bİlgİsayar donanimidoygundemirol.com/download/h4_kbt104-ecd393ef-101e... · model işlemciler...

KBUZEM Karabük Üniversitesi Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi

4. HAFTA

KBT104 BİLGİSAYAR DONANIMI

KBT104 Bilgisayar Donanımı

2


Konu Başlıkları

Merkezî İşlem Birimi

Mikroişlemci(CPU)

Çok Çekirdekli Kavramı

Çoklu Çekirdek Tasarımı

Çok Çekirdekli İşlemciler

Anakart

Kaynakça


3


Temel Kavramlar

Merkezî İşlem Birimi, Mikroişlemci(CPU), Çok Çekirdekli Kavramı, Çoklu

Çekirdek Tasarımı, Çok Çekirdekli İşlemciler, Anakart


4


Merkezî İşlem Birimi

Mikroişlemci(CPU)

Bilgisayar içinde yapılan işlemleri ya bizzat kendisi yapan ya da yapılmasını

denetleyen birimdir. Dolayısıyla bilgisayarın yaptığı işlemlerde önemli katkısı vardır.

Mikroişlemciler günümüze kadar çeşitli aşamalar kaydederek günümüze kadar

gelmiştir. Tablo 4’de bu tarihsel gelişim kısaca özetlenmiştir.

Şekil 28. Mikroişlemciler

Tablo 4. Mikroişlemcinin tarihsel gelişimi

INTEL AMD CYRIX

8086 (1978) - -

8088 (1979) - -

80186 (1980) - -

80286 (1982) - -

80386 (1985-1990) 386 benzeri 386 benzeri

80486 (1989-1994) 486 benzeri 486 benzeri


5


Pentium (1993) Am5x86 (1995) 5x86 benzeri

Pentium Pro (1995) AMD K5 (1996) 6x86 (1995)

Pentium MMX (1997) AMD K6 (1997) 6x86MX (1997)

Pentium II (1997) - -

Celeron (1998) AMD K6-2 ve K6-3 (1998) -

Pentium III (1999) AMD Athlon (1999) Üretimi durduruldu (1999)

Celeron II (2000) Duron (2000) -

Pentium IV (2000) - -

İşlemcilerin kendilerine verilen komutları işlemekteki hızları onların önemli

özelliklerinden birisidir. Bu özellikleri MHz olarak ifade edilir ve 1 saniyede kaç

milyon komut işleyebildiklerini gösterir. Örneğin 1000 MHz (1GHz) işlem hızına sahip

bir işlemci, saniyede 1 Milyar işlem yapabilir. Yukarıdaki tabloda verilen işlemciler

arasında böyle bir kıyaslama yapacak olursak, ilk çıkan 8086 işlemcisi saniyede ancak 4

milyon işlem yapabilirken, yeni bir Pentium IV işlemci saniyede 2 milyardan fazla

işlem yapabilir.

Şekil 29. 4004 İşlemci Şekil 30. 8086 İşlemci

İşlemcileri bir diğerinden ayırt eden önemli özelliklerden birisi de onun bir

seferde işleyebileceği bilgi miktarını gösteren komut kapasitesidir. Bu da bit ile ifade

edilir. Yine bir karşılaştırma yapacak olursak, ilk çıkan 8086 tipi bir işlemci 8 bit komut

kapasitesine sahipken, yeni bir Pentium IV işlemcisi 64 bitlik komut kapasitesine

sahiptir. Komut kapasitesi, basitçe işlemcinin bir seferde işleyebildiği rakamın ne kadar

büyük olduğunu göstermektedir.


6


Şekil 31. 386 işlemci Şekil 32. Pentium MMX işlemci

Yukarıdaki ifadelerden de anlaşılacağı üzere, hızlı işlemci iyi işlemci demek

değildir. Daha yavaş fakat komut kapasitesi yüksek bir işlemci, hızlı fakat komut

kapasitesi düşük bir işlemciden daha güçlü olabilir. Bu nedenle bilgisayar alırken yeni

model işlemciler tercih edilmelidir.

