Baştan Sona: İşlemci Çeşitleri ve Özellikleri Neler?

BEĞENDİM

ABONE OL

News

0

“İşlemci” denildiğinde genellikle insanların aklına doğrudan “CPU (Central Processing Unit) gelir. Ancak piyasada irili ufaklı çok farklı işlemci (veya mikro işlemci) çeşidi var.

Aslına bakarsanız tüm işlemciler farklı gayelere hizmet eden entegre devrelerdir. CPU, GPU ve çeşitli mikro denetimciler entegre devrelerden başka bir şey değil, ancak nanometre ölçeğinde. Çipler çok küçük kablolarla birbirine bağlanmış milyarlarca MOSFET veya transistöre sahiptir, milyarlarca kapı bağlantısı mevcut.

Sonuç olarak, bir çipin üretilmesi çok büyük miktarda kaynak ve zaman gerekiyor. Ar-Ge, testler, prototip aşamaları, üretim süreci ve daha fazlası. Milyonlarca dolar yatırımın yanı sıra, aylar ya da tahminen yıllar alan süreçler var.

İşlemci, sahip olduğunuz hemen hemen birçok elektronik aygıt için temel bir ünitedir. İşlemciler ya da Merkezi İşlem Birimi (Central Processing Unit), verilen komutların işlenmesinden ve yerine getirilmesinden sorumlu bileşendir. Bugün işlemci çeşitlerine, özelliklerine, kullanım maksatlarına ve ortalarındaki farklılıklara değineceğiz.

Merkezi İşlem Birimi yani Central Processing Unit, dizüstü ve masaüstü bilgisayarlarınızda standart olarak kullandığınız PC işlemcisidir. Yıllar önce tek çekirdekli CPU’lar yaygındı, ancak artan hesaplama muhtaçlıkları nedeniyle artık her işlemci birden fazla “çekirdeğinden” oluşuyor. Bu çekirdekler Megahertz (MHz) veya Gigahertz (GHz) ile ölçülen saat suratlarında çalışmakta.

İşlemci, bilgi işlem cihazı olarak tanımlanan makinelerin temel bileşenidir, bu sistemlerin beyni üzeredir. Her zaman silikon tabanlı olarak üretilen bir çipten oluşur. Aygıtın içindeki anakartta (ana elektronik devreleri ve komponentleri bulunduran kart) bulunan ve soket diye isimlendirilen özel bir makanizmaya takılır. Bilgilerin geçici olarak depolandığı ve RAM olarak isimlendirilen bellek modüllerinden başkadır.

CPU, PC genelinde düşündüğümüzde ana kontrol çipidir. Özünde program tarafından kendisine atanan temel aritmetik, mantık, kontrol ve I/O (giriş/çıkış) işlemlerini yürütür. Başka bir deyişle, bir aritmetik mantık birimi (ALU) ve bir kontrol ünitesinden (CU) oluşan nispeten elektronik devre modülüdür. ALU aritmetik ve mantık işlemlerini veya Boole cebirini yürütmekle görevliyken, CU bellekten veri alır ve ALU’ya talimatlar sağlar.

İşlemciler, milyarlarca mikroskobik transistörün tek bir kalıpta birleştirilmesiyle üretilir. Bu transistörler, sistem belleğinde depolanan programları ve komutları çalıştırmak için gereken hesaplamaları yapmakla vazifelidir.

Bu çipler bilgisayarınız için temel bilgi işlem süreçlerini gerçekleştirmekle yükümlü. Aygıtınızın RAM’inde depolanan talimatlar yürütülmek üzere CPU’ya gönderilir. Bu Getirme, Kod Çözme ve Yürütme kademelerinden oluşan üç kısımlı bir sistem. Basit tabirle girdiler alınır, ne olduğu çözümlenir ve istenen çıktı oluşturulur.

CPU’nuz bunu kullanarak işletim sisteminizin yüklenmesinden, programların açılmasına ve hatta elektronik tablo hesaplamalarının yapılmasına kadar her şeye yardımcı olur. Video oyunları gibi kaynak ağırlıklı süreçler CPU’nuza büyük yük bindirir. Ancak bu iş yüklerinin arasında grafik oluşturma, yani rasterizasyon yer almıyor. Raster sürecinden GPU sorumludur.

