دنياي شبكه

فيبر نوري چيست؟

فيبر نوري يا optical-fiber رشته باريك و بلندي از يك ماده شفاف مانند شيشه يا پلاستيك است كه مي تواند نوري را كه از يك سمت وارد شده از سمت ديگر خارج كند. اين كابل ها در يك لوله محافظ مناسب در محيطي كه كابل نصب شده است، قرار مي گيرند.

پهناي باند كابل هاي فيبر نوري بسيار بيشتر از كابل هاي معمولي مي باشد، با فيبر نوري مي توانيد تلوزيون، تلفن، ويدئو كنفرانس و ساير داده ها را به آساني با پهناي باند بالا تا حداكثر 10 گيگابيت منتقل كنيد.

استفاده از كابل هاي فيبر نوري تقريباً روش جديدي است كه خانه و محل كار را به اينترنت متصل مي نمايد. وقتي اسمي از كابل هاي فيبر نوري به ميان مي آيد، اولين چيزي كه به ذهن هر كسي خطور مي كند سرعت بالاي انتقال مي باشد. در واقع ، كابلهاي فيبر نوري كه براي اينترنت استفاده مي شود داراي سرعت بالايي به خصوص در مسافت هاي طولاني هستند.

در واقع فيبر نوري اطلاعات را بصورت سيگنال هاي الكتريكي يا الكترومغناطيسي ارسال نكرده بلكه اطلاعات را بصورت نور با طول موج ليزر ارسال مي كند. بنابراين، شما از يك طرف سيگنال ديتاي خود را به پالس هاي نوري تبديل و بصورت ۰ و ۱ نوري ارسال كرده و از طرف ديگر اين صفر و يك ها را تشخيص داده و به سيگنال هاي الكتريكي تبديل مي كند.

تاريخچه كابل فيبر نوري:

از طرفي ديگر ايده استفاده از شكست براي هدايت نور براي اولين بار در سال 1840 توسط Daniel Colladon و Jacques  Babinet در پاريس پيشنهاد شد. شايد بتوان گفت كه اولين سير تكاميلي سيستم ارتباط نوري توسط الكساندر گراهام بل در سال 1880 صورت گرفت. گراهام بل اختراع تلفن نوري يا فوتون يا سيستمي كه صدا را تا فاصله چند صد متري منتقل مي كند به ثبت رساند.

كاكو و كوكهام انگليسي براي اولين بار استفاده از شيشه را بعنوان محيط انتشار مطرح كردند. آن‌ها مبناي كار خود را دستيابي به سرعتي حدود 100 مگابيت بر ثانيه و بيشتر بر روي محيط‌هاي انتشار شيشه قرار دادند. كه البته اين سرعت انتقال با تضعيف زياد انرژي همراه بود. اين دو محقق انگليسي، كاهش انرژي را تا آنجا مي‌پذيرفتند كه كمتر از 20 دسي بل نباشد.

اگر چه آنان در رسيدن به هدف خود ناكام ماندند، اما شركت آمريكائي (كورنينگ گلس) به اين هدف دست يافت. در اوايل سال 1960 ميلادي با اختراع اشعه ليزر ارتباطات فيبرنوري ممكن گرديد. در سال 1966 ميلادي، دانشمندان در اين نظريه كه نور در الياف شيشه‌اي هدايت مي‌شود پيشرفت كردند كه حاصل آن از كابلهاي معمولي بسيار سودمندتر بود. چرا كه فيبرنوري بسيار سبكتر و ارزانتر از كابل مسي است و در عين حال ظرفيت انتقالي تا چندين هزار برابر كابل مسي دارد.

توسعه فناوري فيبرنوري از سال 1980 ميلادي به بعد باعث شد كه همواره مخابرات نوري بعنوان يك انتخاب مناسب مطرح باشد. تا سال 1985 ميلادي در دنيا نزديك به 2 ميليون كيلومتر كابل فيبر نوري نصب شده و مورد بهره برداري قرار گرفته ‌است.

همچنين در اوايل دهه شصت فعاليت هاي پژوهشي در زمينه فيبر نوري صورت گرفت كه منجر به برپايي مجتمع توليد فيبر نوري در پونك تهران شد و در سال 1367 كارخانه توليد فيبر نوري در يزد به بهره برداري رسيد. از اين رو، استفاده از كابل‌هاي نوري در ديگر شهرهاي بزرگ ايران آغاز شد تا در آينده نزديك از طريق يك شبكه ملي مخابرات نوري به يكديگر بپيوندند. در همان سال نيز نخستين خط مخابراتي نوري بين تهران و كرج به كار افتاد و تا به امروز ادامه دارد.

آشنايي با ساختار كابل فيبر نوري :

ساختار كابل فيبر نوري با توجه به نوع و كاربرد داراي اجزاء مختلفي هستند كه اين اجزا شامل موارد زير است:

1. فيبر نوري
2. تيوب (محل قرار گيري فيبر نوري)
3. لايه هاي حفاظتي
4. روكش

1.فيبر نوري:

فيبر نوري به دو بخش اصلي تقسيم مي شود:

• هسته (core): فيبر نوري از جنس شيشه (يا پلاستيك) است كه سيگنال هاي نوري در آن حركت مي كنند.
• Cladding: كه از جنس شيشه يا پلاستيك مي باشد و داراي ضريب شكست متفاوتي است كه باعث برگشت نور منعكس شده به داخل هسته مي شود. فيبر نوري معمولا توسط Coting كه يك لايه ي محافظتي در برابر شرايط محيطي است، پوشيده شده است.

2. تيوب (Tube):

تيوب ها اولين لايه مركزي كابل هستند كه تارهاي فيبر طبق رنگ بندي هاي استاندارد درون آن قرار مي گيرند. تعداد تيوب ها حداكثر تعداد رشته هاي فيبر درون كابل را نشان مي دهد.

