CPU या सेंट्रल प्रोसेसिंग यूनिट, कंप्यूटर का वह प्रमुख कम्पोनेन्ट है, जो सभी निर्देशों को प्रोसेस करता है और सिस्टम के विभिन्न कार्यों का संचालन करता है। यह हर आदेश को समझता है, उसका विश्लेषण करता है, और उसके आधार पर आवश्यक परिणाम प्रदान करता है, इस कारण इसे कंप्यूटर का मस्तिष्क ( Brain of Computer ) कहा जाता है I CPU उन सभी कार्यों का केंद्र बिंदु है, जो कंप्यूटर के भीतर होते हैं, चाहे वह गणनाएँ हों, डेटा प्रबंधन हो, या अन्य हार्डवेयर उपकरणों के साथ समन्वय हो। यह तकनीकी रूप से वह इंजन है, जो कंप्यूटर को जीवंत और क्रियाशील बनाता है। आइए, इस पोस्ट में हम इसके बारे में विस्तार से जानने की कोशिश करते हैं।
- सीपीयू क्या है? | What is CPU?
- CPU के कार्य | CPU Functions
- सीपीयू के घटक | Component of CPU
- सीपीयू के प्रकार | Types of CPU
- सीपीयू आर्किटेक्चर | CPU Architecture
- प्रसिद्ध सीपीयू निर्माता | Famous CPU Manufacturers
- सही सीपीयू का चयन कैसे करें | How to choose a right CPU?
सीपीयू क्या है? | What is CPU?
● CPU, कंप्यूटर का केंद्रीय प्रोसेसर (Central Processor) होता है, जो सभी निर्देशों को प्रोसेस करता है। यह एक इलेक्ट्रिकल सर्किट है, जो मेमोरी यूनिट से निर्देश या सिग्नल प्राप्त करता है, उन पर गणितीय और तार्किक ऑपरेशन्स को लागू करता है, और फिर प्रोसेस किए गए डेटा को वापस मेमोरी में स्टोर करता है। इसके अलावा यह कंप्यूटर के विभिन्न Components के बीच समन्वय स्थापित करता है, जिससे सभी कार्य कुशलता से संपन्न हो सके ।
● CPU (Central Processing Unit) को मुख्य प्रोसेसर (Main Processor), प्रोसेसर (Processor), या माइक्रोप्रोसेसर (Microprocessor) के नाम से भी जाना जाता है। यह कंप्यूटर के मदरबोर्ड पर स्थित CPU सॉकेट में स्थापित होता है।
● CPU को बनाने के लिए अरबों सूक्ष्म ट्रांजिस्टरों ( Billions of microscopic transistors) को एक ही कंप्यूटर चिप पर व्यवस्थित किया जाता है। ये ट्रांजिस्टर विद्युत संकेतों को नियंत्रित करते हैं और CPU को निर्देशों को प्रोसेस करने की क्षमता प्रदान करते हैं। यह उच्च-स्तरीय इंटीग्रेशन और सूक्ष्म इलेक्ट्रॉनिक्स का परिणाम है, जो CPU को अत्यधिक तेज और कुशल बनाता है।
CPU के कार्य | CPU Functions
CPU का मुख्य कार्य कंप्यूटर के अंदर होने वाली गतिविधियों का प्रबंधन करना है। यह तीन मुख्य चरणों में काम करता है:
Fetching | लाना
● CPU कंप्यूटर की मेमोरी से सीधे जुड़ा होता है। जब आप कोई कार्य करते हैं, जैसे कि एक दस्तावेज़ खोलना या एक वेबसाइट पर जाना, तो यह एक निर्देश के रूप में मेमोरी में संग्रहीत होता है। सीपीयू मेमोरी से इस निर्देश को ढूंढता है और अपने अंदर लाता है।