Günümüzde CPU’lar birden fazla çekirdeğe ve birden fazla iş parçacığına sahip. Böylelikle tek çekirdekli modellerin yetişemediği vazifeler aynı anda gerçekleştirilebiliyor. Ana akım CPU’ların büyük çoğunluğu AMD veya Intel tarafından üretilmekte.

Tek Çekirdekli CPU

CPU’nun “orijinal formu” tek çekirdeklidir. Artık çok çekirdekli ve çok iş parçacıklı işlemciler yaygın olsa da, tek çekirdekli işlemciler olmasaydı hiçbiri olmazdı. 2000’li yıllara kadar daima tek çekirdek barındıran CPU’lar kullanılıyordu.

Çok Çekirdekli CPU

İlk çok çekirdekli CPU 2001 yılında piyasaya sürüldü. O vakitten bu yana geçen yıllarda pazarda IPC ve çekirdek sayılarının artmasıyla daima artan bir rekabet yaşandı. Çok çekirdekli CPU’larla ilgili en ilginç şeylerden biri, belirli bir uygulama üzerindeki tesirlerinin uygulamanın kendisi tarafından belirlenecek olması. Yani isterseniz 100 çekirdeğe sahip olun, kullandığınız yazılım bundan faydalanmıyorsa hiçbir yararı yok.

Birçok uygulama, özellikle de gerçek zamanlı olarak çalıştırılan karmaşık oyunlar veya aktif profesyonel iş yükleri, aynı anda iki veya birkaç çekirdekten fazlasını kullanmak üzere programlanmakta. Geçmişte hem oyun hem uygulama açısından tek çekirdek desteği daha geçerliydi, son yıllarda çoklu çekirdek daha fazla önem kazanmaya başladı.

Çok İş Parçacıklı CPU

Çok çekirdekli CPU’ların yanı sıra, ilk olarak 2002 yılında Intel tarafından tanıtılan çok iş parçacıklı CPU’lar da var. Bu teknoloji Intel tarafından Hyper-Threading, AMD tarafından Simultaneous Multi-Threading (SMT) olarak isimlendiriliyor.

Peki ne işe yarıyor? Bir CPU’nun gerçek zamanlı işlem gücünü artırmasa da, vazifeler ve talimatlar için mevcut bant genişliğini artırarak özellikle sürece, akış ve üretkenlik iş yükleri için yarar sağlıyor.

Eşzamanlı çoklu iş parçacığı veya SMT, tek bir CPU çekirdeğinin aynı anda birden fazla iş parçacığını yönetmesine olanak tanıyan çağdaş işlemci dizaynının bir özelliği. Bu teknoloji, birden fazla iş parçacığının aynı anda çalışmasına izin vererek bir CPU’nun verileri daha verimli bir şekilde işleyebileceği fikrinden yararlanmakta. Bir iş parçacığı veri beklerken başka bir iş parçacığı bu boş vakti çalışmak için kullanabiliyor, böylece işlemcinin kaynakları daha etkili bir şekilde kullanılabiliyor. Nihayetinde ise özellikle aynı anda birden fazla uygulama çalıştıran sistemlerde veya çok sayıda iş parçacığını işleyebilen karmaşık yazılımlarda performans ve verimlilik artıyor.

Başka bir şekilde ifade etmek gerekirse SMT, fizikî çekirdek sayısını artırmadan bir CPU’yu daha yetenekli hale getirme metodu. Tıpkı aynı sahada çalışan iki işçinin uyum içinde işleri yürütmesi gibi. Biri duraklaması gerektiğinde başkası işe hız kesmeden devam edebilir. SMT elbet teknoloji dünyasına kazandırılmış çok önemli bir çözüm. Avantajları, bir işlemcinin veri kullanılabilirliğindeki gecikmeler nedeniyle beklemek ve zaman kaybetmek zorunda kalacağı senaryolarda daha bariz şekilde ortaya çıkar. Karmaşık hesaplamalar veya veri sürece gibi belirli misyonlar, tek bir fizikî işlemcinin iki ayrı işlemci gibi çalışmasını sağladığı için bu teknolojiden önemli ölçüde faydalanabilir.