Şekil 33. Pentium II işlemci Şekil 34. Pentium IV Mikroişlemci

Şekil 35. Celeron İşlemci Şekil 36. AMD işlemci

Çok Çekirdekli Kavramı

Çok çekirdekli işlemcilerde, çekirdek diye bahsedilen aslında fiziksel manada

işlemcinin kendisidir. Zar(die) içinde çok yakın bir zamana kadar sadece bir tane

http://www.semiconductor-technology.com/projects/amd/index.html#amd8


7


işlemci çekirdeği bulunuyordu. Ancak, mesela çift çekirdekli işlemcileri ele

aldığımızda, bir zar içerisinde iki tane işlemci çekirdeği bulunduğunu görürüz. Çok

çekirdekli işlemciler denildiği zaman mutlaka değinilmesi gereken çeşitli kavramlar

vardır:

İple Bağlama (Threading): Aynı anda birden fazla iş parçacığını işleme

sokabilmektir.

Çoklu İşleme (Multi Processing): Threading ve çekirdekler ile yapılan çoklu

işlemlerin tümüdür.

Çoklu Görevlendirme (Multi Tasking): Birden fazla programın aynı anda

çalıştırılmasını sağlar.

Çoklu Çekirdek Tasarımı

Çoklu çekirdek tasarımının en büyük avantajı, aynı anda birden fazla işlem yapabilme

kapasitesidir. Bu tür işlemcilerde hızı sağlayan asıl etken, aynı zar üzerindeki iki

işlemcinin etkileşmesinin, ayrı ayrı işlemcilerin etkilenmesinden daha hızlı olmasıyla

oluyor. Çok çekirdekli işlemcilerde, iki çekirdek aynı veri yolu ve aynı bellek bant

genişliğini kullanacağından bu verimin düşmesine neden olur.

İşlemci piyasasında işlemci başarımı çok önemlidir ve bu yüzden başarımı en

mükemmel yapmak gerekir. Var olan üretim teknolojisi kullanılarak saat hızı ve işleme

birimleri arasındaki dengeyi en iyi şekilde sağlayarak başarımı en iyi duruma getiren

taraf, işlemci piyasasındaki başarım mücadelesini kazanabilir.

Çok iş parçacıklı yazılımlar, çok çekirdekli tek işlemcili ve tek çekirdekli çok

işlemcililerde işletim sisteminin iş parçacıklarını çekirdekler arasında paylaştırır. Bir

bilgisayarın başarımını arttırmak için saat hızını yükseltmektense daha fazla sayıda

çekirdek eklemek başarımı daha fazla arttırır.

Çok Çekirdekli İşlemciler

Eski 8086 işlemcilerinden, Athlon 64 ve Intel Pentium 4’e kadarki tüm işlemciler tek

çekirdeklidir. Yani bunlar, üzerlerinde tek bir işlem birimi taşıyan işlemcilerdir. Tek


8


vuruşlu işlemcilerde, tek bir uygulama varken saat hızları yüksek olduğunda başarım

yüksek olabilir. Çift işlem çekirdeğine sahip olmak demek teorikte çift işlem gücü

demektir ancak işlem gücünün artabilmesi için uygulamaların çok çekirdekli

işlemcilere göre uyarlanmış olması gereklidir.

Eğer yazılım çok iş parçacıklı çalışmak üzere tasarlanmışsa, daha yüksek

hesaplama gücüne ihtiyaç duyan ağır bir yazılımdır. Bu tür yazılımları çalıştırmak için

çift çekirdekli işlemcileri kullanmak kullanıcıya kolaylık sağlayacaktır. Ayrıca çift

çekirdek, kullanıcı internette dolaşırken aynı anda elektronik posta gönderebilmesi gibi

birden fazla uygulamayı aynı anda çalıştırmada kolaylık sağlar. Yani çift çekirdek

sayesinde aynı anda birçok uygulama sorunsuz çalışır. Dört çekirdekli işlemcilerin ise

güçlerini gösterebildikleri az sayıda uygulama var. Çünkü uygulamaların birçoğu çok

çekirdekli işlemcilere göre uyarlanmamıştır. Dört çekirdekli işlemciler, dört adet işlem

çekirdeğinin ortak bir önbellekte tek bir yonga içine sokulmasıyla üretilirler.

