ANAKART

DONANIMDA BİLİNMESİ GEREKEN TERİMLER

CPU (İŞLEMCİ) İLE İLGİLİ

CPU Üretici Firmaları

·         AMD

·         İntel

Çalışma Prensibiyle İlgili 

 Transistor: Geçirgeç veya transistör girişine uygulanan sinyali yükselterek gerilim ve akım kazancı sağlayan, gerektiğinde anahtarlama elemanı olarak kullanılan yarı iletken bir elektronik devre elemanıdır.

 Logic Gate ( Mantık Kapısı): Mantıksal kapılar dijital teknikte belirli Boole cebiri mantıksal operatörleri girişlerine uygulandığı takdirde, uygun mantıksal sonuçlar üretirler. Sayısal elektronik sistemlerin en önemli elemanları, mantıksal (Lojik) kapılardır.

Mantıksal kapıların temel elemanları VE, VEYA ve DEĞİL kapılarıdır, bu kapılar özel devre sembolleri ile gösterilirler. Diğer tüm spesifik kapılar bu kapılardan türetilmiştir.

 AND (ve): VE kapısının gerçekleştirdiği çarpma işlemi . Veya * işareti ile gösterilir ve kapının yaptığı işlem Q=A*B şeklinde tanımlanır. Normal çarpma işleminin gerçekleştirildiği VE işleminde, giriş değişkenlerinin her hangi birinin 0 değerini alması ile çıkış 0 değerini alırken, girişlerin hepsinin 1 olması durumunda çıkışta 1 değerini alır. Bu durum giriş değişkeni ikiden fazla olan VE kapıları içinde geçerlidir.
 (Q=A*B*C)

 OR (veya): VEYA (OR) işlemine tabi tutulan A ve B değişkenleri, aşağıda görülen doğruluk tablosundaki işlemleri gerçekleştirir. VEYA işleminin diğer toplama işlemlerinden farkı, iki değişkenli sistemde her iki girişin 1 olması durumunda çıkışın 1+1=1 olmasıdır. Q eşit A veya B olarak ifade edilen çıkış ifadesinin 1 olması için, girişlerden herhangi birinin 1 olması yeterlidir.

 NOT (değil): Bir çıkış, bir giriş hattı bulunur. Çıkış işareti, giriş işaretinin tam tersi (devriği) olur. "0" girişli bir devrenin çıkışı "1" olurken, "1" girişli bir devrenin çıkışı "0" olur. " Y = A' " ile gösterilir. 

 NOR (veya değil): VEYA ve DEĞİL kapılarının birleşiminden oluşan VEYADEĞİL kapısı VEYA kapısının gerçekleştirirdiği işlemin tersini yapar. VEYADEĞİL kapısında girişlerden herhangi birinin ‘1’ olması durumunda çıkış ‘0’ olmaktadır. Girişlerin hepsi ‘0’ ise çıkış ‘1’ olur.

 NAND (ve değil): Lojikte yaygın olarak kullanılan diğer bir kapı VE ile DEĞİL kapılarının birleşmesiyle oluşan VEDEĞİL (NAND)kapısıdır. Bu kapıda girişlerin her hangi birinin ‘0’ olması durumunda çıkış ‘1’ olmaktadır. Girişlerin tümü ‘1’ olduğu zaman ise çıkış ’0’ olmaktadır.

 XOR  (Exclusive OR): İki giriş ve bir çıkış bulunur. Bu kapıda giriş değişkenleri birbirinin aynı olması durumunda (A=0 ve B=0 veya A=1 ve B=1) çıkış ‘0’ (Q=0), giriş değişkenlerinin farklı olması durumunda (A=1 ve B=0 veya A=0 ve B=1) ise de çıkış ‘1’ (Q=1) olur. (Q=AB’+A’B)

 XNOR  (Exclusive NOR): İki giriş ve bir çıkışa sahiptir ve ÖZELVEYA kapısının tersi işlem yapar. Bu kapıda giriş değişkenlerinin aynı değeri alması durumunda çıkış değeri lojik ‘1’ farklı olması durumunda lojik ‘0’ değerini alır.