Ana Akım (Tüketici) CPU

İnternet ortamında reklamı yapılan CPU’ların birden fazla ana akım diye tabir edilen, genel kullanıcı kitlesine yani son tüketiciye hitap eden CPU’lardır. Bu ürün segmenti, AMD ve Intel’in en yüksek IPC ve en düşük fiyatlara (geniş tüketici tabanı için cazip) sahip CPU’larını öne çıkardığı yer.

En azından sunucu ve iş istasyonu sınıfıyla kıyaslandığında durum böyle. Ancak bazı üst seviye masaüstü PC işlemcileri (Core i9 ve Ryzen 9) epeyce pahalı olabilir, HEDT fiyatlarına yaklaşabilir.

Sunucu ve İş İstasyonu CPU’su

Sunucu ve iş istasyonu pazarı, AMD ve Intel’in büyük paralar kazandığı bir pazar. Bu güçlü CPU’lar ana akıma göre çok daha büyük boyutta, farklı tür anakartlara takılıyor ve sekiz kanal bellek desteği gibi ekstra özellikler sunuyor. Tek çekirdek performansı bakımından Intel Core Ultra ve AMD Ryzen ailesinin altında kaldığı zamanlar olabilir. Ancak çok fazla sayıda çekirdek ve iş parçacığı taşıyor. Ayrıca daha fazla RAM desteği, RAM kanalları ve yüksek PCIe çizgileri gibi ekstra özellikler göreceksiniz.

Devasa çipler, her şeyden çok ham iş hacmine odaklanan bir pazarda satılıyor. Kurumsal sınıf sunucularda düzinelerce anakart raflara monte ediliyor, ayrıca her anakarta dört tane sunucu CPU’su takılabiliyor. Hepsinin birleşimiyle birlikte ortaya muazzam çekirdek sayıları çıkıyor.

Intel tarafında “Xeon”, AMD tarafında ise “EPYC” markası bu sektöre yönelik.

HEDT (High-End Desktop) CPU

Üst Seviye Masaüstü anlamı taşıyan HEDT, ana akım ve sunucu segmentinin arasında yer alıyor. Yeni seri HEDT işlemciler genellikle ana akım ve sunucu sınıfına kıyasla daha az sıklıkla piyasaya sürülmekte.

İş istasyonlarına hitap eden HEDT CPU’lar çekirdek sayısı bakımından yine ikisinin arasında. Yine aynı şekilde farklı anakartlar gerektiriyor. Sunucu sektörü kadar olmasa da, yine masaüstüne kıyasla daha üstün bağlantı özellikleri sağlanıyor.

Son yıllarda Ryzen 9 ve Ultra 9 (eski kuşaklarda Core i9) işlemcilere eklenen çekirdeklerin sayısı önemli oranda arttı. Bu nedenle ana akım ve HEDT arasındaki sonlar biraz bulanıklaştı. Yeni masaüstü ana akım CPU’lar epey güçlü hale geldi.

AMD, birkaç yılda bir “Threadripper” olarak isimlendirdiği yongalarını piyasaya sürüyor. Intel’in hem Core i7 hem de Core i9 HEDT CPU’ları var, genellikle bunlar “Extreme Edition” olarak isimlendiriliyor. Başlangıçta sırf sunucu kullanıcılarına yönelik olarak pazarlanan bazı Xeon CPU’lar da Intel tarafında HEDT segmentine giriyor.

Kilitli (OC Desteksiz) CPU

Basit haliyle, hız aşırtmayı desteklemeyen işlemcilere kilitli (locked), ya da çarpan kilidi kapalı CPU deniyor. Eğer overclock ile işiniz yoksa ve standart bir kullanıcıysanız bu sizin için olumsuz bir şey değil.

Kilitli çiplerin ayarlarıyla oynayamaz, çekirdek saat frekanslarını manuel olarak değiştiremezsiniz. Üretici tarafından belirtilen “boost/turbo” frekansların ötesine geçemezsiniz. Bununla birlikte, kilitli bir işlemciyi güçlü VRM‘lere sahip bir anakartla ve iyi bir soğutucuyla kullanırsanız frekans suratları daha istikrarlı hale gelir, turbo frekans kıymetlerinin son noktasına kadar ulaşırsınız. Ayrıca yüksek frekanslarda daha uzun süre kalabilirsiniz.

