CPU का पूरा नाम Central Processing Unit (सेंट्रल प्रोसेसिंग यूनिट) है। इसे हिंदी में “केंद्रीय प्रसंस्करण इकाई” कहते हैं।
CPU क्या है और यह कैसे काम करता है?
CPU को कंप्यूटर का दिमाग कहा जाता है। जिस तरह इंसान का दिमाग शरीर के सभी कार्यों को नियंत्रित और निर्देशित करता है, उसी तरह CPU कंप्यूटर के हर छोटे-बड़े काम को संभालता है। यह कंप्यूटर में होने वाली सभी गणनाओं (calculations), डेटा प्रोसेसिंग, और निर्देशों को कार्यान्वित (execute) करने का काम करता है।
CPU के मुख्य भाग
CPU को तीन मुख्य भागों में बाँटा जा सकता है, जो एक साथ मिलकर काम करते हैं:
- ALU (Arithmetic Logic Unit): यह CPU का वह हिस्सा है जो सभी गणितीय (जैसे जोड़ना, घटाना) और तार्किक (जैसे तुलना करना) कार्यों को करता है। जब भी आप कंप्यूटर पर कोई गणना करते हैं, तो ALU ही उस कार्य को पूरा करता है।
- CU (Control Unit): यह CPU का सबसे महत्वपूर्ण हिस्सा है जो कंप्यूटर के सभी हिस्सों को नियंत्रित और निर्देशित करता है। यह तय करता है कि डेटा को कहाँ से लेना है, उसे कैसे प्रोसेस करना है और परिणाम कहाँ भेजना है। यह एक तरह से ट्रैफिक पुलिस की तरह काम करता है, जो सभी ऑपरेशंस को सही क्रम में चलाता है।
- Registers: ये CPU के अंदर बहुत छोटी और तेज़ मेमोरी यूनिट्स होती हैं। इनका काम डेटा और निर्देशों को अस्थायी रूप से (temporarily) स्टोर करना है ताकि CPU उन्हें तुरंत एक्सेस कर सके। ये ALU और CU के बीच डेटा के आदान-प्रदान को बहुत तेज़ बनाते हैं।
CPU की कार्यप्रणाली (Working Principle)
CPU का काम एक चक्रीय प्रक्रिया (cyclic process) में होता है जिसे Fetch-Decode-Execute Cycle कहते हैं:
- Fetch (डेटा प्राप्त करना): CPU सबसे पहले मेमोरी (RAM) से डेटा और निर्देशों को प्राप्त करता है।
- Decode (डेटा को समझना): प्राप्त किए गए डेटा को CPU की भाषा (मशीनी भाषा) में समझा जाता है।
- Execute (निर्देशों को कार्यान्वित करना): अब ALU या कंट्रोल यूनिट उन निर्देशों के अनुसार कार्य को पूरा करते हैं, जैसे कि किसी संख्या को जोड़ना या किसी प्रोग्राम को चलाना।
CPU की गति और प्रदर्शन
CPU की गति को हर्ट्ज़ (Hz) में मापा जाता है, जिसे आमतौर पर गीगाहर्ट्ज़ (GHz) में व्यक्त किया जाता है। एक GHz का मतलब है कि CPU प्रति सेकंड अरबों निर्देश चला सकता है। इसके अलावा, कोर (Core) की संख्या भी CPU के प्रदर्शन को प्रभावित करती है।
एक सिंगल-कोर CPU की तुलना में मल्टी-कोर CPU (जैसे डुअल-कोर, क्वाड-कोर, ऑक्टा-कोर) एक ही समय में कई कार्यों को कुशलता से कर सकते हैं।
आज, इंटेल (Intel) और एएमडी (AMD) CPU बनाने वाली दुनिया की दो सबसे बड़ी कंपनियाँ हैं।
CPU में “कोर (Core)” और “थ्रेड (Thread)” का क्या महत्व है, और क्या ज़्यादा कोर हमेशा बेहतर होते हैं?
जवाब:
कोर (Core): यह CPU का वह हिस्सा है जो गणना (calculations) करता है। एक मल्टी-कोर CPU एक साथ कई काम कर सकता है।
थ्रेड (Thread): यह एक वर्चुअल कोर है जो एक भौतिक कोर (physical core) को दो या दो से अधिक कार्यों को संभालने की अनुमति देता है।
ज़्यादा कोर आमतौर पर मल्टीटास्किंग (जैसे बैकग्राउंड में वीडियो रेंडरिंग करते समय ब्राउज़िंग) के लिए बेहतर होते हैं। हालाँकि, गेमिंग जैसे काम जो सभी कोर्स का उपयोग नहीं करते हैं, उनके लिए सिंगल-कोर स्पीड और क्लॉक रेट (clock rate) ज़्यादा महत्वपूर्ण होते हैं। इसलिए, ज़्यादा कोर हमेशा बेहतर नहीं होते; यह इस बात पर निर्भर करता है कि आप कंप्यूटर का उपयोग किस काम के लिए करते हैं।
CPU में ‘क्लॉक स्पीड’ का क्या मतलब है, और क्या 4.0 GHz CPU हमेशा 3.0 GHz CPU से बेहतर होता है?
