CENTRAL PROCESSING UNIT

 Cpu क्या है और ये क्या काम करता है?

इस लेख में आप जानेगे CPU क्या है और ये क्या काम करता है? जब भी हम computer की बात करते है, तो CPU शब्द अधिकतर सुनने में आता है. यदि आप Computer Hardware के क्षेत्र में रूचि रखते है, तब ये शब्द आपको अक्सर सुनाई देगा. तो सीपीयू क्या होता है? CPU जिसे हम कंप्यूटर का brain (मस्तिष्क) कहते है, एक प्रकार की processing device है. जो आपके द्वारा कंप्यूटर में इनपुट की गयी जानकारी को प्रोसेस करके उसका परिणाम आपको देती है.

CPU बिलकुल एक इंसानी दिमाग की तरह काम करता है. जैसे दिमाग के बिना हम कुछ नहीं कर सकते वैसे ही एक कंप्यूटर या कोई भी gadgets सीपीयू के बिना एक भी प्रकिया नहीं कर सकता. अर्थात Computer जो भी कार्य करता है, उसमे CPU का एक महत्वपूर्ण योगदान है. इसीलिए इसे कंप्यूटर का सबसे important part माना जाता है. आजकल CPU को Processor या Microprocessor जैसे नामों से अधिक जाना जाता है.

ये processor कई प्रकार के होते है, अगर आप सुनते है, dual-core या quad-core तो ये CPU के विभिन्न प्रकारो के नाम है. इसके आलावा processor कंप्यूटर की better performance के लिए भी जिम्मेदार होता है. एक computer की क्षमता पूरी तरह से CPU पर निर्भर करती है. अगर आप एक फ़ास्ट कंप्यूटर चाहते है,  तो उसके लिए सीपीयू के बारे में जानकारी होना जरुरी है. 

इस पोस्ट हम आपको बताएंगे processor या सीपीयू किसे कहते है? ये computer में कहाँ स्थित है और सीपीयू का क्या काम होता है? तो चलिए बिना समय गवाए सबसे पहले जानते है, सीपीयू क्या है फिर इसके बाकि पहलुवो पर बात करेंगे.

विषय-सूची

सीपीयू क्या है? (What is CPU in Hindi)

CPU के Components व उनके कार्य

सीपीयू के प्रकार – Types of CPU in Hindi

CPU Models

अपना सीपीयू मॉडल कैसे देखे

CPU Cores व Thread क्या है

सीपीयू कैसे काम करता है (How Does a CPU Work)

कंप्यूटर में सीपीयू कहां स्थित है (Where is CPU located)

सीपीयू कैसे बनता है

Central Processing Unit की Importance

Conclusion

सीपीयू क्या है? (What is CPU in Hindi)

CPU की फुल फॉर्म है, Central Processing Unit जिसे Processor या Microprocessor भी कहा जाता है. ये computer का एक प्राथमिक घटक (primary component) है और इसे अक्सर कंप्यूटर का दिमाग “brain of the computer” भी कहते है. इसका मुख्य कार्य computer को दिए गए instructions को process करना है. अर्थात कंप्यूटर पर किये जाने वाले कार्य व प्रक्रियाए CPU द्वारा किसी न किसी रूप में की जाती है. टेक्नोलॉजी की भाषा में CPU कंप्यूटर का वो हार्डवेयर है, जो सभी arithmetical, logical और input/output operations को control करता है.

प्रत्येक operation या कार्य जो हम अपने computer में करते है, उसे CPU द्वारा process किया जाता है. समझने के लिए एक सरल उदाहरण लेते है. मान लीजिये आप two numbers को add करने लिए कंप्यूटर में calculator का उपयोग करते है. तो इसके लिए आप सबसे पहले कीबोर्ड के माध्यम से उन numbers को enter करेंगे. अब keyboard controller उस information या data को binary code (0 – 1) में बदल देगा. वो इसलिए क्युकी computer बाइनरी सिस्टम पर काम करता है. 

