بررسی ۹ عامل مهم که در راندمان CPU موثر هستند

به گزارش گروه دانش و فناوری اقتصاد ۱۰۰ و به نقل از دیجی کالامگ،واقعیت امر اینجاست که عوامل خارجی مثل دما و رطوبت محیط و همچنین عوامل داخلی نظیر سرعت پردازنده، اندازه‌ی کش (cache) و پهنای باند پردازنده می‌تواند روی عملکرد CPU موثر باشد. با این حال سوال اینجاست هر کدام از عوامل گفته شده تا چه اندازه اهمیت دارند؟ برای یافتن پاسخ بهتر است نگاهی عمیق‌تر به هر یک از عوامل مذکور بیندازیم.

CPU از تعدادی واحد پردازش‌کننده به عنوان هسته تشکیل شده است. هر هسته به شکلی طراحی شده تا دستور العمل‌های اجرایی را دریافت کرده و سپس بخواند. بنابراین، هر اندازه تعداد هسته‌های یک پردازشگر بیشتر باشد، تعداد دستور العمل‌های به مراتب بیشتری را می‌تواند در لحظه پردازش کند.

هر برنامه‌ای که روی کامپیوتر شما اجرا می‌شود، مجموعه‌ی متوالی از اطلاعات را تحت عنوان رشته (Thread) داراست. یک پردازشگر هسته‌ای منفرد می‌تواند یک رشته‌ی منفرد از اطلاعات را در یک لحظه مورد پردازش قرار دهد. بنابراین، CPU برای انجام بهترین عملکرد، مدام بین رشته‌های مختلف سوییچ می‌کند تا اجرای برنامه‌ها با سرعتی مطلوب انجام شود. به همین دلیل است که سازنده‌ها تلاش می‌کنند تا CPU چند هسته‌ای مثل دو هسته‌ای یا چهار هسته‌ای را تولید کنند. در هر صورت هر اندازه تعداد هسته‌ها بیشتر باشد، کامپیوتر شما می‌تواند رشته‌های متعددی را در آن واحد مدیریت کند و به تبع، وضعیت اجرایی سیستم به طور کلی افزایش می‌یابد.

ذکر این نکته الزامی است که افزایش تعداد هسته‌ها به این معنا نیست که الزاما سرعت پردازش کامپیوتر هم بالاتر می‌رود. هسته‌های پردازشگر به طور دائم با یکدیگر در ارتباط هستند و به همین دلیل، منبع انرژی بیشتری برای پردازش نیاز دارند.

سرعت کلاک پردازنده یا نرخ کلاک نشان می‌دهد که یک CPU تا چه اندازه سریع است. معمولا، سرعت کلاک در واحد GHz بیان می‌شود و این مقیاسِ کمی، تعداد چرخه‌های دستور العمل یک پردازنده را مطرح می‌کند که در یک ثانیه قادر است آنها را اجرا کند. برای مثال، یک پردازنده‌ی GHz ۴.۲ توانایی اجرای ۴.۲ میلیارد چرخه را در یک ثانیه دارد.

البته هر اندازه سرعت کلاک بالاتر باشد، تعداد چرخه‌هایی که یک پردازنده می‌تواند در یک ثانیه اجرا کند هم بیشتر خواهد بود. سرعت کلاک CPU را می‌توان تحت فرایندی به اسم اورکلاک بهتر کرد. اگر شما از سرعت کلاک پردازنده‌تان رضایت ندارید، شما می‌توانید CPU سیستم خانگی خود را برای عملکرد سریع‌تر اورکلاک کنید اما از طرفی باید با پیامدهای جانبی اورکلاک هم تا حدودی آشنا باشید؛ چراکه ممکن است قطعه‌ی پردازشگر سیستم‌تان دچار عیب و ایراد شود.

چرخه‌ی کلاک، به بازه‌ای بین دو تکانه‌ی الکتریکی درون یک پردازنده گفته می شود. هر تکانه، بیانگر یک سیگنال به CPU برای اجرای یک وظیفه‌ی خاص است. پردازنده‌های قدیمی به گونه‌ای طراحی شده‌اند تا یک وظیفه‌ را در هر چرخه‌ی کلاک انجام دهند، در صورتی‌که پردازنده‌ی مدرن این قدرت را دارند تا چند وظیفه‌ی مختلف را در یک چرخه‌ی کلاک پردازش کنند. بنابراین، یک پردازنده با یک چرخه‌ی کلاک بالا، قطع به یقین سریع‌تر داده‌ها را پردازش کرده و در یک چرخه می‌تواند تعداد دستورالعمل‌های بیشتری را اجرا کند.

هر پردازنده دارای یک حافظه‌ی بسیار سریع تحت عنوان حافظه‌ی پنهان (Cache) است. پردازشگر از حافظه‌ی پنهان به منظور ذخیره‌ی دستورالعمل‌ها و اطلاعات استفاده می‌کند؛ چراکه امکان دارد به طور موقت مجدد به آنها نیاز داشته باشد. طبیعتا اندازه‌ی بزرگترِ حافظه‌ی پنهان، عملکرد پردازنده را تقویت می‌کند. به این دلیل که پردازنده، به زمان زیادی برای دریافت اطلاعات ذخیره شده‌ی موقت در حافظه‌ی پنهان نیاز ندارد.

