İşlemci Nedir? Ne İşe Yarar?

Günlük olarak sıklıkla kullandığın bilgisayarlar, tabletler ve telefonlar belli kapasitedeki işlemciler ile çalışıyor.  Bu tür elektronik ürünlerin merkezi işlem birimi olarak görev yapan işlemci nedir, sorusu, bu yazının ana temasını oluşturuyor. İşlemci nasıl açılır, en temel özellikleri nelerdir; işlemci nesilleri, frekansı ne anlama geliyor ve işlemci almadan önce nelere dikkat edilmelidir, hepsinin cevabı burada. Okumaya devam ederek sen de işlemci hakkında detaylı bilgilere sahip olabilirsin.

İşlemci Nedir?

Yukarıda da kısaca bahsettiğimiz gibi işlemci, bir bilgisayar veya elektronik cihazın merkezi işlem birimidir. Diğer bir deyişle işlemci, bilgisayardaki "beyin" olarak düşünülebilir. Bu birim veri işleme, hesaplama ve komutları yürütme görevlerinden sorumludur. Ayrıca Bir işlemci, bir veya daha fazla işlemci çekirdeği (core) içerebilir. Her çekirdek, işlemci üzerinde bağımsız olarak çalışabilen ve komutları işleyebilen bir işlemci birimidir. Çok çekirdekli işlemciler, aynı anda birden fazla işlemi paralel olarak gerçekleştirebilir. Böylece her biri daha hızlı ve daha verimli bir şekilde çalışabilir.
İşlemci nedir ne işe yarar, kısaca öğrendikten sonra aşağıda işlemcilerin genel özelliklerini görmek de mümkün.

İşlemci Özellikleri

İşlemci özelliklerini aşağıda maddeler halinde görebilirsin.
İşlemcinin üzerinde bulunan bağımsız işlem birimi sayısını ifade eder. Çok çekirdekli işlemciler, aynı anda birden fazla işlemi paralel olarak gerçekleştirme yeteneğine sahiptir. Bu, çoklu görevlerin daha verimli bir şekilde işlenebilmesini sağlar.
Önbellek, işlemcinin sık kullanılan verilere daha hızlı erişmesini sağlar ve işlemcinin hızını artırmak ve bellek erişim süresini azaltmak için kullanılan hızlı bir bellek türüdür.
İşlemci mimarisi ise işlemcinin iç yapısını ve çalışma prensiplerini ifade eder. Mimariler, işlemcinin performansını, enerji verimliliğini ve diğer özelliklerini belirleyebilir. Örnekler arasında x86, x86-64, ARM, PowerPC gibi mimariler bulunur.
İşlemcilerin azami ısınma kapasitesi de bulunur. İşlemcilerin maksimum ısınma gücünü ifade eden TDP değeri, işlemcinin tipik olarak ne kadar güç tüketeceğini ve buna bağlı olarak ne kadar ısı üreteceğini gösterir.
Simultaneous Multi-Threading – SMT olarak belirtilen bir diğer özellikleri ise işlemcilerin işlemcinin paralel işlem yeteneklerini artırır ve daha verimli çoklu görev işleme sağlar. Bu özellik, her fiziksel çekirdeği birden fazla sanal çekirdek gibi davranabilen işlemcilerde bulunur.
Saat hızı ise işlemcinin bir saniyedeki döngü sayısını ifade eder. Ölçüm birimi genellikle gigahertz (GHz) şeklindedir. Daha yüksek saat hızı, işlemcinin daha hızlı çalışmasını sağlar ve işlemci performansını etkiler.

İşlemcilerin Çalışma Prensibi

Konu işlemciler olunca akla ilk gelen sorular arasında “işlemci nasıl çalışır” da yer alıyor. İşlemciler, veri işleme ve komut yürütme gibi temel görevleri gerçekleştirmek için karmaşık bir çalışma prensibine sahip. İşlemcinin çalışma prensibi genel olarak şu adımlardan oluşur:

• İşlemci, bir program tarafından gönderilen komutları alır. Komutlar, işlemcinin anladığı komut setine (instruction set architecture) göre biçimlendirilmiş olmalıdır.


