32 bitlik
programlara ihtiyaç duyar. Bu sebeple işlemcinin tam performansla
çalışabilmesi için Windows NT gibi gerçek 32 bitlik işletim sistemi
kullanılmalıdır.
MMX Teknolojisi
Intel, 1997’nin başlarında Pentium MMX işlemciyi piyasaya sürerek Pentium
tasarımına yeni bir boyut kazandırdı. Multi Media Extension’ın
kısaltılmışı olan MMX , Pentium işlemcisine 57 adet yeni komutun
eklenmesiyle oluşmuş bir işlemcidir. Yani birkaç komutun yaptığı bazı
işlemler tek komutta toplanmıştır. Single Instruction - Multiple Data -SIMD
(Tek Komut - Çoklu Veri) teknolojisinin kullanıldığı bu işlemcilerde tek
bir komutun getirdiği bir çok işlem paralel olarak bir arada
yapılabilmektedir.
Bu işlemcilerde multimedya için komut setinin genişletilmesiyle, birlikte
L1 önbellek kapasitesi de 32 KB’a yani iki katına çıkartılmıştır. İşlem
performansı söz konusu olduğunda MMX işlemcilerin verimliliği tartışılmaz.
MMX işlemcilerin hızlı olmasındaki en büyük faktör önbelleğin
büyüklüğüdür. Ayrıca MMX işlemcilerde besleme gerilimi 5V veya 3.2V’tan
2.8V’a düşürülerek işlemci çekirdeğindeki kayıp performans düşürüldü. Bu
sayede yüksek saat hızına rağmen işlemci daha az ısınmaktadır.
PENTİUM II
MMX teknoloji ile yakaladığı performansı Pentium Pro ile birleştiren Intel
Pentium II işlemcileri piyasaya sürdü. Pentium II işlemciler hem yapı
olarak hem de fiziki olarak önceki işlemcilerden farklılıklar
taşımaktadır. Önceki işlemcilerde Soket 7 yi kullanan Intel Pentium II ile
birlikte SEC (Single Edge Contact) adını verdiği ve Slot 1’e girecek
yapıda bir dizayn kullandı.
Pentium II ailesinin ilk modeli 233 MHz hızında üretildi. Arkasından 266
MHz, 300 MHz ve 333 MHz modelleri geldi. Intel bu aşamadan sonra 66
MHz’lik veri yolunun yanında 100 MHz’lik veri yolunu da kullanmaya başladı
ve daha sonra çıkan işlemciler 350 MHz, 400 MHz ve 450 MHz olarak çıktı.
Pentium II’lerin yapılarındaki ve veri yolu hızlarındaki bu değişiklikler
beraberinde
anakartların da çeşidini artırdı. 66 MHz veri yolunu kullanan Pentium
II’ler için 440LX chip set kullanan anakartlar üretildi. Arkasından 100
MHz veri yolu kullanan işlemciler için 440BX chip setli (aynı zamanda 66
MHz veri yolunu da destekler) anakartlar üretildi.
Pentium II ailesinin son ferdi olan 450 MHz den sonra Pentium III’ler
piyasaya sürüldü.
CELERON
Bu Daha çok iş istasyonları ve CAD/CAM gibi geniş uygulamalar için
tasarlanan Pentium II’ler son kullanıcılar için pahalı gelmekteydi. Bu
durumu değerlendiren Intel, son kullanıcılara yönelik yeni bir işlemci
piyasaya sürdü. Celeron ismini verdiği bu işlemcilerin Pentium II’den en
büyük farkı L2 ön belleğinin olmamasıydı.
Bu serinin ilk ferdi 266 MHz olarak tasarlanmıştır. L2 ön belleği olmayan
Celeronlar Pentium Pro ile aynı performansı göstermektedir. 266 MHz
işlemcinin arkasından yine L2 önbelleği olmayan Celeron 300 üretildi.
İlk nesil Celeron işlemcilerin fiyatı çok cazip olmasına rağmen önbellek
gerektiren uygulamalarda yetersiz kalması bu işlemcilere ilgiyi azalttı.
Bu sırada Intel yine bir atak yaparak 128KB L2 önbelleğe sahip Celeron
300A işlemcisini üretti. Arkasından gelen 333 MHz, 366 MHz, 400 MHz, 433
MHz ve 466 MHz işlemciler 128 KB önbellek geleneğini devam ettirdiler.
Celeron işlemciler 333 MHz’e kadar Slot-1 yapısında üretilirken (Şekil 3 )
bundan sonra Soket-370 yapısında üretilmiştir.
Bu işlemciler 0.25 mikron CMOS teknolojisi ile imal edilmişlerdir.
Önbellek içermeyen Celeron işlemcilerde 7.5 milyon transistor varken
önbellek içeren işlemcilerde 19 milyon transistor olduğunu görmekteyiz.
Celeron’ların içerdiği 128 KB önbellek işlemcinin içerisindedir ve
çekirdek ile aynı hızda çalışırlar. Bu, Celeron işlemcilerin daha kolay
overclock edilmelerini sağlar. Ancak Pentium II’ler her zaman Celeron’lara
göre daha üstündürler. Çünkü daha önce de belirttiğimiz gibi Celeron’lar
son kullanıcılar için, Pentium II’ler ise daha kapsamlı işler için
tasarlanmıştır.