Decoding | डिकोडिंग
● निर्देश जो मेमोरी में संग्रहीत होते हैं, वे मशीन भाषा में होते हैं, जिसे सीधे सीपीयू ही समझ सकता है। सीपीयू इस मशीन भाषा के निर्देश को समझता है और यह निर्धारित करता है कि इस निर्देश का क्या अर्थ है और इसे कैसे निष्पादित किया जाना चाहिए।
Executing | निष्पादन
● एक बार जब सीपीयू निर्देश को समझ लेता है, तो वह उस निर्देश को निष्पादित करता है। निष्पादन के बाद, सीपीयू परिणाम उत्पन्न करता है और उसे मेमोरी में संग्रहीत करता है या फिर स्क्रीन पर प्रदर्शित करता है।
सीपीयू के घटक | Component of CPU
CPU के कंपोनेंट्स कंप्यूटर के मस्तिष्क के भीतर की महत्वपूर्ण इकाइयाँ होती हैं, जो सभी प्रोसेसिंग कार्यों को अंजाम देती हैं। इन कंपोनेंट्स के बिना, CPU का संचालन संभव नहीं होता है। सीपीयू के मुख्य घटक निम्न हैं-
- कण्ट्रोल यूनिट | Control Unit - CU
- अर्थमेटिक लॉजिक यूनिट | Arithmetic Logic Unit - ALU
- रजिस्टर | Register
- कैश मेमोरी | Cache Memory
कण्ट्रोल यूनिट | Control Unit - CU
कंट्रोल यूनिट (Control Unit) CPU का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है, जो कंप्यूटर के अन्य भागों के साथ समन्वय बनाए रखने के लिए जिम्मेदार होता है। इसे सीयू (CU) भी कहा जाता है। इसका मुख्य कार्य कंप्यूटर के संचालन को नियंत्रित करना और निर्देशों को निष्पादित करने की प्रक्रिया को समन्वित करना है।
अर्थमेटिक लॉजिक यूनिट | Arithmetic Logic Unit - ALU
ALU गणितीय और तार्किक ऑपरेशन करने के लिए जिम्मेदार है। यह जोड़, घटाव, गुणा, भाग, तुलना (जैसे कि A<B, A>B) आदि सभी प्रकार की गणनाएं कर सकता है। ALU तार्किक निर्णय लेने में भी मदद करता है, जैसे कि यदि A बड़ा है B से, तो यह कार्य करो।
रजिस्टर | Register
रेजिस्टर्स CPU के महत्वपूर्ण भाग होते हैं, जो प्रोसेसर के अंदर डेटा और निर्देशों को अस्थायी रूप से स्टोर करने के लिए उपयोग किए जाते हैं। ये बहुत ही तेज़ और छोटी मेमोरी इकाइयाँ होती हैं जो प्रोसेसिंग की गति को बढ़ाने में मदद करती हैं।
कैश मेमोरी | Cache Memory
कैश मेमोरी एक विशेष प्रकार की उच्च गति की मेमोरी होती है जो CPU के अंदर या उसके बहुत करीब स्थित होती है। इसका मुख्य उद्देश्य उन डेटा और निर्देशों को तेजी से एक्सेस करने में मदद करना है जो CPU द्वारा बार-बार उपयोग किए जाते हैं।
सीपीयू के प्रकार | Types of CPU
- सिंगल-कोर | Single-Core
- ड्यूल-कोर | Dual-Core
- क्वाड-कोर | Quad-Core
- हेक्सा-कोर | Hexa-Core