براي مثال هر تيوب مي تواند حداكثر تا 6 تار فيبر را درون خود جاي دهد پس اگر كابلي با 6 تيوب كه هر تيوب 6 فيبر در خود جاي مي دهد داشته باشيم ،اين كابل از حداكثر 36 تا هسته فيبر نوري پشتيباني مي كند. همچنين اگر تعداد تيوب ها از يك ميزاني بيشتر شود، از يك محوري كه معمولاً از جنس پلاستيكي (FRP) يا آهني (Steel) است، براي جلوگيري از به هم تابيدگي آن ها استفاده مي شود.

3ـ لايه هاي حفاظتي:

لايه هاي حفاظتي متنوعي وجود دارد كه هر كدام از آنها وظيفه ي خاصي بر عهده دارند كه عبارتند از:

• مواد ژله اي: اين لايه خاصيت ضد آب و ضدخورندگي توسط جانوران را داشته و از فيبر نوري در برابر آب و جويدگي جانوران موذي محافظت مي كند.
• لايه ها و يا نوارهاي جاذب رطوبت: اليافي است از جنس پلي استر شبيه به پارچه كه مهمترين وظيفه آن جذب رطوبت و جلوگيري از نفوذ آن به لايه هاي بعدي مي باشد.
• آرمورد: پوشش فلزي از جنس آهن يا آلومينيوم است كه از فيبر در برابر ضربات و صدمات محافظت مي كند.

4ـ روكش ها:

روكش ها بيروني ترين لايه هاي كابل هستند كه عموماً از جنس پلي اتيلن كه مقاومت و انعطاف پذيري بالايي دارند و PVC كه خصوصيت بارز آن انعطاف بالاي آن ها مي باشد، ساخته مي شوند. PE ها خود از چهار نوع High Density، Middle Density، Low Density، LSZH تشكيل مي شوند كه هر يك داراي ويژگي هاي خاصي هستند:

• High Density مقاومت بالايي دارد اما انعطاف پذيري آن ها پايين است.
• Middle Density كه مقاومت و انعطاف پذيري آن ها در يك سطح مي باشد.
• Low Density كه داراي مقاومت پايين و انعطاف پذيري بالايي هستند.
• LSZH ضد اشتعال مي باشد.

انواع كابل فيبر نوري:

كابل هاي فيبر نوري به طور كلي به دو دسته Single mode و Multi mode دسته بندي مي شوند:

• Single mode:

كابل هاي فيبر نوري Single mode يا تك حالته نور را به طور مستقيم و بدون شكست عبور مي دهند. قطر كابل هاي فيبر نوري تك حالته نسبتا باريك و تقريبا برابر 8.3 تا 10 ميكرون است، كه اجازه انتقال تنها يك حالت يا اشعه ي نور در فاصله ي 1310nm يا 1550nm مي دهد.

به همين دليل هنگامي كه نور در هسته ي فيبر نوري single mode جا به جا مي شود، يك انعكاس كوتاه توليد مي شود. اين امر باعث مي شود كه ضريب استهلاك فيبر كاهش يابد و اين توانايي را ايجاد مي كند كه سيگنال بتواند جلوتر برود.

در نتيجه كابل فيبر نوري تك حالته در مسافت هاي طولاني و اپليكيشن هايي كه داراي پهناي باند بالايي هستند، مورد استفاده قرار مي گيرد. همچنين اين كابل ها پهناي باند بالاتري نسبت به كابل هاي چند حالته دارند و به يك منبع نوري با عرض طيفي باريك نياز دارند. فيبرنوري تك حالته سرعت انتقال بالاتري را در اختيار شما قرار مي دهد و تا 50 برابر فاصله بيشتر از كابل هاي فيبر نوري چند حالته ارائه مي دهند، در نتيجه قيمت اين كابل ها بيشتر مي باشد.

• Multimode:

كابل هاي فيبر نوري چند حالته يا Multimode ازالياف شيشه اي ساخته شده اند كه  قطر هسته آن ها تقريبا برابر 50 تا 100 ميكرون است و سايز معمول آن ها تقريبا برابر 62.5 است. اين نوع كابل ها، چند حالت را به صورت همزمان انتقال مي دهند در نتيجه، داده هاي بيشتري مي توانند از هسته ي كابل فيبر نوري Multimode در يك زمان عبور كنند. منبع نوري اين كابل‌ها LED ها هستند و نور را در پرتوهاي متفاوت با طول موج‌هاي متنوعي منتشر مي‌كنند كه اين پرتوها بسته به نوع كابل، شكل انتشارهاي مختلفي را در طول كابل دارند.

 كابل‌هايSingle mode  به دو دسته OS1 و OS2 تقسيم مي‌شوند. كه تفاوت اين دو دسته در طول موج و نحوه انتشار نور در هسته آن ها مي‌باشد.

كابل‌هاي Multi mode به پنج  دسته OM1، OM2، OM3، OM4 و OM5 تقسيم مي‌شوند. در كابل‌هاي نوع OM1,OM2 نور با برخورد به ديواره clad شكسته مي‌شود و طول كابل را طي مي‌كند كه تكنولوژي ساخت هسته اين نوع كابل‌ها step-index ناميده مي شود.
اما، در كابل‌هاي نوع OM3,OM4 هسته كابل با تكنولوژي Graded-index توليد مي‌شود كه در اين نوع كابل ها نور پس از چندين بار شكست، زماني كه به پوشش clad كابل برخورد مي كند، با ضريب شكست و انحراف بسيار كمي در طي طول كابل منتشر مي شود. همچنين به تكنولوژي ساخت كابل‌هاي OM3,OM4، تكنولوژي فيبرهاي متحد المركز نيز گفته مي‌شود.

انواع فيبر نوري Single Mode:

كابل Single Mode داراي هسته بسيار كوچكتر (8-9um) نسبت به كابل Multimode است و از يك مسير (حالت) براي حمل نور استفاده مي كند. تفاوت اصلي بين OS1 و OS2، ساختار كابل است نه مشخصات نوري.