 CISC (Complex Instruction Set Computer) ve RISC (Reduced Instruction Set Computer):

 Mikroişlemci mimarisini belirleyen etkenlerden birisi olan tasarım felsefesini, mikroişlemcide kullanılan komut çeşitleri ve komut yapıları belirler. Hali hazırda, iki farklı tür komut yapısı kullanılmaktadır: Karışık komut kümesi(Complex Intruction set - CIS) ve Azaltılmış komut kümesi(Reduced Instruction Set - RIS).

Farklı yapıdaki komut setlerinin mikroişlemcilerde kullanımı ile iki farklı yapıda mikroişlemci mimarisi ortaya çıkar: Karmaşık komut kümesi kullanan mikroişlemciler (Complex Intruction Set Computers – CISC) ve azaltılmış komut kümesi kullanan mikroişlemciler (Raduced Instruction Set Computers – RISC). 

 Clock speed: Bir devrenin veya chipin saniyedeki hızının hertz (Hz) cinsinden değeridir. 

 microprocessor: Mikroişlemci, işlemci (bazen kısaltma olarak µP kullanılır) ana işlem biriminin (CPU) fonksiyonlarını tek bir yarı iletken tümdevrede (IC) birleştiren programlanabilir bir sayısal elektronik bileşendir. Mikroişlemci, ana işlem birimindeki kelime boyutunun (word size) 32 bit ten 4 bit e düşürülmesiyle doğmuştur. Böylece, ana işlem biriminin mantıksal devrelerinin transistörleri tek bir parçaya sığdırılabilmiştir. Bir veya daha çok mikroişlemci, tipik olarak bir bilgisayar sisteminde, gömülü sistemde ya da bir mobil cihazda ana işlem birimi olarak görev yapmaktadır.

 Data Width: Veriyolu genişliğidir.

 Lithography: Katman Teknolojisi

 Instruction Set Extensions: Komut setleri

 TDP (thermal design power): Yapılan işlemler sırasında açığa çıkan ısıyı birim zamanda dağıtma yayabilme gücüdür.

 Intel® Hyper-Threading Technology: Eşzamanlı çoklu hesaplamaları (bir kerede birden fazla görevleri yaparken) x86 mikroişlemciler üzerinde gerçekleştirilen, işlemci kaynaklarını daha etkin kullanılarak her bir çekirdekte birden çok iş parçacığının yürütülmesini sağlayan İntel'in tescilli teknolojisinin adıdır.

Bir performans özelliği olarak Intel Hyper Threading Teknolojisi, ayrıca işlemci verimliliğini arttırır ve iş parçacıklı yazılımların genel performansını iyileştirir.

 Intel® Turbo Boost Technology: Overclock gibi teknikler kullanmadan ihtiyacınıza yönelik olarak işlemcinin hızının otomatik olarak artırılması teknolojisine verilen isimdir.

 Virtualization Technology: "Virtualization" yani sanallaştırma esnek PC ile bilgisayarlara daha geniş işlevler ve bağımsız sistemler kazandırmak amaçlanıyor. Sanal makinalar kullandığınız işletim sisteminize bir program yükleyerek yarattığınız sanal bir donanım ortamıdır. 

 Intel SpeedStep (= AMD PowerNow)=AMD PowerNow! (=Intel SpeedStep): SpeedStep, bazı Intel işlemcilerinde var olan, yazılım ile dinamik olarak işlemci saat frekansının değiştirilmesine izin veren bir dizi dinamik frekans ölçekleme tekniklerinin ticari adıdır. Bu sayede gerçekleştirilen işleme bağlı olarak işlemci, başarım ihtiyacını karşılarken aynı zamanda güç düketimini ve ısı üretimini azaltır

PowerNow! dizüstü bilgisayarlarda kullanılan AMD işlemcilerin hız denetim ve güç tüketimi azaltma teknolojisidir. Batarya gücünü korumak, işlemci sıcaklığını ve pervane gürültüsünü azaltmak için, düşük yük veya bilgisayarın kullanılmadığı anlarda, işlemci saat hızı ve çekirdek gerilimi otomatik olarak düşürülür. Sıcaklık ile üstel olarak değişen elektromigrasyonu azalttığı için işlemcinin yaşam süresi de artırılmış olur

Aslında iki teknolojide özünde aynı olmasına rağmen ,Intel’in ticari adı SpeedStep, AMD’nin ticari adı ise PowerNow! Teknolojisidir.