• İşlemci, aldığı komutları deşifre eder ve komutun işlem tipini ve gerektirdiği verileri belirler. Bu adımda, işlemcinin kontrol devresi komutu doğru bir şekilde yürütmek için gerekli işlem bilgilerini belirler.


• İşlemcinin bellek ve kaynaklara erişmesi gerekebilir. Bellekten veya önbellekten gerekli verileri alır veya gerekli hesaplama veya işlem yapmak için giriş çıkış aygıtlarına erişim sağlar.


• İşlemcinin ana işlem birimi, komutun gerektirdiği işlemi gerçekleştirir. Bu adım, matematiksel hesaplamaları, mantıksal işlemleri veya diğer veri işleme operasyonlarını içerir. İşlemcinin içindeki çekirdekler, komutları paralel olarak işleyebilir. Böylece daha hızlı ve verimli bir işlem gerçekleştirilebilir.


• İşlemci, yürütülen işlem sonucunu ilgili birime veya bellek hücresine kaydeder. Bu, işlem sonuçlarının saklandığı ve gelecekteki işlemlerde kullanılabileceği bir depolama alanıdır.


• İşlemcin, bir programın akışını kontrol etmek için karar verme ve yönlendirme işlemlerini gerçekleştirir. Koşulların kontrolü, döngülerin işlenmesi ve programın akışının belirlenmesi gibi işlemler bu adımda gerçekleştirilir.

Bu adımlar sürekli olarak tekrarlanır ve işlemci, komutları hızlı bir şekilde işleyerek programın çalışmasını sağlar. İşlemcinin içindeki kontrol devresi ve zamanlama mekanizmaları, bu adımları düzenler ve işlemci bileşenlerinin senkronize bir şekilde çalışmasını sağlar. Unutulmamalıdır ki bu temel çalışma prensibi, işlemcinin mimarisi ve tasarımına bağlı olarak değişebilir ve farklı işlemci mimarileri, farklı adımlar ve işlem mantığı kullanabilir. Şimdi ise sırada işlemci nesilleri var. Bakalım farklı işlemci nesilleri nelermiş.

İşlemci Nesilleri Hakkında

İster bilgisayar ister telefon ister tablet satın alırken gördüğünüz işlemci nesilleri bilgisi, ürünün farklı özelliklerine göre çeşitlenmekte. İşlemci teknolojisinin zamanla ilerlemesiyle ortaya çıkan farklı gelişim aşamalarını ifade eden bu nesillerden bazıları hemen aşağıda:

• İlk Nesil İşlemciler: 1970'lerin başında ortaya çıkan ilk mikroişlemciler, genellikle 4-bit veya 8-bit işlemcilere sahipti. Örnek olarak Intel 4004 ve Intel 8008 sayılabilir.


• 8-bit ve 16-bit İşlemciler: 1980'lerde 8-bit ve 16-bit işlemci mimarileri popüler hale geldi. Örneğin Intel 8080, Zilog Z80 ve Motorola 68000 bu dönemde yaygın olarak kullanılan işlemcilerden sadece birkaçı.


• 32-bit İşlemciler: 1980'lerin sonu ve 1990'ların başında 32-bit işlemcilerin yükselişi söz konusuydu. Bu dönemde Intel 386, Motorola 68020 ve IBM POWER mimarisi gibi işlemciler ortaya çıktı ve büyük sükse yaptı.


• 64-bit İşlemciler: 2000'lerin başında 64-bit işlemciler yaygınlaştı. Bu nesil işlemciler, daha geniş veri yolları ve daha büyük bellek adresleme kapasiteleri sunar. Örnek olarak Intel Core 2 Duo ve AMD Athlon 64 sayılabilir.


• Çok Çekirdekli İşlemciler: 2000'lerin ortalarından itibaren çok çekirdekli işlemciler önem kazandı. Bu işlemciler, bir işlemcinin içinde birden fazla işlem birimi (çekirdek) bulundurarak paralel işleme yeteneklerini artırdı. Intel Core i7 ve AMD Ryzen işlemci ailesi bu nesle örnek olarak verilebilir.