जब यह डाटा CPU तक पहुँचता है, तो इसमें मौजूद ALU (Arithmetical Logical Unit) जो सभी mathematical और logical operation के लिए जिम्मेदार है. इस संख्या को जोड़कर result आपकी computer screen पर display कर देता है. तो कुल मिलाकर processor या CPU सभी process को execute करने के लिए जिम्मेदार है. अब जब इतना load सीपीयू पर है, तो वो अक्सर गर्म हो जाता है. इसी heat से बचने के लिए CPU के उप्पर cooling fan लगाया जाता है. 

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एक कंप्यूटर में CPU आपको Motherboard में मौजूद CPU socket में लगा हुवा दिखाई देगा. देखने में ये एक square shape की chip होती है. जो हजारों transistors की पतली परत से मिलकर बनी होती है. इन transistors की मदद से ही processor किसी peripheral device (Keyboard, Mouse etc.) या computer program से input receive करता है और उसकी processing करने के बाद output device को परिणाम भेजता है. 

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दुनिया का पहला CPU, 1970 के दशक में Intel द्वारा बनाया गया था. तब से लेकर आज तक इसके design और implementation में कई बदलाव आ चुके है. परन्तु इसके fundamental operation अर्थात काम करने के तरिके में ज्यादा बदलाव नहीं आया है. computing power के संदर्भ में CPU एक computer system का सबसे important element है. processor को महत्वपूर्ण बनाने में इसके components का बहुत बड़ा योगदान है. तो चलिए उनके बारे में जानते है.

CPU के Components व उनके कार्य

नीचे CPU के उन प्रमुख घटकों के बारे में बताया गया है, जो CPU के लिए विभिन्न कार्यो को करते है. सीपीयू के various components इस प्रकार है.

Arithmetic logic unit (ALU)

Control unit (CU)

Registers या Memory unit

Buses

Arithmetic Logic Unit

CPU के भीतर सभी arithmetic और logical operations को करने के लिए ALU जिम्मेदार है. CPU द्वारा किये जाने वाली सभी calculations जैसे – addition, subtraction, multiplication, division और comparison इन सभी प्रक्रियाओं की processing करने का काम arithmetic logic unit का होता है. इसे CPU का एक महत्वपूर्ण भाग माना जाता है.

ALU को Core of the CPU भी कहा जाता है. एक कंप्यूटर कितनी तेज किसी प्रक्रिया को पूर्ण करेगा ये CPU core पर ही निर्भर करता है. अक्सर आपने एक कंप्यूटर को खरीदते वक्त सुना होगा कि एक processor यानी CPU single core या dual core का है. तो यहाँ पर कोर का मतलब ALU से है.

Control Unit

CU, भी CPU का एक प्रमुख घटक है. ये कंप्यूटर में घटित होने वाले सभी operations को control और direct करने का काम करता है. आसान भाषा मे आपके द्वारा input किये गए instructions या data को computer system की दूसरी unit तक transfer करने का काम control unit का होता है.

इसके लिए ये सबसे पहले Memory register से instructions को receive करता है फिर उनकी व्याख्या अर्थात उन्हें interprets करने के बाद निर्देशों के अनुसार different unit तक send कर देता है. ये system clock की दिशा में कार्य करता है, जिसकी वजह से यह सुनिश्चित हो पाता है, कि data उसके सही स्थान पर पहुँच सके.

Registers या Memory Unit

मेमोरी यूनिट CPU की temporary storage है, जहां processing के लिए आये data या निर्देशो को store किया जाता है. ये information को bits की form में रखता है. CPU में ये रजिस्टर अलग – अलग capacity के होते है. जैसे – 2-bit register, 4-bit register या 8-bit register etc. इसी memory unit में रखे डेटा को control unit प्रोसेसिंग के लिए ALU तक ले जाता है.ये मेमोरी एक कंप्यूटर मेमोरी नही होती है, बल्कि इसे CPU की local storage कहा जाता है, जो process किये जा रहे data को hold करके रखती है.

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इन Registers के कई अन्य वर्ग होते है, जिन्हें नीचे दर्शाया गया है:

Memory Address Register (MAR): जब computer Memory से data processing के लिए CPU के पास आता है, तो उसका एक address होता है. उन एड्रेस को store करने के लिए MAR का उपयोग किया जाता है.