 Base Speed:

 Boost Speed:  BoostSpeed ile bilgisayarınızın açılış hızını arttırabilir, internet bağlantınızı optimize edebilir, programlarınızın dahaçabuk açılmasını sağlayabilirsiniz.

 Socket: Soket, TCP/IP'de, veri iletişimi için gereken iki bilgi olan IP adresi ve port numarasının yan yana yazılmasıyla oluşan iletişim kanalıdır.

 MMX: MMX (MultiMedia Extensions) Intel'in yeni bir işlemci teknolojisidir

( 3DNow!+):  3 Boyutlu grafikler ile ilgili hesapların hızlandırılması için AMD işlemcilerde kullanılan komut setinin adıdır. Özellikle 3DNow! destekli oyunların sayısı hızla artmıştır. Ekran kartlarının da 3DNow! destekli sürücüleri olabilir.

SSE: (Streaming SIMD Extensions) Intel’in 1999 yılında Pentium III işlemcileri için çıkardığı Komut setidir.

 SSE2: İlk Çıkan Pentium 4’lerle gelmiştir. (478 Pin olan seri )

 SSE3: Prescott çekirdekli Pentium 4’lerde bulunmaktadır. (LGA 775 tabanı)

 SSE4a: SSSE4 İlk olarak Core 2 (Çift Çekirdek) işlemcilere eklendi.

SSE4.1 ile ; Özellikle HD Video Codeclerine büyük avantajlar sağlamaktadır.
İşlemci, komut setini desteklemeyen diğer işlemcilere göre daha yüksek performans ile HD videoları yüksek performansta oynatabilmektedir.

İntel firmasının en son geliştirdiği işlemci komut seti; SSE 4.2’dir. (İntel Core İ3,i5,i7 serisi bu komutları destekler.)

( Geçmişte, AMD firması işlemci komutları için intel ile beraber çalışmış, komutları intelden almıştır. (SSE II, SSE III) ancak SSE 4 altapısını kendine göre yeniden uyarlayıp adına SSE4a demişlerdir.Ayrıca Komut setinin içindeki komutlarda farklılıklar görülmektedir. )

 Enhanced 3DNow!: Komut setlerinden biri

 SIMD (Single Instruction Multiple Data): Paralel bilgisayar çeşididir. Birim zamanda sadece tek bir işlem yapılır. Birden çok data akışı kullanılır.Senkronizedir.

 APU: APU, İngilizce olarak Auxiliary Power Unit sözcüklerinin başharflerinden oluşmaktadır. Türkçe anlamı Yardımcı Güç Ünitesi veyaYedek Kuvvet Tertibatı olarak çevrilebilir.

 AMD  Cool'n'Quiet: Cool'n'Quiet, 64 bitlik AMD Athlon işlemci ailesi ile tanıtılan hız denetim ve güç tüketimi azaltma teknolojisidir. İşlemcinin iş yapmadığı anlarda saat hızı ve gerilimini azaltarak çalışır. Bu teknolojinin amacı, toplam güç tüketimini ve ısı üretimini azaltarak daha yavaş (ve sessiz) pervane dönüşü sağlamaktır. Daha serin ve sessiz çalışma amaçlarından dolayı Cool'n'Quiet adı verilmiştir. Düşük güç tüketimi ile dizüstü bilgisayar batarya ömrünü uzatmak için geliştirilen, Intel'in SpeedStep ve AMD'nin PowerNow! Teknolojilerine benzerdir.

 Bileşenleri

1. ALU(Aritmetik ve Mantıksal İşlem Birimi): Toplama çıkarma, çarpma, bölme, mantıksal ve, veya, değil komutları ve kaydırma komutları.

2. Komut Çözücü(Instruction Decoder): İşlemcinin yapması gereken kodların icrası için gerekli işlemleri başlatır ve komutun çalıştırılması için gerekli işlemleri belirler.