پهنا باند بیانگر نرخی است که پردازنده می‌تواند اطلاعاتِ درون حافظه‌ی کامپیوتر را کسب یا ذخیره کند. اغلب اوقات، پهنا باند حافظه در واحد بایت/ثانیه گزارش می شود. بنابراین، هر اندازه پهنا باند پردازنده بزرگتر باشد، CPU می‌تواند سریع‌تر اطلاعات را خوانده و بنویسد.

طول کلمه که تحت عنوان اندازه‌ی کلمه هم در محافل تکنولوژی شناخته می شود، به این معناست که یک پردازنده در یک لحظه تا چه اندازه می‌تواند اطلاعات را مدیریت کند. طول کلمه‌ی یک پردازنده در واقع اندازه‌ی یک الگوی بیت را تنظیم می‌کند که می‌تواند در یک اجرای واحد کسب شود.

هر اندازه یک پردازنده بتواند تعداد بیت‌های بیشتری را در یک چرخه‌ی منفرد کار کند، سرعت پردازش هم بیشتر خواهد شد. پردازنده‌های قدیمی‌تر می‌توانند یک کلمه‌ی ۳۲ بیتی را در یک لحظه مدیریت کنند، در حالی‌که پردازنده‌ی مدرن به گونه‌ای طراحی شده‌اند تا در آن واحد قدرت پردازش یک کلمه‌ی ۶۴ بیتی را داشته باشند.

متداول‌ترین خطری که پردازنده‌ی شما را تهدید می‌کند، افزایش دمای بیش از حد است. این مسئله یک پدیده‌ی کاملا طبیعی است که هر اندازه تعداد وظایف بیشتری به پردازنده محول شود، دمای قطعه هم به تبع افزایش می‌یابد. انجام عملیات CPU در دماهای بسیار بالا می‌تواند اثر منفی روی عملکرد سیستم داشته باشد و از طرفی دیگر، عمر قطعه‌ی CPU هم کمتر خواهد شد. اگر پردازنده بیش از اندازه داغ کند، حسگر دمای مادربورد به CPU دستور می‌دهد تا سرعت پردازش را کم کرده یا حتی در وخیم‌ترین سناریو به CPU فرمانی ارسال می‌شود تا خاموش شده تا از قطعات دیگر در برابر دمای بسیار بالا محافظت شود.

پردازشگرهای مدرن به طور متوسط می‌توانند به راحتی تا ۸۰ درجه‌ی سانتیگراد کار کنند. البته جدیدترین CPU های نسل جدید شرکت اینتل و AMD می‌تواند در دمای ۹۰ درجه‌ی سانتی‌گراد هم کار کنند. به همین دلیل، در مدرن‌ترین سیستم‌های کامپیوتریِ حال حاضر، اجرای برنامه و بازی‌های سنگین می‌تواند دمای پردازنده را تا ۹۰ درجه سانتیگراد هم بالا ببرد. البته، اگر شما نگران وضعیت سلامتی پردازشگر سیستم‌تان هستید، این توانایی را دارید با استفاده از نرم‌افزارهای مختلف دمای CPU را هر از گاهی بررسی کنید. اگر دمای CPU سیستم‌تان به طور ثابت بالاتر از ۷۰ درجه‌ی سانتیگراد است، توصیه می‌شود برای خرید خنک‌کننده‌های کامپیوتر یا لپتاپ اقدام کنید تا دمای قطعه از مقدار بحرانی به وضعیت بهتری کاهش پیدا کند.

جالب است بدانید دمای بسیار پایین هم برای قطعه‌ی CPU مناسب نیست؛ یعنی اگر شما سیستم کامپیوتری‌تان را در یک محیط بسیار سرد قرار دهید، به پردازنده ممکن است آسیب وارد شود. الکتریسیته‌ی درون مدار سیستم با القای گرما به اجزا می‌تواند موجب یک تراکم درونی در قطعه‌ی پردازنده و به تبع موجب تخریب هسته‌ها شود.

واقعیت اینجاست که مهم نیست CPU سیستم‌تان تا چه اندازه جدید و گران‌قیمت است، اگر شما بیش از اندازه از این قطعه کار بکشید، قطعا عملکرد سیستم کمتر از حالت معمول می‌شود. اگر شما دائما از برنامه‌های سنگین روی سیستم کامیپوتر خود استفاده کنید، شما به تدریج متوجه می‌شوید که کامپیوترتان با یک روند آرام‌تر روند پردازش را انجام می‌دهد.

انجام چند وظیفه به صورت هم زمان به پردازشگر فشار آورده و می‌تواند سرعت پردازش را کم کند. بنابراین، اگر مقدور است برنامه‌های اضافی که به آنها نیاز ندارید را به راحتی ببندید. از طرفی دیگر، بهتر است کامپیوتر را به صورت دائم روشن نگه ندارید. در غیر این صورت، تهیه‌ی تجهیزات خنک‌کننده می‌تواند تنها گزینه‌ی پیش روی شما باشد تا پردازشگر با سرعت مطلوبی فرمان‌های سیستم را اجرا کند.