- ऑक्टा-कोर | Octa-Core
- डेका-कोर | Deca-Core
- मल्टी-कोर | Multi-Core
सिंगल-कोर | Single-Core
● सिंगल-कोर CPU में केवल एक कोर होता है, जो एक समय में केवल एक ही कार्य को संभाल सकता है। ये प्रोसेसर पुराने समय के कंप्यूटरों में आम होते थे।
● Intel 4004 पहला सिंगल-कोर प्रोसेसर था, जिसे 15 नवंबर 1971 को Intel द्वारा जारी किया गया था।
ड्यूल-कोर | Dual-Core
● ड्यूल-कोर CPU में दो कोर होते हैं, जो एक ही समय में दो अलग-अलग कार्यों को संभाल सकते हैं। इससे मल्टीटास्किंग में सुधार होता है और कंप्यूटर की गति बढ़ती है।
क्वाड-कोर | Quad-Core
● क्वाड-कोर CPU में चार कोर होते हैं, जो एक साथ चार अलग-अलग कार्यों को संभाल सकते हैं। यह वीडियो एडिटिंग, गेमिंग, और भारी सॉफ़्टवेयर चलाने के लिए उपयुक्त होता है।
हेक्सा-कोर | Hexa-Core
● हेक्सा-कोर CPU में छह कोर होते हैं, जो बड़े और जटिल कार्यों को तेजी से प्रोसेस करने में सक्षम होते हैं।
ऑक्टा-कोर | Octa-Core
● ऑक्टा-कोर CPU में आठ कोर होते हैं, जो बहुत भारी और मल्टीटास्किंग कार्यों के लिए बनाए जाते हैं। यह उच्च प्रदर्शन वाले कंप्यूटरों में उपयोग किया जाता है।
डेका-कोर | Deca-Core
● डेका-कोर CPU में दस कोर होते हैं, जो प्रोफेशनल ग्रेड के कार्यों, जैसे कि 3D मॉडलिंग और उच्च स्तर की गेमिंग, के लिए उपयोगी होते हैं।
मल्टी-कोर | Multi-Core
● हम डुअल-कोर, क्वाड-कोर, हेक्सा-कोर, ऑक्टा-कोर, और डेका-कोर प्रोसेसर के बारे में जान चुके हैं। ऐसे प्रोसेसर जिनमें एक से अधिक कोर होते हैं, उन्हें मल्टी-कोर प्रोसेसर कहा जाता है। मल्टी-कोर प्रोसेसर में 12, 16, 32, या उससे अधिक कोर हो सकते हैं, जो उच्च प्रदर्शन और कुशलता के लिए उपयोग किए जाते हैं। जैसे सर्वर, वर्कस्टेशन, और प्रोफेशनल ग्रेड एप्लिकेशन।
सीपीयू आर्किटेक्चर | CPU Architecture
CPU आर्किटेक्चर कंप्यूटर प्रोसेसर की संरचना और डिजाइन को दर्शाता है, जिसमें प्रोसेसर के काम करने के तरीके और उसके विभिन्न Components के बीच डेटा के प्रवाह को Define किया जाता है। यह आर्किटेक्चर यह निर्धारित करता है कि CPU कितनी तेजी से और कुशलता से काम करेगा, और यह किन प्रकार के सॉफ़्टवेयर और ऑपरेटिंग सिस्टम के साथ संगत होगा।
मुख्य CPU आर्किटेक्चर के प्रकार | Types of main CPU architectures
सीपीयू आर्किटेक्चर मुख्य रूप से दो प्रकार के होते हैं , जो निम्न हैं :
RISC (Reduced Instruction Set Computing)
● इसमें कम और सरल निर्देश सेट होते हैं, जिससे प्रोसेसर तेजी से काम कर सकता है। इसका उपयोग अधिकतर स्मार्टफोन और टैबलेट में होता है।