Kilitsiz (OC Destekli) CPU

Kilitsiz (unlocked) olarak etiketlenen bir işlemci hız aşırtmayı destekliyor demek. Hız aşırtma, CPU tarafından ayarlanan klasik “yükseltilmiş saat hızından” farklı. Boost frekanslarda kontrol tamamen CPU’dadır. Overclock ise kullanıcı tarafından manuel olarak yapılır.

• İşlemci Nasıl Overclock Edilir?

CPU’sunu overclock eden bir son kullanıcı, daha fazla performans elde etme umuduyla saat suratını ve voltajını artırır. Bu süreç içinde soğutma performansının iyi olması gerekir ki istenilen sonuçlara ulaşsın.

Üst seviye CPU’larda en iyi kararlı hız aşırtmaların peşinde koşmak, birçok meraklı için birincil gayedir ve sabırlı oldukları sürece diğer herkes için paralarının karşılığını daha fazla almanın güzel bir yolu olabilir.

Dahili grafik yongasına sahip olan işlemciler için genellikle “APU” tarifini kullanıyoruz lakin bu tam olarak doğru değil. Bazı CPU’lar entegre grafiklerle (iGPU) birlikte gelirken Intel bunun için özel bir isimlendirme kullanmıyor. APU tabiri ise aslında AMD tarafından kullanılıyor.

Günümüzde neredeyse her masaüstü ve mobil Intel işlemci içerisinde güçlü veya zayıf bir iGPU barındırıyor. AMD daha öncesinde masaüstü CPU’larına dahili grafik üniteleri dahil etmiyordu. Sadece güçlü entegre GPU’ya sahip “G Serisi” işlemcilere “APU” diyorduk. Artık Ryzen 7000 Serisi itibarıyla tüm çipler temel işlevler için dahili grafik çiplerine sahip. Daha güçlü grafik çipleriyle desteklenen APU’ların yeri hala ayrı elbette. Şimdi tüm işlemciler APU kategorisine girmiş oldu, işler biraz karmaşık hal aldı. Ancak sonunda ‘G’ eki alan güçlü grafikler bulunan modeller için “gerçek APU” diyebiliriz.

İşin temeline bakarsak Intel’in dahili grafiklere sahip işlemcileri için de “APU” tabirini kullanabiliriz. En basit haliyle APU, aynı kalıp üzerinde hem CPU hem de GPU içeren mikroişlemciler için kullanılan bir pazarlama terimi. APU kavramı ilk olarak 2006 yılında AMD’nin Fusion projesi tarafından ortaya atıldı, ancak 2011 yılına kadar kullanıma sunulmadı.

APU’ların ilginç yanı HSA uyumlu olmaları; Intel’in bu terimi entegre grafik yongaları için kullanamamasının nedeni de bu. HSA, Heterojen Sistem Mimarisi (Heterogeneous System Architecture) anlamına geliyor; CPU’lar ile GPU’ların aynı veri yolu üzerinde paylaşılan bellek ve misyonlarla entegrasyonuna olanak tanıyan, satıcılar arası spesifikasyon setlerini ifade ediyor. Bu terim, AMD ve Intel’in dahil olmadığı diğer bazı satıcılar tarafından kurulan HSA Vakfı tarafından tanımlanmış.

Intel, HD Graphics (veya Iris, Xe grafikleri) olarak bilinen kendi entegre GPU (iGPU) serisine sahip. Aslında temel mantık aynı olsa da HSA özellikleri sunmadığı için bir APU olarak sınıflandırılmıyor. Teknik olarak, HD Graphics adı verilen  dahili GPU’lar yine aynı şekilde Intel CPU’ların içinde yer alıyor. Ancak teknik farklılıklar nedeniyle tam olarak APU olarak kabul edilmiyor. Sonuç olarak, CPU ve GPU yine tek bir yonga kalıbı içinde yer alıyor.

Tıpkı bir CPU veya GPU gibi APU’lar da hız aşırtılabilir. APU’lar kutudan çıktıklarında performansları sınırlı olduğundan dolayı deneme yapılabilir lakin overclock yaparken büyük beklentiler içine girmemek gerekiyor.