-OS1 Single Mode :

هر فيبر داراي پوشش دو لايه محافظ خاص خود (كدگذاري شده براي شناسايي) است. يك لايه پلاستيكي و ديگري آكريلات ضد آب است. بافر محكم اجازه مي دهد تا كابل سبك تر و انعطاف پذيرتر باشد و نسبت به خرد شدن مقاوم باشد. كاربرد اين كابل هاي فيبر نوري در داخل ساختمان حلقه هاي محلي از راه دور، LAN ها و پيوندهاي نقطه به نقطه در شهرها ، ساختمان ها ، كارخانه ها ، پارك هاي اداري يا پرديس ها مي باشد

-OS2 Single Mode:

همه فيبرها به غير از پوشش بيروني آنها لخت هستند. هر فيبر داراي يك پوشش رنگي براي شناسايي است. به غير از اين پوشش، فيبر درون يك لوله ناهموار و مقاوم در برابر سايش ، كه معمولاً با ژل نوري پر شده است و الياف را از رطوبت محافظت مي كند ، شناور مي باشد. OS2 مي تواند از سرعت بيش از 100G و مسافت بيش از 200 كيلومتر (124 مايل) پشتيباني كند. كابرد اين كابل هاي فيبر نوري در خطوط راه آهن و راه هاي باريك راه دور telco ، استفاده در خيابان ها و غيره مي باشد.

انواع فيبر نوري Multimode:

مشخصات الياف چند حالته توسط استاندارد ISO / IEC 11801 مشخص شده است. در كابل هاي نوري Multimode سيگنال هاي نوري هنگام حركت به سمت هسته، نور را در چندين مسير پراكنده مي كند. اين امر باعث پهناي باند بالاتر در مسافت هاي كوتاه تا متوسط مي شود.

با اين حال، در كابل هاي طولاني تر، چندين مسير از نور مي تواند باعث انحراف در انتهاي مسير شده و در نتيجه انتقال داده ها نامشخص و ناقص صورت گيرد. به همين دليل، Multimode ها تنها براي مسافت هاي كوتاه استفاده مي شود.

ـ OM1:

رنگ كاور: نارنجي

اندازه هسته: 62.5ميكرومتر

نرخ داده: طول موج 1Gb  850nm

فاصله: تا 300 متر

كاربرد: شبكه هاي مسافت كوتاه ، شبكه هاي محلي (LAN) و شبكه هاي خصوصي

ـ OM2:

رنگ كاور: نارنجي

اندازه هسته: 50ميكرومتر

نرخ داده: طول موج 1Gb  850nm

فاصله: تا 600 متر

كاربرد: شبكه هاي مسافت كوتاه ، شبكه هاي محلي (LAN) و شبكه هاي خصوصي

عموماً براي مسافت هاي كوتاهتر مورد استفاده قرار مي گيرد. و فاصله اي كه مي تواند طي كند دو برابر OM1 مي باشد.

ـ OM3:

رنگ كاور: آبي

اندازه هسته: 50ميكرومتر

نرخ داده: طول موج 10Gb  850nm

فاصله: تا 300 متر

از نور كمتري استفاده مي كند و باعث افزايش سرعت مي شود.

با استفاده از اتصال MPO قادر به اجراي 40 گيگابايت يا 100 گيگابايت تا 100 متر است.

كاربرد: شبكه هاي خصوصي بزرگتر

ـ OM4:

رنگ كاور: آبي

اندازه هسته: 50ميكرومتر

نرخ داده: طول موج 10Gb  850nm

فاصله: تا 550 متر

با استفاده از اتصال MPO قادر به اجراي 100 گيگابايت تا 150 متر هستيد

كاربرد: شبكه هاي پر سرعت ، مراكز داده ، مراكز مالي و شركت هاي بزرگ

ـ OM5:

رنگ كاور: سبز ليمويي

كاملاً با كابل كشي OM3 و OM4 سازگار است.

از طيف وسيع تري از طول موج بين 850nm و 953nm استفاده مي كند.

طراحي شده براي پشتيباني از چند طول موج كوتاه (SWDM).

مي تواند 40 گيگابايت بر ثانيه و 100 گيگابايت بر ثانيه را انتقال دهد.

كاربرد: شبكه ها و مراكز داده با سرعت بالا كه نياز به مسافت بيشتر و سرعت بالاتري دارند.

نحوه انتخاب صحيح كابل فيبر نوري Single mode و Multimode:

اين امر به فاصله انتقال تحت پوشش و همچنين بودجه كلي بستگي دارد. اگر فاصله از چند مايل كمتر باشد، كابل  فيبر نوري چند حالته انتخاب مناسبي است و هزينه هاي سيستم انتقال (فرستنده و گيرنده) پايين خواهد بود. اگر مسافت تحت پوشش بيش از 3 تا 5 مايل باشد، كابل فيبر نوري تك حالته گزينه ي مناسبي خواهد بود. سيستم هاي انتقال كه براي استفاده با اين فيبر طراحي شده اند ، معمولاً هزينه ي بالاتري به دليل افزايش هزينه ديود ليزر خواهند داشت.

كابل هاي فيبر نوري از نظر شيوه قرار گرفتن تارها، خصوصيات كابل و پوشش به سه دسته زير تقسيم بندي مي شوند:

• (Indoor (Tight Buffer
• (Outdoor ( Loose tube
• Indoor & Outdoor

ـ كابل هاي (Indoor (Tight Buffer :

اين دسته كابل‌هايي هستند كه در درون ساختمان (Indoor) مورد استفاده قرار مي گيرند. پوشش داخلي اين كابل‌ها، Buffer Tight است كه رشته نخ‌هايي هستند كه به دور كابل پيچيده شده‌اند و قطر اين روكش ها 900 ميكرومتر است. هسته اين كابل ها توسط پوشش دو لايه محافظت مي شود، لايه اول از جنس پلاستيك است و لايه دوم از جنس اكليريك ضد آب مي باشد كه به صورت مستقيم روي فيبر قرار مي‌گيرند و از ضربه‌هاي كوچك به فيبر جلوگيري مي‌كنند.