जवाब:
क्लॉक स्पीड CPU के साइकिल प्रति सेकंड को मापती है, जिसे गीगाहर्ट्ज़ (GHz) में व्यक्त किया जाता है। एक उच्च क्लॉक स्पीड का मतलब है कि CPU प्रति सेकंड ज़्यादा निर्देश (instructions) निष्पादित कर सकता है।
लेकिन, एक ही क्लॉक स्पीड के CPU हमेशा समान प्रदर्शन नहीं करते। 4.0 GHz का CPU 3.0 GHz CPU से बेहतर हो सकता है, लेकिन यह जरूरी नहीं है। प्रोसेसर की पीढ़ी (generation) और आर्किटेक्चर (architecture) बहुत मायने रखते हैं। उदाहरण के लिए, एक नए आर्किटेक्चर वाला 3.5 GHz CPU, पुराने आर्किटेक्चर वाले 4.0 GHz CPU से बेहतर प्रदर्शन कर सकता है क्योंकि वह प्रति साइकिल ज़्यादा काम कर सकता है।
CPU में कैश मेमोरी (Cache Memory) का क्या काम है और यह RAM से कैसे अलग है?
जवाब:
कैश मेमोरी एक बहुत तेज़ लेकिन छोटी मेमोरी होती है जो CPU के अंदर ही होती है। इसका मुख्य काम उन डेटा और निर्देशों को स्टोर करना है जिनका CPU बार-बार उपयोग करता है। यह डेटा को RAM (रैंडम एक्सेस मेमोरी) से लाने की तुलना में बहुत तेज़ी से एक्सेस करने में मदद करती है, जिससे CPU का प्रदर्शन बेहतर होता है।
RAM (Random Access Memory) एक बड़ी, धीमी मेमोरी है जो CPU के बाहर होती है। यह उन सभी प्रोग्रामों और फ़ाइलों को संग्रहीत करती है जिन्हें आप वर्तमान में उपयोग कर रहे हैं। कैश मेमोरी RAM से कई गुना तेज़ होती है, लेकिन आकार में बहुत छोटी होती है।
‘CPU थर्मलिंग’ क्या है और यह क्यों होता है? क्या यह कंप्यूटर को नुकसान पहुंचा सकता है?
जवाब:
CPU थर्मलिंग एक सुरक्षा तंत्र है जहाँ CPU ज़्यादा गर्म होने पर अपनी क्लॉक स्पीड को स्वचालित रूप से कम कर देता है। यह CPU को ज़्यादा गर्मी से होने वाले नुकसान से बचाने के लिए किया जाता है।
यह आमतौर पर तब होता है जब CPU पर बहुत ज़्यादा लोड होता है (जैसे गेमिंग या वीडियो रेंडरिंग), और कूलिंग सिस्टम (हीट सिंक, पंखे) पर्याप्त नहीं होता। बार-बार और लंबे समय तक थर्मलिंग होने से CPU का जीवनकाल कम हो सकता है और कंप्यूटर के प्रदर्शन में गिरावट आ सकती है, लेकिन यह तुरंत उसे पूरी तरह से खराब नहीं करता।
(Accelerated Processing Unit) क्या है और यह सामान्य CPU से कैसे अलग है?
जवाब:
APU एक प्रकार का माइक्रोप्रोसेसर है जिसमें CPU और GPU (ग्राफिक्स प्रोसेसिंग यूनिट) दोनों एक ही चिप पर एकीकृत (integrated) होते हैं। यह AMD कंपनी का एक विशेष नाम है।
एक सामान्य CPU केवल गणनाएँ करता है और ग्राफिक्स को अलग से संभालने के लिए एक समर्पित ग्राफ़िक्स कार्ड (GPU) की आवश्यकता होती है। APU के अंदर एक GPU होने से, यह बिना किसी अतिरिक्त ग्राफ़िक्स कार्ड के भी वीडियो और गेमिंग ग्राफिक्स को प्रोसेस कर सकता है। यह बजट-फ्रेंडली कंप्यूटरों के लिए एक अच्छा विकल्प है, जहाँ आप अलग से ग्राफ़िक्स कार्ड नहीं लगाना चाहते।