Birden fazla elektronik sistemi tek bir çipe entegre etmek için tek bir çipte çözüm sağlayan SoC, çağdaş elektroniğin önemli bir etkeni. Çip üzerinde sistem dediğimizde aslında tek bir parça halindeki yonga bütününden, diğer bir tabirle işlemciden bahsediyoruz. Ancak bu entegre devrenin içerisinde işlemci (CPU), grafik sürece birimi (entegre GPU), mikrokontrolcü, çevresel denetimciler (USB, depolama için), bellek, giriş/çıkış (I/O) bağlantı noktaları, özel sinir ağı devresi ve radyo modemleri (Bluetooth veya Wi-Fi için) gibi birçok ayrı bileşen yer alabilir.

Başka bir deyişle, SoC dediğimiz süreçle bunların hepsi tek bir katmanda tutuluyor. Tüm bu bileşenlerin tek bir alt katman üzerinde bulunması, SoC’lerin daha az güç kullanması ve çok çipli muadillerine göre daha az yer kaplamasına olanak sağlıyor. SoC’ler Objelerin İnterneti (Internet of Things-IoT) ve mobil bilişimin büyümesiyle giderek daha popüler hale geliyor.

İşlemci çipin “beynidir”, talimatları yürütmekten ve hesaplamaları yapmaktan sorumludur. Bellek, işlemcinin erişmesi için verileri ve talimatları depolar. Giriş/çıkış arabirimleri çipin sensörler, ekranlar veya diğer çipler gibi diğer bileşenler veya aygıtlarla iletişim kurmasını sağlar. Grafikler bildiğiniz gibi görüntü çıkışından sorumlu. Modemler Wi-Fi ve Bluetooth kontaklarını yönetiyor. İşte tüm bu fonksiyonların yekpare küçük bir yongada yapıldığını düşünün.

Özetleyecek olursak SoC, bilgisayarın veya diğer elektronik sistemin gerekli tüm bileşenlerini tek bir çip üzerine entegre eden bir mikroçip cinsini ifade ediyor. Kullanım alanı ise hayli yaygın. Her şeyi bir arada toplayan bu sistemler başta akıllı telefonlar, tabletler, IoT aygıtlar olmak üzere Nintendo Switch, PlayStation ve Xbox gibi konsollar, Raspberry Pi bilgisayarlar, Arduino kartları ve STEM kitleri gibi birçok aygıtta kendine yer buluyor. Ayrıca SoC cinsinde işlemcilere sahip dizüstü bilgisayarların sayısı da her geçen dün artıyor.

Mikroişlemciler, gömülü bir sistemde belirli bir görevi yerine getirmek üzere optimize edilmiş son derece kompakt işlemcilerdir. Bir mikrodalga fırındaki veya bir aracın elektronik kontrol ünitesindeki nispeten küçük entegre devreler mikroişlemcilere birer örnek.

Mikrokontrolcü, gömülü bir sistemde belirli bir işlemi yönetmek için tasarlanmış kompakt bir entegre devredir. Bazen gömülü denetimci veya mikro denetimci birimi (MCU) olarak da isimlendirilen mikro denetimciler, otomobil motor kontrol sistemlerinde, robotlarda, ofis makinelerinde, tıbbi cihazlarda, mobil radyo alıcı-vericilerinde, otomatlarda ve ev aletleri gibi çok çeşitli aygıtta bulunabilir.

Gömülü işlemciler, genel amaçlı bir bilgisayar olarak hizmet vermek yerine daha büyük bir aygıttaki belirli bir fonksiyonu kontrol etmek için tasarlanmış mikroçiplerdir. Gömülü sistemlerin otomobillerde, robotlarda, cihazlarda ve daha birçok alanda uygulamaları var.

DSP’ler matematiksel formüller ve algoritmalar kullanarak gerçek zamanlı dijital sinyalleri işlemek için optimize edilmiştir. Çeşitli elektronik cihazlarda ses, video, görüntü ve konuşma işlemeye güç sağlar.

Medya işlemcileri ses, video, grafik, kripto para ve görüntü sürece gibi iş yüklerini son derece verimli bir şekilde işlemek üzere özel olarak tasarlanmıştır. Vektör ve kayan nokta süreçlerinde mükemmel işler çıkarabilirler.

Tensor Processing Unit (Tensör Sürece Birimi), makine tahsili iş yüklerini hızlandırmak için kullanılan, Google tarafından özel olarak geliştirilmiş uygulamaya özel bir entegre devredir. Başka bir deyişle, Google’ın kendi TensorFlow yazılımını kullanan, nöral ağ temelli makine tahsili için Google tarafından özel olarak geliştirilmiş bir yapay zeka hızlandırıcısı. TPU’lar aslında bir tür ASIC’dir.