اين پوشش ها باعث افزايش انعطاف پذيري كابل مي‌شوند، در نتيجه استفاده از آن را براي كاربردهاي مختلف آسان تر خواهد بود. همچنين اين كابل ها بسيار مقاوم تر از كابل هاي loose-tube مي باشند. كابل هاي Tight Buffer مناسب براي اتصالات WAN يا LAN با طول متوسط، مسافت هاي داخلي طولاني و براي استفاده در زير آب مناسب مي باشند.

ـ كابل هاي (Outdoor (Loose tube :

پوشش اين دسته از كابل‌ها Loose tube است و براي استفاده در محيط هاي بيروني و فضاهاي باز طراحي شده اند. در روش Loose-Tube تارهاي فيبر نوري در يك تيوب پلاستيكي نسبتا سفت و سخت به‌ نحوي قرار مي‌گيرند كه آزادانه امكان حركت داشته باشند.

بسياري از كابل هاي Loose tube داراي ژل مقاوم در برابر آب در اطراف فيبرها مي باشند. اين ژل از فيبرها در برابر رطوبت محافظت مي كند، در نتيجه اين كابل ها براي محيط هايي با رطوبت بالا ايده آل مي باشند. لوله هاي پر شده با ژل نيز مي توانند با تغييرات دما گسترش يابد يا منقبض شوند. دو نوع كابل Loose Tube وجود دارد كه عبارتند از:

• Central-Tube :

اين كابل ها، براي Backbone خارجي كاربرد دارد و نصب و راه اندازي اين نوع كابل ها در داكت، تونل، تيوپ و شيارها آسان مي باشد. كابل هاي Central-Tube  داراي يك لوله تو خالي هستند كه فيبرهاي نوري درون آن‌ها قرار دارد و اطراف آن ها با ژل پر شده است.

• Stranded-Tube :

اين كابل ها، براي Backbone خارجي كاربرد دارد و نصب و راه اندازي اين نوع از كابل ها در داكت، تونل، تيوپ و شيارها آسان مي باشد و داراي چندين لوله تو خالي هستند كه فيبرهاي نوري درون آن‌ها قرار دارند كه اطراف آن ها با ژل پر شده است. اين كابل‌ها همچنين داراي عايق مقاوم مركزي هستند كه از Kink يا خم شدن زياد جلوگيري مي كند.

ـ كابل هاي Indoor & Outdoor:

اين دسته كابل‌هايي هستند كه هم در داخل و هم در خارج ساختمان‌ها مورد استفاده قرار مي‌گيرند و برخي از ويژگي‌هاي هر دو نوع كابل‌هاي Indoor و Outdoor را دارند.

رنگ بندي كابل هاي فيبر نوري:

كد رنگ كابل فيبر نوري سيستمي است كه به ما كمك مي كند تا نوع فيبر را به صورت بصري از رنگ روكش فيبر، كانكتور فيبر، بوت فيبر و غيره تشخيص دهيم. رمزگذاري رنگ فيبر نوري براي مهندسين فيبر نوري در حين اتصال كاربردي مي باشد، زيرا فيبرهاي رنگي به اطمينان از تداوم كدهاي رنگي در طي اجراي كابل كمك مي كنند. بنابراين، كدگذاري رنگ كابل هاي فيبر در ارتباطات فيبر نوري مانند كدگذاري رنگ جفت هاي پيچ خورده در سيستم هاي سيم كشي مسي ضروري و مهم مي باشد. اين رنگبندي شامل دو بخش بيروني و داخلي:

ـ كد رنگ روكش خارجي:

رنگ روكش بيروني فيبر و همچنين چاپ روي كابل فيبر نوري در انواع كابل هاي نوري از جمله توزيع شده، كابل هاي به هم پيوسته و كابل هاي Breakout معيار مهمي جهت شناسايي نوع فيبر، اندازه قطر تارهاي نوري و تعداد فيبر مي باشد.

با توجه به استاندارد EIA/TIA-598 كد رنگ فيبر، كد هاي رنگ روكش را براي انواع فيبر تعريف مي كند. بنابراين شما مي توانيد كابل هاي فيبر نوري اي را كه تنها شامل يك نوع فيبر هستند به راحتي از روي رنگ روكش آن ها تشخيص دهيد.

منبع : همه چيزهايي كه شما بايد در مورد كابل هاي فيبر نوري بدانيد

CPU يا پردازشگر چيست؟

هر كامپيوتر به مادربرد و هر مادربرد به CPU نياز دارد. CPU مخفف كلمه Central Processing Unit به معني واحد پردازش مركزي مي باشد، كه تعيين مي كند يك كامپيوتر چقدر مي تواند همزمان پردازش كرده و با چه سرعتي مي تواند آن داده ها را اداره كند. در واقع سي پي يو قلب سرور يا كامپيوتر شماست. در واقع هر آنچه كه ما با رايانه ها و سرورها انجام مي دهيم به خاطر وجود اين پردازنده ها است.