3. Kaydediciler(Registery): İşlemci içerisinde sayıları depolamak için kullanılan hafıza çeşididir. İşlemci veri uzunluğu kadar genişliğe(32, 64 bit) sahiptirler. Literatürde test, EBX, EAX, BX, ES, IP gibi isimler alan kaydedici hafıza gözleri vardır.

4. Bayraklar(Flags): İşlemlerin sonucuna göre 1 ya da 0 değerlerini alan 1 bit genişliğe sahip hafıza gözleridir. Sıfır, işaret, elde, eşlik, taşma gibi çeşitleri vardır. Örneğin bir çıkarma işleminde sonuç sıfır çıkarsa sıfır bayrağı 1 değerini alır.

5. Veriyolları(Buses): İşlemcinin diğer donanım birimleri ile bağlantısını sağlayan iletken elektriksel yollardır. Üç adet veriyolu bulunur. Bunlar veri(data), adres(address) ve kontrol(control) veriyollarıdır.

İşlemcinin Temel Bileşenleri2:

İşlemciler üretilirken kendilerine yüklenen komutları istenildiğinde yapabilme kabiliyetine sahiptirler. Bu komutlar genel işlemlerin icrası için üç gruba ayrılırlar. Bir bilgisayar kendisinde tanımlı olmayan komutları icra edemez.

– Matematiksel ve Mantıksal İşlem komutları. Toplama çıkarma, çarpma, bölme, mantıksal ve, veya, değil komutları ve kaydırma komutları.

– Verilerin hafıza veya kaydediciler arasında transfer edilmesini sağlayan komutlar. Hafıza ve kaydediciler kendi aralarında veya karşılıklı veri transferi.

– Karar verme ve istenen komut satırına dallanma komutları. Sayıların karşılaştırılarak, pozitif, sıfır, eşitlik, negatif… durumlarının oluşumuna göre istenen komuta dallanabilme.( Branch Predictor )

İşlemciler komutları yürütürken öncelikle işletilen komut sırasını üzerinde tutan program sayıcının(PC=program counter) gösterdiği adresteki komut RAM den alınır(Fetch). Alınan komut, komut çözücü tarafından, nasıl yürütüleceği ve ne anlama geldiği belirlenir(Decode). Sonunda ise çözülen komut doğrultusunda ALU ya verilen direktifler yardımıyla istenen işlemler yaptırılır(Execute). Elde edilen sonuçlar istenen hafıza gözlerine yazılır(Write Back). Bu işlemler bir sonraki komut için benzer şekilde devam ederek işletilmesi gereken komutlar bitene kadar sürer.

Yukarıda bahsedildiği üzere komutların icra edilmesi 4 aşamada gerçekleşmektedir. Fetch(F), Decode(D), Execute(E) ve WriteBack(WB) aşamalarıdır. Eğer bir komutun icrası önceki komutun write back aşamasından sonra başlarsa burada zaman kayıpları oluşur. Çünkü işlemcinin örneğin fetch sırasında ALU çalışmaz boşta kalmış olur. Zaman kayıplarını önlemek için pipeline(kesintisiz iş akışı) denilen bir yapı kullanılır. Yani aynı anda işlemcinin boşta kalan tüm birimleri kullanılmış olur. Bu kayıp aşağıda gösterilmiştir. 12 saat frekansında sadece üç komut icra edilirken pipeline yapıda 4 komutun icrası 7 saat frekansında halledilir.

  Decode :Kod Çözücü

  FPU (Floating Point Unit): Ondalıklı sayı işlemlerinde kullanılır.

  Cache: Ön Bellek

   L1 Code  L1 Data  L2   L3:

 

 L* önbellekleri genellikle işlemcinin içinde bulunur, mimariye göre değişir.

§  Önbellek RAM’den daha hızlıdır, işlemciye daha yakındır, ancak pahalıdır. Bu yüzden düşük boyutludur.

§  Önbellekler RAM’dekinden farklı bilgi tutmaz, RAM’deki bilginin bir alt kümesini tutar. L3 RAM’in, L2 L3’ün, L1 L2’nin bir altkümesidir.

§  L1, ALU’ya çok yakın bir yerde bulunur ve çok hızlıdır.