Google, TPU’ları 2015 yılında dahili olarak kullanmaya başladı ve 2018’de bunları hem bulut altyapısının bir parçası olarak hem de çipin daha küçük bir sürümünü satışa sunarak üçüncü tarafların kullanımına sundu.

TensorFlow ise Google’ın yapay zeka ve makine tahsili gibi işlerde, vazifeleri ve veri akışını denetimli ve verimli tutmak için geliştirdiği yazılım kütüphanesine verdiği isim. İçinde birçok farklı yazılımı barındırıyor ve yazılım kadar donanım tarafından da etkileniyor.

Kuantum işlemci olarak da bilinen QPU, belirli hesaplama tiplerini günümüz bilgisayarlarındaki işlemcilerden çok daha hızlı yapmak için elektronlar veya fotonlar gibi parçacıkların davranışını kullanan bir kuantum bilgisayarın beynidir.

QPU’lar, kuantum mekaniği adı verilen yeni fizik kolunda tanımlanan süperpozisyon prensibine dayanıyor. Bir foton veya elektronun durumu meçhuldür. Süperpozisyon ise foton, fonon, elektron vs. gibi parçacıklar için geçerli olan bir duruma verilen isimdir. Başka bir deyişle QPU’lar, bir parçacığın aynı anda birçok durumda olma yeteneğine dayanan tamamen farklı yaklaşım üzerine inşa edilmiştir.

Buna karşılık CPU’lar, GPU’lar ve DPU’ların tümü, klasik fizik unsurlarını elektrik akımlarıyla birlikte hayata geçirir. Bu nedenle günümüzde kullandığımız sistemler artık “klasik bilgisayarlar” olarak tanımlanmaya başladı. QPU’lar kriptografiyi, kuantum simülasyonlarını ve makine tahsilini geliştirebilir ve zorlu optimizasyon sorunlarını çözebilir.

Alanda programlanabilir kapı dizisi (FPGA), üretimden sonra bir müşteri veya dizayncı tarafından yapılandırılmak üzere tasarlanmış bir entegre devre çeşidi. Dirençleri, kapasitörleri, transistörleri ve diğer bileşenleri bakır yollarla birbirine bağlayan elektrik devreleri gözünüzün önüne getirin. Pekala devreyi ürettikten ve PCB montajı yapıldıktan sonra bileşenler arasındaki ilişkiyi değiştirmek isterseniz ne olur? Daha yeni PCB’ler üretmediğiniz sürece bu çok kolay olmayacaktır. 10 katmanlı veya daha karmaşık bir PCB için zaman, çaba, maliyet ve birçok şey gerekir. Bu yüzden tek bir denemede çalıştığından emin olmak gerekir.

Yazılım tarafında işler daha kolaydır. iOS, Android veya Windows işletim sistemleri için yeni bir sürüm piyasaya çıktığı zaman bazı sorunlar yaşanabilir. Şirketler, birkaç gün içerisinde hata düzeltmeleri ve güncellemeler yapabilir. Ancak bir ASIC (CPU, GPU, Aİ çipleri) söz konusu olduğunda, üretildikten sonra milyarlarca transistörden tek bir adedinin bile temasını değiştiremezsiniz. İşte bu noktada FPGA devreye giriyor.

FPGA’larda kontaklar ve kablolar programlı olarak yeniden düzenlenebiliyor. Herhangi bir mantık kapısı taklit edilebiliyor, istendiği şekilde herhangi bir kombinasyonda birbirine bağlanabiliyor. FPGA’lar çoğunlukla SRAM tabanlıdır, bu nedenle teorik olarak onları milyonlarca kez yeniden programlayabilirsiniz.

Aslında isimlendirme her şeyi açıklıyor: uygulamaya özel entegre devre. ASIC’ler, belirli bir fonksiyonu veya işlevler kümesini gerçekleştirmek için tasarlanmış özel yarı iletken devrelerdir. CPU’lar ve GPU’lar gibi genel amaçlı işlemcilerin tersine, ASIC’ler belirli bir uygulamanın ihtiyaçlarını karşılayacak şekilde uyarlanır. Belirli bir işe yönelik olduğu için özel optimize edilir, böylelikle performans ve güç verimliliği sağlanabilir. Genel olarak özel tasarım maliyetinin gelişmiş performans, daha düşük güç tüketimi ve azaltılmış form faktörü avantajlarıyla gerekçelendirilebildiği yüksek hacimli eserlerde ASIC denilen devreler kullanılmakta.