حال پردازنده چگونه اين كار را انجام مي دهد؟سه عمل مهم كه در تمامي كامپيوترهاي روميزي، لپ‌تاپ‌، سرور و حتي سوپركامپيوترها بر عهده­ اين واحد گذاشته شده است كه به شرح زير است:

• Fetch: واكشي
• Decode: رمز گشايي
• Execute: اجرا

تفاوتي ندارد پردازنده سرور باشد يا يك رايانه خانگي اين سه عمل پيچيده، دقيقا به ترتيب عنوان شده صورت مي گيرد. هنگامي كه يك سرور و يا كامپيوتر كار مي كند اطلاعات از سوي واحد حافظه (رم سرور و يا ديگر انواع حافظه ها) به صورت رمزنگاري شده به سمت پردازنده يا همان CPU سرور ارسال مي شود. تا در آن عمليات پردازش انجام شود.حالا ما در اينجا به بررسي اين سه عمل مي پردازيم:

ـ مرحله اول واكشي (Fetch):

هنگامي كه دستورالعمل ها از رم به سمت پردازنده ارسال مي شوند، مرحله واكشي شروع مي شود. در اين مرحله پردازنده دستورالعمل وارد شده را توسط يك شمارشگر، نگه مي دارد. سپس دستورات را در قسمت «رجيستري» ثبت مي كند. فضاي شمارشگر افزايش بيشتري پيدا كرده تا به دستورات بعدي برود.

ـ مرحله دوم رمزگشايي (Decode):

هنگامي كه يك دستور در رجيستري پردازنده ثبت شد، رمزگشايي از آن آغاز مي گردد. در اين مرحله دستورات تبديل به سيگنال هايي مي شوند كه براي انجام و اجرا به بخش هاي مختلف يك پردازنده ارسال مي شود.

ـ مرحله سوم اجرا (Execute):

در نهايت سگينال هايي دريافتي در بخش هاي پردازشي پردازنده اجرا شده و بعد از آن نتيجه در رجيسترها مجدد ثبت مي شود. تمام كار سه عمليات در ظرف مدت چند ميكروثانيه (پالس ساعت) انجام مي شود.

معرفي انواع CPU:

شايد براي شما پيش آمده باشد كه هنگام خريد پردازنده با انواع مختلفي در بازار روبه رو شويد كه شامل:

ـ پردازشگرهاي دسكتاپ:

CPU هاي دسكتاپ براي كامپيوترها توليد شده اند. اين پردازشگرها تا حدودي عملكرد شبيه پردازشگرهاي مخصوص موبايل و سرور داشته و براي برطرف كردن نيازكاربران كامپيوتري استفاده مي شوند. براي مثال يكي از ويژگي هاي اين پردازنده ها، مقاومت بالا در برابر حرارت مي باشد. اين پردازنده ها با Overclocking ( افزايش سرعت) سازگاري بيشتري دارند.

ـ پردازشگرهاي موبايل:

CPU هاي موبايل براي لپ تاپ و دستگاه هاي تلفني مانند تلفن هاي همراه ساخته شده اند. اين پردازشگرها داراي سرعت كمتري بوده و از طرفي برق مصرفي در آنان نيز بسيار كمتر است، به طوري كه در مصرف شارژ گوشي صرفه جويي مي شود.

با اين حال اين پردازنده ها داراي ويژگي هايي هستند كه پردازنده هاي دستكتاپ آن را ارائه نمي دهند مانند مانند فناوري نمايش بي سيم (WiDi). به عنوان مثال اين تكنولوژي سبب انتقال فايل هاي اطلاعاتي به تلوزيون مي شود.

ـ پردازشگرهاي سرور:

پردازنده هاي سرور براي قابليت اطمينان بالا ساخته شده اند. اين پردازنده ها در شرايط سخت از قبيل دماي و بارمحاسباتي بالا مورد آزمايش قرار مي گيرند. اگر پردازنده دسكتاپ شما خراب شود ، كل كامپيوتر غيرفعال مي شود. اما CPU هاي سرور هنگامي كه خراب مي شوند به دليل قابليت Failover سيستم بعدي سريعاً جايگزين مي گردند. همچنين اين پردازنده ها براي كار با فركانسهاي بسيار طراحي شده اند كه به آنها امكان پردازش داده هاي بيشتر را ارائه مي دهند.

ويژگي هاي مختلف پردازنده ها:

بعد از آشنايي با انواع مختلف پردازنده ها، حال مرحله بعدي شناخت ويژگي هايي است كه هر كدام ارائه مي دهند. همه CPU ها ويژگي هاي يكساني را ارائه نمي دهند. در زير به برخي از ويژگي هاي اين پردازنده ها اشاره خواهيم كرد:

ـ هسته (Cores):

كمتر از يك دهه پيش، همه پردازنده ها با يك هسته واحد عرضه مي شدند. امروزه پردازنده هاي تك هسته اي تنها يك استثناء هستند. اين روزها پردازنده هاي چند هسته اي به دليل دسترسي و نرم افزارهاي بيشتر محبوب تر شده اند. پردازنده ها ممكن است از دو تا 8 هسته تشكيل شده باشند. هنگام تصميم گيري در رابطه با تعداد هسته مورد نياز ، ابتدا لازم است بدانيد “چند هسته” به چه معناست.

هنگامي كه پردازنده ها روي يك هسته در حال اجرا بودند، تنها آن يك هسته مسئول رسيدگي به كليه داده هاي ارسال شده به پردازنده بود. اما هنگامي كه تعداد هسته ها بيشتر مي شوند، وظيفه‌ي ارسال داده ها به پردازنده بين هسته ها تقسيم مي شوند كه اين عامل سبب سرعت بيشتر پردازش خواهد شد.

با اين حال به ياد داشته باشيد عملكرد پردازشگر به نرم افزار اجرا كننده آن بستگي دارد. براي مثال اگر يك نرم افزار تنها از 3 هسته از 8 هسته يك پردازشگر استفاده كند، 5 هسته آن بلا استفاده مانده است. براي آنكه هزينه ها را كاهش و ميزان كارايي را افزايش دهيم بهتر است نياز سيستم را با تعداد هسته ها يكسان نماييم.