Anakart

Şekil 37. Anakartın görüntüsü

Anakart, işlemcinin, bilgisayarın diğer bileşenleriyle haberleşmesini sağlayan

karttır. Bilgisayarın mikroişlemcisi anakart üzerinde bulunur. İşlemci ile anakartın

birbirine iyi uyum sağlaması bilgisayarın sağlıklı ve en üst performans seviyesinde

çalışması için gereklidir. Bilgisayarın içbelleğini oluşturan RAM bellek modülleri de

yine anakarta takılır.


9


Bilgisayarın diğer bileşenleri, yuva (slot) adı verilen konnektörler üzerinden

anakarta bağlanır. Farklı özellikteki kartları bağlamak için farklı slotlar mevcuttur (ISA,

PCI, AGP gibi). Bu bakımdan, anakart, PC tipi bilgisayarın önemli mimari

özelliklerinden birisidir. Bu sayede basitçe bir kart ekleyerek bilgisayarın farklı

donanımsal özellikleri desteklemesi sağlanmaktadır. Örneğin, ses özelliği olmayan bir

bilgisayara ses kartı takılarak oyunlardaki sesleri daha etkili çıkarması ve mp3 biçimli

müzik parçalarını çalması sağlanabilmektedir.

Anakartlar hakkında konuşurken hep chipset (yongaseti) kavramından

bahsederiz. Bir yongaseti North Bridge (Kuzey Köprüsü) ve South Bridge (Güney

Köprüsü) denen iki yongadan oluşur.

Tipik bir Nortbridge yongası temel olarak işlemciden, bellekten ve AGP

veriyolundan sorumludur ve bunların kontrolüyle bunlar arasındaki veri aktarımını

sağlar. Ancak Northbridge ve Southbridge özellikleri üreticiye ve yongasetine göre

farklılık gösterebilir ve bu genellemenin dışına çıkabilir. Örneğin AMD`nin Hammer

serisi işlemcilerinde bellek kontrolcüsü işlemciye entegre olacağından bu işlemciyi

destekleyen Northbridge yongalarında bellek kontrolcüsü bulunmayacak. Northbridge

yongası fonksiyonlarından dolayı işlemciye, bellek ve AGP slotlarına yakın olmalıdır

(sinyalin geçtiği fiziksel yollar ne kadar kısa olursa sinyal o kadar temiz ve hatasız

olur) ve bu yüzden de anakartın üst kısmına yerleştirilir. Zaten adındaki “North”

kelimesi de buradan gelmektedir.

Southbridge yongası ise giriş – çıkış birimlerinden, güç yönetiminden, PCI

veriyolundan ve USB ile anakarta entegre özelliklerden (ses ve ethernet gibi)

sorumludur. Adındaki “South” kelimesinin de yine anakarttaki pozisyonundan

geldiğini kolayca tahmin edebilirsiniz.

Üreticilerin yonga setlerini iki parça halinde tasarlamaları anakart tasarımında

esneklik sağlar. Örneğin USB 2.0 desteği olmayan bir yongasetine bu desteği eklemek

için bütün yongasetini baştan tasarlamak yerine sadece Southbridge yongasında

değişiklik yapmak çok daha kolaydır. Ayrıca değişik özelliklerdeki Soutbridge

yongaları kullanılarak değişik kullanıcı gruplarına hitap etmek mümkün olur ve

böylece kullanmayacağınız özellikler için boşuna para vermek zorunda kalmazsınız.


10



11


Şekil 38. Yonga seti blok diyagramı


12


Kaynakça

Demirel, H.(2011). “Bilgisayar Donanımı Ders Notları” Karabük

Üniversitesi, KARABÜK

bİlgİsayar donanimidoygundemirol.com/download/h4_kbt104-ecd393ef-101e... · model işlemciler...

Documents