 

  BUS Interface: Veri Arayüzü

  32 bit ve  64 bit : 32 bit ve 64 bit terimleri, bir bilgisayarın işlemcisinin (CPU olarak da bilinir) bilgileri işleme şekliyle ilgilidir. Windows programının 64 bit sürümü büyük miktarda rasgele erişim belleğini (RAM) tanır, 32 bit sistemden daha verimlidir.

 

  Program Counter (PC): Program Sayacı (İngilizce: Program Counter ya da kısaca PC) işlemcilerin içinde bir sonraki okunacak komutun bellek adresini tutan bir yazmaçtır. Tasarımın durumuna göre işlemcinin o saat vuruşunda işlediği buyruğun ya da bir sonraki işleyeceği buyruğun bellek adresini tutabilir.

  Status Register (SC): PS ya da Status adıyla anılan bu register bayrak işaretlerini tutan registerdir. Diğer registerlerden farklı olarak bu register, blok olarak değil tek tek bit olarak ele alınır. Bu registerin bitlerine bakılarak işlemin ve işlemcinin durumu hakkında bilgi elde etmek mümkündü

  Assembly : Çevirme dili ya da assembly dili (İng. assembly language), bilgisayar programlarının yazılmasında kullanılan alt seviyeli bir dildir.

Üretim

 Silicon Ingot: Silikon külçeler

 Wafer: Yonga plakaları

 Photoresist 

 Die

 PGA(Pin Grid Array):Alt tarafında çeşitli sayıda pin bulunduran işlemci paketlemesine PGA (pin grid array) adı verilir. Paketteki ayak sayısına göre paketler isimlendirilir.

 LGA (Land Grid Array):Farklı bir paketleme olan LGA paketinde işlemci ayaklarının yerini elektrik iletimini sağlayan iletim noktaları almıştır. Pin yerine iletim noktalarının kullanımı elektrik sinyallerinin iletim yolunu kısaltmış, böylelikle sinyal iletim hızı artmıştır. 

Moore Yasası: Moore Yasası, Intel şirketinin kurucularından Gordon Moore'un 19 Nisan 1965 yılında Electronics Magazinedergisinde yayınlanan makalesi ile teknoloji tarihine kendi adıyla geçen yasa.

Her 18 ayda bir tümleşik devre üzerine yerleştirilebilecek bileşen sayısının iki katına çıkacacağını, bunun bilgisayarların işlem kapasitelerinde büyük artışlar yaratacağını, üretim maliyetlerinin ise aynı kalacağını, hatta düşme eğilimi göstereceğini öngören deneysel (ampirik) gözlem.

thread : thread’ler bir programın paralel ve birbirinden bağımsız işlemler yapmasını sağlar

Hyperthreading : Intel® Hyper-Threading Teknolojisi (Intel® HT Teknolojisi)1, işlemci kaynaklarını daha etkin kullanarak her bir çekirdekte birden çok iş parçacığının yürütülmesini sağlar. Ayrıca bir performans özelliği olarak işlemci verimliliğini arttırır ve iş parçacıklı yazılımların genel performansını iyileştirir.

MIPS (Million Instructions Per Second): MIPS, Microprocessor without Interlocked Pipeline Stages, MIPS teknolojileri adlı firma tarafından 1985 yılında geliştirilmiş indirgenmiş komut kümesi türü bir mikroişlemci mimarisidir.

MFLOPS (Million Floating Point Operations Per Second): Saniyedeki kayan noktalı sayı ile yapılan (floating-point number) işlem sayısıdır. Mikroişlemcilerin hız performansını göstermek için kullanılan bir ölçüdür

 FSB (Front Side BUS): veriyolu :FSB,(Front Side Bus) işlemci ile anakart üzerindeki kuzey köprüsünün iletişimini sağlayan hayati bir veriyoludur.  
           

 HTT (HyperTransport Technology):HTTP (İngilizce Hyper-Text Transfer Protocol, Türkçe Hiper-Metin Transfer Protokolü) bir kaynaktan dağıtılan ve ortak kullanıma açık olanhiperortam bilgi sistemleri için uygulama seviyesinde bir iletişim kuralıdır