ـ كش (Cache):

كش پردازنده شبيه حافظه كامپيوتر است. كش پردازنده يك حافظه كوچك و بسيار سريع است كه براي حافظه موقت استفاده مي شود. كه سبب مي شود كامپيوترها فايل هايي كه در پردازنده قرار دارند را خيلي سريع بازيابي كنند. هر چه كش پردازنده بيشتر باشد، اطلاعات بيشتري در آن ذخيره مي شوند.

ـ سازگاري سوكت (Socket Compatibility):

يكي از نگراني ها، هنگام خريد يك پردازشگر سازگاري آن با سوكت مي باشد. سازگاري سوكت رابط بين مادربرد و CPU را امكان پذير مي كند. اگر CPU از قبل بر روي مادربورد قرار گرفته باشد اطمينان حاصل نماييد كه اين كار به درستي انجام شده است.

ـ واحدهاي پردازشگر گرافيكي (GPUs):

بسياري از پردازنده هاي امروزي واحد پردازش گرافيكي يكپارچه دارند كه براي انجام محاسبات مربوط به گرافيك طراحي شده اند. اگر CPU داراي GPU نباشد، كامپيوتر مي تواند از يك پردازشگر گرافيكي مجزاء استفاده نمايد. البته لازم به ذكر است اگر از يك كامپيوتر براي كارهاي گرافيكي بالا استفاده مي كنيد يك CPU با GPU نمي تواند نياز شما را برآورده سازد.

ـ فركانس (Frequency):

فركانس CPU، كه با هرتز (هرتز) اندازه گيري مي شود، سرعتي است كه در آن عمل مي كند. در گذشته، فركانس سريعتر با عملكرد بهتر رابطه مستقيمي داشت اما امروزه اين چنين نيست. در بعضي موارد CPU با فركانس بالاتر، متناسب با زير ساخت عملكرد بهتري را ارائه مي نمايد. در حالي كه فركانس هنوز دليلي بر سرعت پردازنده است، اما ديگر تنها عاملي نيست كه بر سرعت واقعي يك پردازنده تأثير بگذارد.

ـ قدرت طراحي حرارتي (Thermal Design Power):

پردازشگرها گرما توليد مي نمايند. TDP بيانگر اين است كه اين گرما تاچه حد قابل كنترل است. در واقع اين عامل رابطه مستقيمي با سيستم خنك كننده CPU دارد به طوري اگر داراي يك سيستم خنك كننده نباشد بايد به صورت جداگانه نصب گردد زيرا گرماي بيش از حد خطر اصلي براي قطعات كامپيوتري به حساب مي آيد.

بررسي كش CPU و انواع آن:

حال كش CPU به سه سطح تقسيم مي شود كه شامل : 

حافظه كش پردازنده به سه سطح L1، L2 و L3 تقسيم مي شود. اين سطوح حافظه بر اساس سرعت و اندازه حافظه كش تقسيم بندي مي شوند. حال اين سوال پيش مي آيد كه آيا اندازه حافظه كش پردازنده تفاوتي در عملكرد دارد؟

ـ حافظه كش L1:

حافظه كش (سطح 1) سريعترين حافظه اي است كه در سيستم هاي كامپيوتري وجود دارد. از نظر اولويت دسترسي، حافظه كش L1 داراي داده هايي است كه پردازنده به احتمال زياد هنگام انجام يك كار خاص به آن نياز دارد.

كش سطح يك يا L1 بالاترين سطح در طبقه‌بندي كش هاي سي پي يو، بالاترين سرعت و كمترين ظرفيت را داراست اما داراي كم‌ترين زمان تاخير و يا Delay كه تقريبا صفر است، مي باشد كه به دليل نزديكي زياد به پردازنده و يا قرارگيري در خود تراشه CPU است.

 L1 Cache به دو بخش تقسيم مي‌شود:

ـ Instruction Cach حاوي اطلاعاتي درباره عملياتي است كه پردازنده بايد انجام دهد.

ـ Data Cache حاوي اطلاعاتي است كه براي اجراي عمليات لازم مي باشد.

پردازنده‌هاي چند هسته‌اي، براي هر هسته، كش جداگانه L1 دارند.

ـ حافظه كش L2:

حافظه كش L2 (سطح 2) داراي سرعت كمتري نسبت به حافظه كش L1 است اما ظرفيت آن بزرگتر است. در مواردي كه حافظه كش L1 بر حسب كيلوبايت اندازه گيري مي شود، حافظه كش L2 بر حسب مگابايت اندازه گيري مي شود.

حافظه كش L2 بسته به نوع CPU متفاوت است، اما اندازه آن معمولاً بين 256 كيلوبايت تا 8 مگابايت است. اكثر پردازنده ها بيش از 256KB حافظه كش L2 را در خود جاي داده اند و اكنون اين اندازه كوچك در نظر گرفته شده است. بعلاوه، برخي از پردازنده هاي قدرتمند داراي حافظه كش L2 بزرگتر يعني بيش از 8 مگابايت هستند.

وقتي نوبت به سرعت مي رسد، حافظه كش L2 از حافظه كش L1 عقب مي ماند اما هنوز هم بسيار سريعتر از RAM سيستم شما است. حافظه كش L1 معمولاً 100 برابر سريعتر از رم بوده اين در حالي است كه حافظه كش L2 حدود 25 برابر سريعتر است.

ـ حافظه كش L3:

حالا مي رويم به سراغ حافظه كش L3 كه در گذشته، در مادربرد يافت مي شد، زماني كه بيشتر پردازنده هاي مركزي فقط پردازنده هاي تك هسته اي بودند. اكنون اين حافظه كش داراي بيشترين ظرفيت و كمترين سرعت مي باشد.

همانطور كه تا الان متوجه شديد براساس اين تقسيم بندي هر چه به لايه هاي پايين تر مي رسيم سرعت كمتر اما ظرفيت افزايش مي باشد. پس با اين توضيح مي توانيم بگوييم حافظه كش L3 از حافظه كش L2 داراي ظرفيت بيشتر اما سرعت كمتري مي باشد.

