सेंट्रल प्रोसेसिंग यूनिट (सीपीयू), जिसे अक्सर कंप्यूटर सिस्टम का "मस्तिष्क" कहा जाता है, कंप्यूटर के हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर से अधिकांश कमांड की व्याख्या और निष्पादन के लिए जिम्मेदार प्राथमिक घटक है। यह सर्वर, पीसी, स्मार्टफोन और अन्य सहित किसी भी कंप्यूटिंग डिवाइस का मुख्य हिस्सा है।
सेंट्रल प्रोसेसिंग यूनिट (सीपीयू) की ऐतिहासिक यात्रा
सीपीयू, जैसा कि हम आज जानते हैं, का एक समृद्ध इतिहास है जो कंप्यूटिंग के शुरुआती दिनों से जुड़ा है। केंद्रीय प्रोसेसर की अवधारणा का पता 1940 के दशक में पहले सामान्य प्रयोजन इलेक्ट्रॉनिक कंप्यूटर, ENIAC के विकास से लगाया जा सकता है। ENIAC ने गणना करने के लिए वैक्यूम ट्यूबों का उपयोग किया लेकिन इसमें एक केंद्रीकृत प्रसंस्करण इकाई का अभाव था।
उचित सीपीयू का उपयोग करने वाला पहला उपकरण मैनचेस्टर मार्क 1 था, जिसे 1949 में मैनचेस्टर विश्वविद्यालय द्वारा विकसित किया गया था। लेकिन 1971 में जब इंटेल ने पहला व्यावसायिक रूप से उपलब्ध माइक्रोप्रोसेसर 4004 जारी किया, तब सीपीयू एक घरेलू शब्द बनना शुरू हुआ। इस माइक्रोप्रोसेसर में 4-बिट आर्किटेक्चर था और इसका उपयोग मुख्य रूप से कैलकुलेटर में किया जाता था।
तब से, सीपीयू कई पीढ़ियों के माध्यम से विकसित हुए हैं, प्रसंस्करण शक्ति में उल्लेखनीय वृद्धि हुई है, आकार में कमी आई है, और अधिक ऊर्जा-कुशल बन गए हैं। इन सुधारों को मूर के नियम द्वारा निर्देशित किया गया है, जिसने भविष्यवाणी की थी कि एक चिप पर ट्रांजिस्टर की संख्या हर दो साल में लगभग दोगुनी हो जाएगी।
सेंट्रल प्रोसेसिंग यूनिट (सीपीयू) पर एक नजदीकी नजर
सीपीयू प्रौद्योगिकी का एक जटिल टुकड़ा है जो कंप्यूटिंग डिवाइस के सुचारू कामकाज को सुनिश्चित करने के लिए एक साथ कई कार्य करता है। यह सिस्टम की मेमोरी से निर्देशों की व्याख्या और निष्पादन करता है, अंकगणितीय और तार्किक संचालन करता है, और कंप्यूटर के विभिन्न घटकों के बीच डेटा प्रवाह का प्रबंधन करता है।
आधुनिक सीपीयू कई कोर से बने होते हैं, जिनमें से प्रत्येक कोर स्वतंत्र रूप से कार्य करने में सक्षम होता है। मल्टी-कोर सीपीयू सिस्टम के समग्र प्रदर्शन को बढ़ाते हुए, एक साथ कई कार्यों को संसाधित करने की अनुमति देते हैं।
इसके अलावा, सीपीयू को विभिन्न माइक्रोआर्किटेक्चर का उपयोग करके डिज़ाइन किया गया है, जिनमें सबसे आम हैं x86 (इंटेल और एएमडी द्वारा उपयोग किया जाता है) और एआरएम (अधिकांश स्मार्टफोन और टैबलेट में उपयोग किया जाता है)।
सेंट्रल प्रोसेसिंग यूनिट (सीपीयू) की पेचीदगियां
सीपीयू में कई प्रमुख घटक शामिल हैं:
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नियंत्रण इकाई (सीयू): CU सिस्टम में विभिन्न हार्डवेयर घटकों को नियंत्रित और प्रबंधित करता है। यह मेमोरी से निर्देशों की व्याख्या करता है और उन्हें नियंत्रण संकेतों की एक श्रृंखला में बदल देता है जो कंप्यूटर के अन्य भागों को संचालित करते हैं।
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अंकगणितीय तर्क इकाई (एएलयू): ALU अंकगणित और तार्किक संचालन करने के लिए जिम्मेदार है।
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रजिस्टर: ये सीपीयू के भीतर छोटे, उच्च गति वाले भंडारण क्षेत्र हैं जो प्रसंस्करण के दौरान अस्थायी रूप से डेटा रखते हैं।
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कैश: यह अक्सर उपयोग की जाने वाली जानकारी तक त्वरित पहुंच के लिए प्रोसेसर के भीतर सीधे निर्मित हाई-स्पीड रैंडम एक्सेस मेमोरी (रैम) की एक छोटी मात्रा है।
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बसों: ये संचार प्रणालियाँ हैं जो कंप्यूटर के अंदर घटकों के बीच या कंप्यूटर के बीच डेटा स्थानांतरित करती हैं।