Memory Data Register (MDR): यह मेमोरी से receive data या instructions को hold करता है.

Program Counter (PC): ये रजिस्टर आने वाले next instructions को hold करके रखता है.

Current Instructions Register (CIR): Processor द्वारा decode और execute किये जा रहे current instructions को होल्ड करता है.

Accumulator Register (AR): जब कोई प्रोग्राम या निर्देश CPU द्वारा निष्पादित कर दिया जाता है, अर्थात उस process का जब result निकलता है. तो उसे ये AR ही hold करके रखता है.

System Buses

Processor और memory के बीच डेटा को ले जाने के लिए इन system buses का उपयोग होता है. ये cable और connectors से बना एक pathway है. computer system के विभिन्न घटकों के बीच data और control signals का आदान – प्रदान हो सके इसके लिए ये buses एक communication path के रूप में कार्य करती है.

Computer system में मुख्य तीन प्रकार की सिस्टम बस होती है:

Address bus: निर्देश या डेटा के पते ले जाती है.

Data bus: मेमोरी और प्रोसेसर के बीच डाटा को ले जाती है.

Control bus: नियंत्रण संकेतों को ले जाने का काम करती है.

सीपीयू के प्रकार – Types of CPU in Hindi

जब आप कोई नया computer purchase करते या उसे खुद से build करने की सोचते है. तो उसके लिए processor का चयन सबसे महत्वपूर्ण है. क्योंकि आप जानते है, एक CPU (Central Processing Unit) यानी प्रोसेसर किसी computer के सभी important components को handle करता है. एक कंप्यूटर सिस्टम की performance उसके प्रोसेसर पर ही निर्भर करती है. नीचे बताये गए CPU के different types को पढ़कर आप जान पाएंगे कि कौन सा प्रोसेसर आपके कंप्यूटर के लिए बेहतर रहेगा.

Single Core CPUs

इस प्रकार के CPUs एक समय मे सिर्फ एक single process को execute या निष्पादित कर पाते है. Core किसी processor की capacity को निर्धारित करते है. ये सबसे पुराने प्रकार के CPU chips है. जिन्हें पहले के computers में उपयोग किया जाता था. जिन computing device में single-core CPU लगे होते है, उनकी performance बहुत अच्छी नही होती है. खास कर multi-tasking में.

एक से अधिक program या Application चलाने पर आप देखेंगे उनकी processing capacity slow होने लगेगी. processor में single core होने के कारण एक operation पूर्ण होने के बाद ही दूसरे का नंबर आता है. इससे दूसरे ऑपेरशन को processing के लिए इंतजार करना पड़ता है. इस प्रकार के CPUs की performance इनकी clock speed पर निर्भर करती है, जो उनकी power का measurement है.

Dual Core CPUs

नाम से ही पता चलता है, कि इन CPU में two cores होते है. यानी हम कह सकते है, कि इस प्रकार के CPUs में दो processor की क्षमता होती है. अब क्योंकि Dual Core CPUs में दो CPU की क्षमता होती है, तो वे single core के comparison में एक से अधिक operations को perform कर पाते है. इनकी processing speed भी सिंगल कोर वाले सीपीयू की तुलना में अधिक है.

प्रक्रियाओं को करने के लिए ये CPUs जिस प्रद्योगिकी का उपयोग करते है, उसे dual-core technology कहते है. एक बात ध्यान रखने वाली है, कि CPU एक समय मे सिर्फ एक ही प्रक्रिया का निष्पादन कर सकता है. परन्तु इस technology के माध्यम से एक सिंगल silicone chip में two processor cores को combine कर दिया जाता है.

Quad Core CPUs

इसका मतलब है, four cores वाले processor. अर्थात प्रत्येक cores स्वतंत्रता के साथ किसी program को process और execute कर सकता है. आप कह सकते है, की एक computer system का workload चार CPU के पास split अर्थात विभाजित हो जाता है. आजकल के multi-tasking माहौल में इस types के CPU अधिक देखने को मिलते है.