انتخاب CPU مناسب:

هنگامي كه بخواهيد يك CPU را انتخاب يا خريد نماييد، ممكن است برخي مشخصات و ويژگي ها داراي اهميت بيشتري در مقابل با ساير مشخصات داشته باشد كه اين مشخصات و ويژگي هاي مورد نظر نسبت به نياز شما متفاوت خواهد بود. به عنوان مثال، كامپيوتري كه براي بازي استفاده مي شود ، به يك پردازنده متفاوت تر از يك كامپيوتري كه تنها براي روزمره استفاده مي شود نياز دارد.

حال شايد اين سوال براي شما پيش آيد كه كدام پردازنده براي من مناسب تر است؟

در زير به گروه هاي مختلفي اشاره خواهيم كرد كه نيازمند خريد CPU هستند كه هر كدام به ويژگي هاي خاصي نيازمندند. اين گروه ها شامل:

ـ كاربران خانگي:

نيازهاي اين كاربران شامل :
ـ سازگاري سوكت
ـ GPU يكپارچه
ـ فركانس

نياز كاربران خانگي با نياز كاربران تجاري و گيمرها (Gamer) بسيار متفاوت است. خوشبختانه از آنجا كه نيازهاي پردازشي يك كاربر خانگي به اندازه ساير گروه ها نيست، معمولاً CPU هاي معمولي و با قيمت مناسب مي توانند به راحتي نيازهاي آنان را برطرف نمايند.

تنها كاري كه بايد انجام شود بررسي تطابق پردازنده با مادربورد مي باشد. اين به معناي بررسي سازگاري سوكت است. همچنين در صورت انتخاب CPU ابتدا بايد يك مادربرد سازگار انتخاب شود.
هنگام خريد CPU ، مدلي را در نظر بگيريد كه داراي يك پردازنده گرافيكي يكپارچه است كه شايد هيچ استفاده اي از آن نشود به همين دليل خريد يك پردازنده ساده كفايت مي كند. همچنين اين امر خريد و نصب يك پردازنده گرافيكي جداگانه را از بين مي برد.

عامل مهم ديگر فركانس است كه بايد آن را در نظر گرفت. هرچه فركانس بالاتر باشد، كامپيوتر سريعتر عمل مي كند. اما كاربران خانگي نياز به سرعت بالايي ندارند و براي آنان سرعت 1 گيگاهرتز يا بالاتر كافي خواهد بود.

ـ كاربران كسب و كارهاي خانگي ( افراد دوركار):

نيازهاي اين كاربران شامل :
ـ هسته
ـ حافظه
ـ فركانس

اگر يك كسب و كار را از خانه خود اداره مي كنيد، نيازهاي CPU شما با نياز كاربران خانگي كمي متفاوت خواهد بود. در ابتدا بايد نيازها و سپس بودجه خود را بررسي كرده تا بتوانيد پردازشگر متناسب با آن را انتخاب نماييد.

تعداد هسته هاي مورد نياز خود را در نظر بگيريد. بيشتر كاربران مشاغل خانگي با يك پردازنده چهار هسته اي عملكرد خوبي خواهند داشت. با اين حال اگر نيازهاي محاسباتي شما فشرده تر باشد، مانند برنامه نويسي و طراحي گرافيكي، بايد در انتخاب نوع پردازشگر بيشتر دقت نماييد. اگر از يك نرم افزاري استفاده مي كنيد كه هشت هسته از پردازشگر را استفاده مي كند

حتما خريد يك CPU هشت هسته اي را مد نظر قرار دهيد.
عامل ديگر ميزان حافظه مورد نياز است. مادربرد و نوع سيستم عامل در حال اجرا نيز مي تواند بيانگر ميزان پشتيباني از رم باشد. فركانس عامل ديگري است كه بايد مورد توجه قرار گيرد. در حالي كه فركانس تنها چيزي نيست كه سرعت يك پردازنده را تعيين مي كند ، اما تأثير قابل توجهي دارد. نرم افزار مورد استفاده تاثيري مستقيمي بر ميزان سرعت مورد نياز دارد.

به عنوان مثال، هنگام استفاده از نرم افزار فتوشاپ بطور منظم ، يك CPU با سرعت حداقل 2GHz بهترين عملكرد را خواهد داشت.

ـ كاربران مشاغل كوچك:

نيازهاي اين كاربران شامل :
ـ قيمت
ـ سازگاري
ـ BGA يا LGA

نيازهاي CPU در يك تجارت كوچك از نيازهاي يك كاربر خانگي متفاوت است. هنگام خريد يك CPU بايد به قيمت، سازگاري و اينكه آيا CPU داراي سوكت BGA يا LGA است ، توجه كنيد. براي اكثر كسب و كارهاي كوچك هزينه كمتر در اولويت قرار دارد.

به همين دليل، هزينه يكي از اصلي ترين فاكتورهايي است كه هنگام خريد CPU بايد در نظر گرفت. عامل ديگر سازگاري است كه بايد در نظر گرفت. اطمينان حاصل كنيد كه CPU انتخاب شده با ديگر اجزاي كامپيوتر مانند مادربرد، سوكت و حافظه سيستم سازگار است.

علاوه بر اين، در نظر بگيريد كه آيا اتصالات سوكت BGA است يا LGA. در صورت تمايل به جايگزيني CPU در هر زماني، بايد از اتصالات LGA استفاده كرد. زيرا اتصالات BGA لحيم كاري شده اند و جايگزيني آنان كاري غير ممكن است. از طرف ديگر اتصالات LGA اتصالات پين هستند كه در صورت لزوم مي توانند به برق متصل و يا از آن جدا شوند.