PENTIUM III
İşlemciye 70 adet yeni komut eklenmiş ve bu komutları kullanan birimlerde
değişiklikler yapılmıştır. Bu komutlar MMX’teki gibi belli bir konuya
mahsus komut değillerdir ve üç ana başlık altında toplanırlar.
Intel’in SIMD (Single Instruction, Multiple Data Parallelism - Çoklu Veri
Paralelliği Sağlayan Tek Çevrimli Komutlar) genişletmeleri olarak
adlandırdığı bu komutlar işlemci içinde farklı çalıştırma birimlerinde
işletilirler. Bu komutlardan ilk 50’si FPU (Floating Point Unit -
Matematik İşlem Birimi) içerisinde işlenir. Bu şekilde SIMD FPU komutları
normalde onlarca saat çevriminde halledilebilecek 32-bitlik çarpımları tek
bir saat çevriminde yapabilmekte ve bu komutlarda aynı anda 4 tanesi
birden işletilebilmektedir. Bu sayede 3 boyutla ilgili hesapların yapılma
süresi ve MPEG-1 ve MPEG-2 kodlarının çözümleri daha kısa zamanda
yapılabilmektedir.
Bu komutlarla birlikte işlemciye eklenmiş diğer yapısal bir değişiklik de
8 adet yeni registerdir. Bu yeni register’lar işlemcide yeni SIMD FPU
komutları tarafından kullanılmak üzere yer alıyorlar. Register’lar
128-bit’lik bir genişliğe sahiptir. Bu sayede birden çok (dörde kadar) FP
ucu bir register’a yüklenebiliyor ya da SIMD komutları bu register’larda
saklanabiliyor. Bu şekilde Intel, RISC işlemcilere göre en büyük eksiklik
olan register sayısının azlığını yavaş yavaş kapamaya başladı.
Pentium III işlemcilere eklenen komutlardan 12 tanesi “yeni medya”
komutları olarak adlandırılarak MMX ünitesince değerlendirilmektedir. Daha
hızlı işlenen iki boyutlu grafikler ile video oynatımı, MPEG çözümünde
extra hız, codec’lerin kullanılmasında kolaylık ve daha hızlı istatistiki
bilgi kullanılması mümkün olmaktadır.
Diğer 8 adet komut ise Pentium III’ün dış dünya ile konuşmasını sağlayan
bus kontrolörüne eklenmiştir. Bu komutlar sayesinde daha büyük 3D veri
tabanlarının kullanım hızını, düzgün video akışını ve performansı düşüren
hafıza ıskaları konularında işlemler olur.
Pentium II’nin önbelleği işlemci hızının yarı hızında çalışmaktaydı. Bu
durum Pentium III’de de devam etmiştir ve bu durum performansı bir miktar
düşürmektedir. Pentium III’lerin yeni çıkan bazı modellerinde cache bellek
256 KB’a düşürülmüş ve çekirdek içerisine konarak işlemci ile aynı hızda
çalışması sağlanmıştır. Bu modellerin sonuna “E” harfi konmaktadır.Ayrıca
normalde 100 MHz veri yolu hızında çalışan Pentium III işlemcilerin yine
yeni çıkan modelleri 133 MHz hızında çalışmaktadır. Bu modellerin sonuna
da “B” harfi eklenmektedir. Mesela Pentium III 600EB işlemcisi 133 MHz
hızında çalışan ve 256 KB cache belleğe sahip bir işlemcidir.
PENTIUM IV
Intel, Hyper Thread (HT) teknolojisine sahip Pentium 4 modelleri
üretmektedir.Bu model işlemciler iki ayrı işlemci varmış gibi
çalışabilmekte ve buna uygun yazılmış yazılımlarla kullanıldığından çift
işlemci gücü sunabilmektedir. Bu tür bir CPU alındığında bilgisayarın
açılışında iki ayrı işlemci rapor edilir ve Windows da iki ayrı işlemci
varmış gibi davranır. HT özelliğine sahip bir işlemci içinde iki farklı
çekirdek bulunur ve iki ayrı işlemci varmış gibi davranır.
Windows NT, 2000 ve XP serisi Windows sürümleri birden fazla CPU’yu
desteklediklerinden bu işletim sistemlerinde HT özelliğine sahip bir
işlemciyle performans artışı kaydedilir. DOS, Windows 9x serisi işletim
sistemleri ise tek CPU ile çalışacak şekilde dizayn edildiğinden HT
özelliğine sahip işlemci gücünü kullanamazlar.
Şu anda Pentium 4 işlemciler sadece kutulu olarak satılıyor, dolayısı ile
kutudan da Pentium 4’e özel, kocaman bir soğutucu çıkıyor. Bu koca
soğutucu, işlemciye hayli karmaşık ve sağlam bir sistemle bağlanıyor.
Hatta Asus T-10 gibi, tam olarak ATX 2.03 standartını destekleyen
kasalarda, olay daha da karmaşık, bu kasalarda anakartın üzerindeki
kelepçe mekanizması direkt kasaya bağlanıyor ve buradan destek alıyor.
Pentium 4 çok çok ısınıyor. Bu nedenle, kutudan çıkan özel soğutucusunu
kullanmak şart. Gerek AMD, gerekse Intel’in Gigahertz düzeyini aşan bu
yeni işlemcilerini üzerinde soğutucusu olmadan çalıştırmanız işlemciyi bir
kaç saniyede öldürebilir.bir Pentium 4 terfisi size işlemci, anakart,
RDRAM ve kasa değişimine mal olabiliyor.
Kaynak: www.forumti.com
|