CISC (Complex Instruction Set Computing)
● इसमें जटिल और विस्तृत निर्देश सेट होते हैं, जो प्रोसेसर को जटिल कार्यों को सीधे निष्पादित करने की क्षमता देते हैं। लेकिन थोड़ा धीमा हो सकता है।इसका उपयोग आमतौर पर डेस्कटॉप और लैपटॉप में होता है।
प्रसिद्ध सीपीयू निर्माता | Famous CPU Manufacturers
Intel Corporation
Intel, 1968 में स्थापित, विश्व का प्रमुख CPU निर्माता है। इसके प्रमुख उत्पादों में Intel Core (i3, i5, i7,i9 ), Xeon, और Atom प्रोसेसर शामिल हैं, जो पर्सनल कंप्यूटर, लैपटॉप, और सर्वर के लिए उपयोग किए जाते हैं। Intel की तकनीक उच्च प्रदर्शन और ऊर्जा दक्षता के लिए जानी जाती है।
AMD (Advanced Micro Devices)
AMD, 1969 में स्थापित, ने Ryzen और EPYC प्रोसेसर के साथ CPU बाजार में महत्वपूर्ण प्रतिस्पर्धा पेश की है। Ryzen प्रोसेसर मल्टी-कोर आर्किटेक्चर और उच्च प्रदर्शन के लिए प्रसिद्ध हैं, जबकि EPYC प्रोसेसर सर्वर और डाटा सेंटर के लिए डिज़ाइन किए गए हैं।
ARM Holdings
ARM Holdings plc, जिसे पहले Advanced RISC Machines और मूलतः Acorn RISC Machine के नाम से जाना जाता था, 1990 में स्थापित हुआ था। यह मोबाइल डिवाइस और एम्बेडेड सिस्टम के लिए प्रमुख प्रोसेसर डिज़ाइन करता है। ARM आर्किटेक्चर पावर कुशल और उच्च प्रदर्शन वाले होते हैं, और विभिन्न कंपनियाँ उनके डिज़ाइन को लाइसेंस करके अपने प्रोसेसर बनाती हैं।
Qualcomm
Qualcomm, 1985 में स्थापित, अपने Snapdragon प्रोसेसर के लिए जाना जाता है, जो स्मार्टफोन्स और टैबलेट्स में उपयोग किए जाते हैं। Snapdragon प्रोसेसर उच्च प्रदर्शन, ऊर्जा दक्षता और 5G कनेक्टिविटी के लिए प्रसिद्ध हैं।
IBM (International Business Machines)
IBM, 1911 में स्थापित, हाई-परफॉर्मेंस कंप्यूटिंग और सर्वर प्रोसेसर में विशेषज्ञ है। इसके Power और zSeries प्रोसेसर उच्च प्रदर्शन और विश्वसनीयता के लिए जाने जाते हैं, खासकर मेंनफ्रेम कंप्यूटरों और वर्कस्टेशनों के लिए।
Apple Inc.
Apple, 1976 में स्थापित, ने M सीरीज़ प्रोसेसर (M1, M2, M3) के साथ अपने कंप्यूटर उत्पादों को नई दिशा दी है। ये प्रोसेसर उच्च प्रदर्शन, ऊर्जा दक्षता, और इंटीग्रेटेड ग्राफिक्स के लिए प्रसिद्ध हैं और MacBooks और iPads में उपयोग होते हैं।
NVIDIA
NVIDIA, 1993 में स्थापित, ग्राफिक्स प्रोसेसिंग यूनिट्स (GPUs) के लिए प्रमुख है। इसका Tegra प्रोसेसर मोबाइल और एम्बेडेड डिवाइसेस में उपयोग किया जाता है। NVIDIA का GPU आर्किटेक्चर उच्च-स्तरीय ग्राफिक्स और AI वर्कलोड्स के लिए अत्यधिक प्रभावी है।
सही सीपीयू का चयन कैसे करें | How to choose a right CPU?