ـ كاربران شركتي:

نيازهاي اين كاربران شامل :
ـ هسته
ـ فركانس
ـ قدرت طراحي حرارتي

نياز پردازشي كاربران شركتي متفاوت است. براي اين كاربران پردازشگري نياز است كه بتواند كليه نياز محاسباتي آنان را برطرف نمايد و يا به عبارتي پردازشگري كه براي حجم كاري سنگين طراحي شده اند. هنگام خريد يك پردازشگر به تعداد هسته آن توجه نماييد.

به خاطر داشته باشيد كه همواره تعداد هسته بيشتر بهتر نيست. براي مثال نرم افزاري كه تنها از 4 هسته استفاده مي كند نياز به يك پردازنده هشت هسته اي ندارد.

علاوه بر اين ، فركانس CPU را در نظر بگيريد. فركانس مورد نياز به حجم كاري بستگي دارد. برخي از شركت ها به فركانس 2 گيگاهرتز يا كمتر و برخي ديگر به فركانس 4 گيگاهرتز يا بيشتر نياز دارند. در هنگام خريد CPU ، به نيازهاي نرم افزاري كه شركت به طور روتين از آن استفاده مي كند توجه كنيد و حتماً مطابق با نياز آنان فركانس مورد نظر را انتخاب نماييد.

قدرت طراحي حرارتي (TDP) عامل ديگري است كه بايد مورد توجه قرار گيرد. در برخي مشاغل به دليل حجم زياد كاري ممكن است CPU گرماي زيادي را ايجاد نمايد. حتما TDP را در CPU بررسي نماييد كه سيستم خنك كننده بتواند آن را خنك نمايد. اين كار باعث جلوگيري از گرم شدن بيش از حد كامپيوتر و آسيب رسيدن به ساير اجزاء مي گردد.

ـ گيمرها:

نيازهاي اين كاربران شامل :
ـ هسته
ـ فركانس
ـ قدرت طراحي حرارتي

نياز گيمرها در مورد قدرت پردازش يك كامپيوتر بسيار متفاوت است. اگر نمي خواهيد در هنگام بازي تاخير را تجربه كنيد، به CPU اي نياز داريد كه بتواند تمام داده هايي را كه بايد پردازش كند، مديريت نمايد.
اولين موردي كه بايد در نظر بگيريد اين است كه به پردازشگر چند هسته اي نياز داريد. درست است كه گيمرها به پردازنده هاي قدرتمندي احتياج دارند، اما لزوماً تعداد هسته بيشتر نشان دهنده قدرت بيشتر نيست. تعداد هسته هاي مورد نياز يك گيمر با توجه به تعداد هسته هايي كه نرم افزار بازي مي تواند از آن استفاده كند تعيين مي شود.

علاوه بر تعداد هسته هاي يك پردازنده ، فركانس نيز داراي اهميت مي باشد. اگر فركانس يك پردازنده كند باشد، تأثير مستقيمي بر روي عملكرد بازي خواهد داشت. براي برخي از گيمرها فركانس 3.8 گيگاهرتز يا بيشتر مورد نياز خواهد بود اما برخي ديگر ممكن است به يك فركانس پايين تري نياز داشته باشند.

عامل ديگري كه بايد به آن توجه كرد TDPمي باشد. اين امر به اين دليل است كه CPU به سرعت گرم مي شود. شما بايد مطمئن باشيد كه داراي سيستم خنك كننده اي هستيد كه مي تواند از گرم شدن بيش از حد اجزاء جلوگيري نمايد.

ـ سرورها:

نيازهاي آنان شامل :
ـ هسته
ـ قدرت طراحي حرارتي
ـ قدرت پردازش

CPU هاي سرور يكي از پركارترين پردازشگرها در جهان به شمار مي روند. آنها بايد پردازش اطلاعات زيادي در مدت زمان كوتاه انجام دهند. به همين دليل، قبل از خريد CPU، بايد نيازهاي سرور خود را مورد توجه قرار دهيد.

ابتدا بايد تعداد هسته هاي مورد نياز خود را بررسي كنيد. با وجود هسته هاي بيشتر، سرور مي تواند دستورات بيشتري را مديريت كند. از طرفي ديگر بايد TDP را در CPUها در نظر گرفت. بيشتر CPU هاي سرور داراي واحدهاي خنك كننده نيستند. اين بدان معني است كه بايد يك واحد خنك كننده مجزا را خريداري كرد.

هنگام خريد يك CPU براي سرور، توانايي هاي مربوط به قدرت پردازش پردازشگر را نيز در نظر بگيريد. در حالي كه هسته ها اطلاعات CPU را كنترل مي كنند، قدرت پردازش دقيقاً مشخص مي كند كه CPU در هر زمان معيني چقدر داده را پردازش مي كند.

ـ كاربران تلفن همراه:

نيازهاي اين كاربران شامل :
ـ هسته
ـ سازگاري سوكت
ـ فركانس

در گذشته پردازنده هاي تلفن همراه تك هسته اي بودند. اما امروزه تلفن هاي همراه با پردازنده هاي چند هسته اي وجود دارند. هنگام خريد پردازنده براي دستگاه تلفن همراه ، تعداد هسته هايي كه پردازنده به آن نياز دارد را در نظر بگيريد.

سازگاري سوكت يكي ديگر از عواملي است كه بايد هنگام خريد CPU هاي موبايل در نظر بگيريد. بسياري از پردازنده هاي موبايل از انواع BGA هستند. اين بدان معني است كه آنها روي مادربرد لحيم مي شوند. به همين دليل پردازنده اي انتخاب نماييد كه سوكت آن از نوع LGA باشد.

مانند ساير كاربران ديگر، كاربران تلفن همراه نيز بايد فركانس CPU مورد نظر خود را در نظر بگيرند. اگر CPU داراي فركانس پايين باشد، به احتمال زياد نمي تواند انتظارات را برطرف نمايد. فركانس بالاتر به معناي سرعت بالاتر است، به اين معني كه كاربر منتظر بارگذاري و اجراي برنامه ها نخواهد ماند.

منبع : معرفي انواع cpu