कंप्यूटर पर चलने वाले Program व Operating System, quad-core CPU की क्षमताओं का उपयोग कर पाए इसके लिए उनमे एक खास प्रकार का कोड होता है, जिसे SMT Code (simultaneous multi-threading technology) के नाम से जाना जाता है. इस प्रकार के CPUs, multiprocessor architecture पर काम करते है. उप्पर बताये गए single and dual-core CPUs से क्षमताओं के मामले में ये एक बेहतर प्रोसेसर है.

CPU Models

कंप्यूटर का दिमाग कहे जाने वाले CPU या Central Processing Unit आजकल कई अलग-अलग models में उपलब्ध है. ये मॉडल्स खास कर Intel और AMD जैसी प्रसिद्ध कंपनियों द्वारा बनाये गए है. जिनमे कुछ CPU models निम्नलिखित है.

Core Class (i3, i5, i7 and i9)

Intel ने 2008 में Core “i” series की शुरूवात की थी. इसी मॉडल ने पहले उपयोग होने वाले Core Duo और Solo CPUs की जगह ली थी. ये सभी processor models अलग – अलग performance वाले सिस्टम के लिए बनाए गए है. यदि आप Intel के इन models को उपयोग में लेना चाहते है. तो आपको इनके बीच का difference पता होना चाहिए.

Core i3: Intel के इस प्रोसेसर मॉडल को casual user और budget gamer के लिए design किया गया है. i3 processor आमतौर पर 4 cores व 4 thread पर आधारित होता है.

Core i5: ये CPU, 6 cores और 6 thread पर आधारित है, जिसे एक heavy user की जरूरतों को ध्यान में रखकर बनाया गया है.

Core i7: इस CPU model में Core i5 की तरह ही 6 cores होते है, लेकिन number of threads 12 होते है. जिसकी वजह से ये heavy cpu uses या multitasking में काफी मदद करता है. अगर आप उच्च स्तर का computer system चाहते है, तो Core i7 एक बेहतरीन विकल्प है.

Core i9: ये अभी सबसे latest Core processor है, जिसमे 10 cores और 20 threads मौजूद है. हाल ही में लॉन्च हुवा Core i9 अब तक का सबसे बेहतरीन processor है.

Pentium Class (Pentium, Celeron, Xeon)

सबसे पहले Pentium CPU model को Intel द्वारा 1993 में पेश किया गया था. ये General purpose computers में सबसे ज्यादा इस्तेमाल होने वाले CPU models थे. हालांकि 2006 में जब core line के प्रोसेसर पेश किए गए तब इनका उपयोग काफी हद तक कम हो गया. परन्तु आज भी Pentium 4 dual core को काफी PCs में उपयोग किया जाता है.

AMD (Athlon, Duron, Sempron, Opteron, Phenom, Ryzen)

AMD दुनिया की दूसरी सबसे बड़ी CPU manufacturer कंपनी है. इसने अपना पहला Pentium-compatible CPU (K5) 1994 में पेश किया था. इसके बाद AMD ने अपने बाकी processor models को एक के बाद एक बाजार में उतारा. उप्पर दिए गए नाम इसके द्वारा पेश किए गए मॉडल्स है.

इसके अलावा भी कई दूसरे CPU models उपलब्ध है. परन्तु उप्पर बताये मॉडल्स सबसे अधिक उपयोग में लिए जाते है. तो अगर आप एक computer system बनाना चाहते है, उसके लिए अपनी जरूरत के हिसाब से processor का चुनाव करना होगा. इसके अलावा यह भी देख ले कि आपके द्वारा चुना गया प्रोसेसर आपके motherboard को support करता हो.

अपना सीपीयू मॉडल कैसे देखे

अगर आप अपने PC के CPU model और उसकी details check करना चाहते है, तो उसके लिए आपको हमारे द्वारा बताए गए तरीके को follow करना है. इस तरीके से न केवल आप अपने सीपीयू के बारे में जानकारी प्राप्त कर पाएंगे बल्कि एक computer system की overall technical specifications को भी देख पाएंगे. CPU models के बारे में जानने के क