CPU चुनते समय निम्नलिखित प्रमुख बिंदुओं पर ध्यान देना महत्वपूर्ण है:
क्लॉक स्पीड | Clock Speed
क्लॉक स्पीड (Clock speed) वह गति है, जिस पर प्रोसेसर निर्देशों को निष्पादित (execute) करता है। इसे गीगाहर्ट्ज़ (GHz) में मापा जाता है, जो बताता है कि एक सेकंड में प्रोसेसर कितनी बार डेटा प्रोसेस कर सकता है। क्लॉक स्पीड जितनी ज्यादा होती है, प्रोसेसर उतनी ही तेज़ी से काम करता है। उच्च क्लॉक स्पीड वाले प्रोसेसर बेहतर प्रदर्शन प्रदान करते हैं।
कोर और थ्रेड्स | Core and Threads
कोर(Core): अधिक कोर वाले प्रोसेसर एक समय में अधिक कार्य कर सकते हैं। गेमिंग और प्रोफेशनल एप्लिकेशंस के लिए ऑक्टा-कोर या डेका-कोर प्रोसेसर बेहतर होते हैं।
थ्रेड्स(Threads): थ्रेड्स की संख्या भी महत्वपूर्ण होती है। अधिक थ्रेड्स वाले प्रोसेसर मल्टीटास्किंग को बेहतर तरीके से संभाल सकते हैं।
कम्पेटिबिलिटी और अपग्रेड विकल्प | Compatibility and Upgrade Options
सही CPU का चयन करते समय कम्पेटिबिलिटी और अपग्रेड विकल्प पर विशेष ध्यान देना आवश्यक है। सबसे पहले, यह सुनिश्चित करें कि चुना हुआ CPU आपके मदरबोर्ड के सॉकेट और चिपसेट के साथ पूरी तरह से compitable है। प्रत्येक CPU को एक विशिष्ट सॉकेट की आवश्यकता होती है, जैसे कि Intel प्रोसेसर LGA 1200 सॉकेट का उपयोग करते हैं, जबकि AMD प्रोसेसर AM4 सॉकेट का समर्थन करते हैं। यदि आपका मदरबोर्ड पुराने सॉकेट या चिपसेट के साथ है, तो नया CPU सही से काम नहीं करेगा।
भविष्य के अपग्रेड की संभावनाओं पर भी ध्यान देना महत्वपूर्ण है। आपके द्वारा चुने गए CPU को ध्यान में रखते हुए, अन्य Components जैसे कि RAM, GPU, और स्टोरेज के साथ Compatibility की जांच करें। यह सुनिश्चित करें कि भविष्य में अन्य घटकों को अपग्रेड करते समय CPU की Compatibility बनी रहे।
इसके अलावा, सीपीयू के चयन में कैश मेमोरी, टीडीपी (थर्मल डिजाइन पॉवर), और ब्रांड विश्वसनीयता जैसे पहलुओं पर भी विचार करना महत्वपूर्ण है।
प्रश्नोत्तर (Question and Answer)
प्रश्न 1: सीपीयू (CPU), कोर (Core) और थ्रेड (Thread) को उदाहरण सहित समझाइये ।
उत्तर: CPU (Central Processing Unit), Core, और Thread: परिचय और विवरण
CPU (Central Processing Unit)
● CPU कंप्यूटर का मुख्य और सबसे महत्वपूर्ण हिस्सा है, जिसे कंप्यूटर का मस्तिष्क (Brain) कहा जाता है। यह सभी निर्देशों को प्रोसेस करता है और कंप्यूटर के सभी हिस्सों के साथ संवाद करता है।
● उदाहरण : CPU को ITI के Principal के रूप में समझ सकते हैं। Principal पूरे संस्थान का प्रबंधन करता है और यह सुनिश्चित करता है कि सभी विभाग और गतिविधियाँ सही तरीके से चल रही हैं। उसी तरह, CPU कंप्यूटर के सभी कार्यों को नियंत्रित करता है।
Core● कोर (Core) CPU चिप का वह महत्वपूर्ण और वास्तविक भाग है जो कंप्यूटर में सभी गणनात्मक कार्यों को पूरा करता है। इसे CPU का सबसे मुख्य हिस्सा माना जाता है, क्योंकि यही वह जगह है जहाँ निर्देशों की गणना होती है और विभिन्न प्रक्रियाओं को निष्पादित किया जाता है। एक CPU में कई Cores हो सकते हैं, और जितने अधिक Cores होते हैं, उतनी ही ज्यादा प्रोसेसिंग पावर होती है।
● उदाहरण :Core को अलग-अलग विषयों (Trades) के लिए Instructors के रूप में समझ सकते हैं। हर Instructor (Core) अपने-अपने विषय (Trade) में Trainees को ट्रेनिंग देता है। जितने ज्यादा Instructors (Cores) होंगे, उतने ज्यादा विषयों (Trades) में प्रशिक्षण दिया जा सकता है।
Threads● थ्रेड (Thread) एक ऐसा कार्य है जिसे Core द्वारा प्रोसेस किया जाता है। एक Core एक समय में कई Threads को संभाल सकता है।
● उदाहरण :एक Instructor (Core) के तहत कई Trainees होते हैं। ये Trainees अलग-अलग कार्य (Tasks) करते हैं, जैसे व्याख्यान सुनना, प्रैक्टिकल करना, या असाइनमेंट पूरा करना। यहाँ हर Trainee एक Thread की तरह है। जितने ज्यादा Trainees (Threads) एक Instructor के पास होंगे, उतने ज्यादा कार्य एक साथ हो सकते हैं।
प्रश्न 2: CPU के Cooling Solutions के प्रकार क्या हैं और क्यों आवश्यक हैं?