Özel tasarlanan yongalar istenilen fonksiyonu gerçekleştirmek için gerekli olan herhangi bir mantıksal, bellek veya analog bileşene sahip olabilir. Bununla birlikte, bir ASIC’in üretimi pahalı ve zaman alıcıdır. Ayrıca FPGA gibi üretildikten sonra yeniden programlanamaz veya değiştirilemez. Dijital sinyal sürece, grafik sürece veya şifreleme gibi yüksek hacimli, düşük değişkenlik ve kararlı uygulamalar için çok daha uygun.

Bir ASIC, transistörler ve diğer bileşenleri içeren özel tertibinin bir silikon plaka üzerine kazındığı fotolitografi adı verilen süreçle üretiliyor. Bu düzen, basit mantık kapılarından karmaşık dijital sinyal sürece devrelerine kadar değişebilen ASIC’in istenen fonksiyonelliğini uygulamak için kullanılıyor. ASIC’ler için üretim süreci zaman alıcı ve pahalı demiştik; maske oluşturma, wafer üretimi ve paketleme gibi birden fazla adım mevcut. Ancak ilk yatırım yapıldıktan sonra, üretim hacmi arttıkça ASIC’lerin ünite başına maliyeti önemli ölçüde azalabiliyor. Yani yüksek ölçülerde üretim yapılıyorsa uygulamaya özel entegre devreler üretmek epey mantıklı.

AMD ve Intel’in işlemcileri, 32-bit veya 64-bit fark etmeksizin x86 mimarisine dayanır. İki devin işlemcileri x86 komut setini veya 64 bit CPU’lar için x86-64 komut setini kullanmakta.

ARM ise Arm Ltd isimli İngiliz şirket tarafından lisanslanan bir komut seti mimarisi. Odak noktası, masaüstünden çok özellikle akıllı telefonlar, tabletler ve ince dizüstü bilgisayarlar gibi taşınabilir aygıtlar.

32/64-bit masaüstü CPU’lar tarafından kullanılan karmaşık komut seti (Complex Instruction Set Computing, CISC) mimarileri ile karşılaştırıldığında ARM, azaltılmış komut seti mimarisi nedeniyle bazı sınırlamalara sahip olsa da çok daha düşük güç tüketimi sunabiliyor.

RISC-V, esnekliği, modülerliği ve genişletilebilirliği nedeniyle son yıllarda büyük ilgi gören açık kaynaklı bir komut seti mimarisi (instruction set architecture, ISA). ARM’ye karşı önemli bir alternatif ve lisans ücreti yok. Özellikle son birkaç yılda gelişimi hızlandı, teknoloji devlerinin daha fazla ilgisini çekmeye başladı.

Açık kaynaklı demekle neyi kast ediyoruz? Tescilli mimarilerin bilakis, planlara erişebileceğiniz ve uygun gördüğünüz şekilde özelleştirebileceğiniz bir platform: Çok çeşitli özelleştirme seçeneklerine izin vererek geliştiricilerin belirli uygulamalara ve kullanım durumlarına göre uyarlanmış işlemciler üretmesine olanak tanımakta.

Bu durum, gömülü sistemler ve IoT aygıtlarından yüksek performanslı bilgi işlem ve yapay zekaya kadar çeşitli kesimlerde benimsenmesine yol açtı. Uygun maliyetli özel işlemciler üretmek, yenilikçi uygulamalara imza atmak ve sağlam güvenlik uygulamaları oluşturmak mümkün. Değeri geç anlaşılan RISC-V’i herkes özelleştirerek ücretsiz şekilde kullanabiliyor. Bu nedenle bilgi sürecin geleceği olarak kabul edilirken, önde gelen teknoloji devleri tarafından görmeye devam ediyor.

Aslına bakarsanız “GPU” dediğimiz şey de bir işlemci türevi. Esasen “Graphics Processing Unit” sözlerinin baş harflerinden oluşan bir kısaltma var. Yani Grafik Sürece Birimi ya da Grafik İşlemci Birimi anlamına geliyor.