• Gelişmiş Mikro mimariler: Günümüzde işlemci nesilleri, gelişmiş mikro mimarilerle birlikte gelir. Örneğin Intel'in Core serisi işlemcileri (Core i3, i5, i7, i9), AMD'nin Zen mimarisi (Ryzen serisi) bu nesle örnek olarak gösterilebilir.

İşlemci Frekansı Ne Anlama Geliyor?

Tüm bunların yanı sıra işlemci frekansı nedir, diye merak edenlerin de merakı da burada gideriliyor. Okumaya devam ederek işlemci frekansı hakkında detaylı bilgiye sahip olman mümkün.
İşlemci frekansı veya saat hızı, bir işlemcinin bir saniyedeki döngü sayısını ifade eder. Ölçüm birimi genellikle gigahertz (GHz) olarak kullanılır.  Daha yüksek frekans değeri, işlemcinin daha hızlı çalışmasını sağlar ve komutları daha hızlı işleyebilir. Yüksek frekans ise işlemcinin veri işleme, hesaplama ve komut yürütme hızını artırır. Bununla birlikte işlemcinin frekansı, performansı etkileyen tek faktör değildir. İşlemcinin çekirdek sayısı, önbellek boyutu, işlem mimarisi ve diğer faktörler de önemlidir. Ayrıca frekans, işlemcinin saat sinyalleri ile belirlenir. İşlemcinin kontrol devresi, belirli bir frekansta sinyal üreterek işlemcinin döngüsünü senkronize eder. Bu saat sinyali, işlemcinin tüm bileşenlerinin işlemleri eş zamanlı olarak gerçekleştirmesini sağlar.

İşlemci Alırken Dikkat Edilecekler

Bilgi işlemci nedir, sorusunu cevaplamaya çalıştığımız bu yazının son bölümünü işlemci alırken dikkat edilecekler konusuna ayırıyoruz. Aşağıda işlemci satın almadan önce nelere dikkat etmen gerektiğini beş madde halinde bulabilirsin.

1. Performans: İşlemcinin performansı, hızlı ve verimli bir şekilde işlem yapma yeteneğini belirler. İşlemcinin saat hızı (frekans), çekirdek sayısı ve önbellek boyutu gibi faktörler performansı etkiler. Planladığın kullanım senaryosuna ve ihtiyaçlarına uygun bir performans düzeyine sahip bir işlemci seçmeni tavsiye ederiz.


2. İşlemci Mimarisi: İşlemci mimarisi, işlemcinin iç yapısını ve çalışma prensiplerini belirler. Farklı işlemci mimarileri; performans, enerji verimliliği ve özellikler açısından farklılık gösterir. Örneğin Intel'in x86 mimarisi ve AMD'nin Zen mimarisi farklı tasarımlara sahiptir. İşlemci mimarisi, işlemcinin desteklediği komut seti, önbellek yapısı ve paralel işleme yetenekleri gibi özellikleri de etkiler.


3. Bellek Desteği: İşlemcinin desteklediği bellek tipi, hızı ve maksimum bellek kapasitesi gibi faktörler önemlidir. Bellek hızı ve kapasitesi, işlemcinin veri erişimi ve işlem performansını etkiler. İşlemcinin desteklediği bellek türleri (DDR3, DDR4, DDR5) ve bellek hızı desteği gibi özelliklere dikkat etmek yararlı olacaktır.


4. Uyumluluk: İşlemci, seçtiğin anakart ve diğer sistem bileşenleriyle uyumlu olmalı. Anakartın işlemci soketi ve desteklediği işlemci türleriyle uyumlu bir işlemci seçmek oldukça önemli. Ayrıca işletim sistemi ve diğer yazılımlarla da uyumlu olmasına dikkat etmek gerekir.


5. Bütçe: İşlemci fiyatları farklı seviyelerde olabilir. İhtiyaçlarına ve bütçene uygun bir işlemci seçerek tasarruf etmen mümkün. Performans gereksinimlerini karşılayacak en iyi fiyat/performans oranına sahip işlemciyi bulmaya çalış.

Ayrıca bilgisayar çeşitleri hakkında ayrıntılı fikir sahibi olmak istersen Bilgisayar Çeşitleri Nelerdir? başlıklı yazımıza mutlaka göz atmalısın.