उत्तर: CPU के Cooling Solutions में एयर कूलर, लिक्विड कूलर, और हीट सिंक शामिल हैं। ये कूलिंग समाधान CPU को अत्यधिक गर्म होने से बचाते हैं, जो प्रदर्शन को बनाए रखने और हार्डवेयर की उम्र बढ़ाने के लिए आवश्यक हैं।
प्रश्न 3: CPU में Hyper-Threading क्या है?
उत्तर: हाइपर-थ्रेडिंग (Hyper-Threading), इंटेल द्वारा विकसित एक तकनीक है जो एक कोर को एक समय में कई थ्रेड्स (कार्य प्रक्रियाओं) को प्रोसेस करने की अनुमति देती है। इसका मुख्य उद्देश्य CPU के संसाधनों का अधिकतम उपयोग करना और मल्टीटास्किंग प्रदर्शन को बेहतर बनाना है।
प्रश्न 4: 64-बिट (x64) CPU और 32-बिट (x86) CPU में क्या अंतर है?
उत्तर: 64-बिट CPU अधिक डेटा प्रोसेस कर सकता है और 4GB से अधिक RAM को सपोर्ट करता है, जबकि 32-बिट CPU केवल 4GB RAM तक ही सीमित रहता है। 64-बिट CPU अधिक शक्तिशाली और भविष्य के लिए अधिक उपयुक्त हैं।
प्रश्न 5: CPU में Integrated Graphics और Dedicated Graphics में क्या अंतर है?
उत्तर: Integrated Graphics CPU के साथ ही आते हैं और मदरबोर्ड के साथ एक ही चिप में होते हैं, जो आम उपयोग के लिए पर्याप्त होते हैं। Dedicated Graphics, एक अलग GPU कार्ड पर होते हैं और उच्च ग्राफिकल प्रदर्शन के लिए उपयोग किए जाते हैं, जैसे गेमिंग और वीडियो एडिटिंग में।
प्रश्न 6: CPU और GPU में क्या अंतर होता है?
उत्तर: CPU (Central Processing Unit) एक सामान्य प्रोसेसर होता है जो कंप्यूटर की विभिन्न गणनात्मक और तार्किक गतिविधियों को संभालता है। इसके विपरीत, GPU (Graphics Processing Unit) विशेष रूप से ग्राफिक्स और वीडियो प्रोसेसिंग के लिए डिज़ाइन किया गया होता है और एक समय में बड़े पैमाने पर समानांतर गणनाओं को करने में सक्षम होता है।
प्रश्न 7: ओवरक्लॉकिंग (Overclocking) क्या है?
उत्तर: ओवरक्लॉकिंग एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें कंप्यूटर के प्रोसेसर (जैसे CPU या GPU) की स्पीड को उसकी मूल (डिफ़ॉल्ट) सेटिंग्स से अधिक बढ़ाया जाता है। इससे प्रोसेसर तेज़ी से काम करने लगता है, जिससे कंप्यूटर की प्रदर्शन क्षमता (परफॉरमेंस) बढ़ जाती है। हालाँकि, इससे कंप्यूटर को अधिक गर्मी उत्पन्न होती है और इसे ठंडा रखने के लिए बेहतर कूलिंग की आवश्यकता होती है।