Bir işlemci tipi olsa da diğer mikro işlemciler kadar yaygın değil ve her türlü aygıtta kullanılmıyor. Asıl amacı grafikler oluşturmak, görüntüleri işlemek. Ancak paralel hesaplama yeteneği nedeniyle GPU’nun önemli son yıllarda bir oldukça arttı. Bir dönem kripto para madenciliğinde kullanılıyordu. Şimdi yapay zeka alanında büyük hesaplama performansı sunuluyor.

GPU terimi ilk olarak Sony tarafından 1994 yılında özgün PlayStation konsolunu piyasaya sürdüğünde ortaya atıldı. CPU’lar hayli gelişmiş olsa da tüm her şeyi yapamıyor, yapsa da performanslı şekilde yapamıyor. CPU’lar girdiyi alır ve doğrusal adımlarla işler. Ancak grafik sürece sürecinde sayısız datanın aynı anda işlenmesi gerekir. Grafik Sürece Birimi (GPU), CPU üzerindeki yükü azaltır ve video performansınızı artırır.

Çoğu masaüstü/dizüstü bilgisayar bir CPU ve GPU’ya sahip, ancak durum her zaman böyle olmayabilir. Bazen özellikle düşük fiyat aralıklarında bilgisayarlar özel bir GPU yerine entegre grafiklerle birlikte gelir. iGPU olarak da bilinen dahili grafiklerle neyi kastediyoruz? Merkezi işlem ünitesinin içine entegre edilen, nispeten basit grafik iş yüklerinin üstesinden gelmek amacıyla tasarlanan, harici GPU’lara kıyasla çok daha zayıf olan çipler.

Hem GPU hem de CPU benzer fonksiyonları yerine getiriyor, iş yapma halleri çok farklı. GPU’nun paralel yapısı amacı için özel olarak uyarlanmış. Bu tasarım, yonganın oyun ve video oynatma için gereken saniyede milyarlarca hesaplamayı gerçekleştirmesine yardımcı oluyor.

Paralel tasarım yapısı nedeniyle GPU, büyük veri bloklarını paralel olarak işleyen algoritmalar söz konusu olduğunda daha verimli. Bunun nedeni ise kısmen CPU’ların daha genel amaçlı olması, GPU’ların ise belirli datalarla çalışmak üzere optimize edilmiş olması.

Harici ekran kartında çip çıkarılabilir ve yükseltilebilir ayrı bir PCB üzerinde yer alır. Ayrıca bildiğiniz üzere ekran kartları özelleştirilmiş RAM (VRAM- video RAM) ile birlikte gelir. Bu dahili RAM sayesinde GPU bir tampon oluşturabilir ve siz görüntüleyene kadar hazır edilen, tamamlanmış görüntüleri depolayabilir. Özel GPU’lar anakart ile PCIe yuvası üzerinden iletişim kurar.

Entegre GPU’lar işlemcinin, dolayısıyla da anakartın bir kesimidir. Dahili grafikler, süreçler için sistem RAM’ini kullanıyor ve sonuç olarak özel bir GPU’ya göre çok daha yavaş çalışıyor.

CPU pazarına benzer şekilde önde gelen iki GPU üreticisi var: NVİDİA ve AMD. Grafik dünyasına odaklanan NVİDİA, yıllardır rakibine kıyasla hem pazar payı, hem sunduğu teknolojiler açısından daha üstün. Ancak 2020 yılından beri AMD de önemli işlere imza atmaya başladı ve rakibine yetişmeye çalışıyor. Intel bildiğiniz gibi yıllardır entegre grafikler üretiyor. Yaklaşık bir yıldır harici GPU pazarına atıldılar, teknoloji devinin iddiaları büyük.

Diğer Teknoloji Haberleri İçin Tıklayın / Bursa Haber – Bursa Gündem – Bursa Gündem Haber – Bursa Haberleri – Bursa Son Dakika 

Bizi İnstagram’da Takip Edebilirsiniz / @BursaGündemHaber

Bizi X’de Takip Edebilirsiniz / @BursaGündemHbr

Bizi Facebook’da Takip Edebilirsiniz / @BursaGündemHaber

Bizi Youtube’da Takip Edebilirsiniz / @BursaGündemHaber

Bizi Linkedin’de Takip Edebilirsiniz / @BursaGündemHaber