सेंट्रल प्रोसेसिंग यूनिट (सीपीयू) की मुख्य विशेषताएं
सीपीयू की प्रमुख विशेषताओं में शामिल हैं:
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प्रसंस्करण शक्ति: एक सीपीयू प्रति सेकंड संभाल सकने वाले निर्देशों की संख्या से परिभाषित होता है। यह मुख्य रूप से इसकी घड़ी की गति और कोर की संख्या से निर्धारित होता है।
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निर्देश सेट आर्किटेक्चर (आईएसए): यह प्रोसेसर का वह भाग है जो समर्थित डेटा प्रकार, रजिस्टर, एड्रेसिंग मोड, मेमोरी आर्किटेक्चर और निर्देश सेट (या सीपीयू जो कमांड निष्पादित कर सकता है) को परिभाषित करता है।
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बिजली की खपत और गर्मी अपव्यय: जैसे-जैसे सीपीयू अधिक शक्तिशाली होते जाते हैं, वे अधिक गर्मी उत्पन्न करते हैं। प्रभावी ताप अपव्यय और कम बिजली की खपत आधुनिक सीपीयू की आवश्यक विशेषताएं हैं।
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मल्टी-कोर टेक्नोलॉजी: आधुनिक सीपीयू में कई कोर होते हैं, जो समानांतर प्रसंस्करण की अनुमति देते हैं, जिससे प्रदर्शन और दक्षता बढ़ती है।
सेंट्रल प्रोसेसिंग यूनिट (सीपीयू) के प्रकार
| प्रकार | उपयोग | उदाहरण |
|---|---|---|
| डेस्कटॉप सीपीयू | पर्सनल कंप्यूटर में उपयोग किया जाता है | इंटेल कोर i7, AMD Ryzen 5 |
| सर्वर सीपीयू | सर्वर कंप्यूटर के लिए डिज़ाइन किया गया है और एक साथ कई कार्यों को संभाल सकता है | इंटेल ज़ीऑन, एएमडी ईपीवाईसी |
| मोबाइल सीपीयू | पोर्टेबल उपकरणों के लिए डिज़ाइन किया गया, बिजली दक्षता को प्राथमिकता दें | Apple A14 बायोनिक, क्वालकॉम स्नैपड्रैगन 888 |
| एंबेडेड सीपीयू | विशिष्ट कार्यों के लिए डिज़ाइन किए गए उपकरणों और मशीनरी में उपयोग किया जाता है | एआरएम कॉर्टेक्स-एम |
सेंट्रल प्रोसेसिंग यूनिट (सीपीयू) का उपयोग
आधुनिक दुनिया में सीपीयू सर्वव्यापी हैं। वे कंप्यूटर और स्मार्टफ़ोन से लेकर कारों और उपकरणों तक हर चीज़ में मौजूद हैं। हालाँकि, अनुचित उपयोग या पर्यावरणीय कारक ओवरहीटिंग या अत्यधिक सीपीयू उपयोग जैसी समस्याएं पैदा कर सकते हैं।
ऐसी समस्याओं को आमतौर पर ओवरहीटिंग के लिए हीट सिंक या कूलिंग पंखे का उपयोग करके और अत्यधिक सीपीयू उपयोग के लिए सॉफ़्टवेयर को अनुकूलित करने या हार्डवेयर को अपग्रेड करके हल किया जाता है।
समान शर्तों के साथ सेंट्रल प्रोसेसिंग यूनिट (सीपीयू) की तुलना करना
| अवधि | परिभाषा | मुख्य अंतर |
|---|---|---|
| CPU | कंप्यूटर का प्राथमिक घटक जो अधिकांश प्रोसेसिंग करता है | निर्देश निष्पादित करता है, गणना करता है |
| जीपीयू (ग्राफिक्स प्रोसेसिंग यूनिट) | छवियों के निर्माण में तेजी लाने के लिए मेमोरी में तेजी से हेरफेर और परिवर्तन करने के लिए डिज़ाइन किया गया विशेष इलेक्ट्रॉनिक सर्किट | समानांतर प्रसंस्करण के लिए डिज़ाइन किया गया, ग्राफिक्स प्रस्तुत करने के लिए उपयोग किया जाता है |
| SoC (सिस्टम ऑन ए चिप) | एक एकीकृत सर्किट जो कंप्यूटर या अन्य सिस्टम के सभी घटकों को एक चिप में जोड़ता है | सीपीयू, जीपीयू, मेमोरी और बहुत कुछ को एक ही चिप पर संयोजित करता है |
| एफपीजीए (फील्ड-प्रोग्रामेबल गेट ऐरे) | विनिर्माण के बाद कॉन्फ़िगर करने के लिए डिज़ाइन किया गया एक एकीकृत सर्किट | अत्यधिक अनुकूलन योग्य, विशिष्ट अनुप्रयोगों के लिए उपयोग किया जाता है |
सेंट्रल प्रोसेसिंग यूनिट (सीपीयू) के भविष्य के परिप्रेक्ष्य
भविष्य के सीपीयू से लघुकरण, बेहतर ऊर्जा दक्षता और बढ़ी हुई प्रसंस्करण शक्ति की प्रवृत्ति जारी रहने की उम्मीद है। क्वांटम कंप्यूटिंग और एआई-विशिष्ट प्रोसेसर भी उभरते हुए क्षेत्र हैं जो सीपीयू परिदृश्य को फिर से परिभाषित कर सकते हैं।
सेंट्रल प्रोसेसिंग यूनिट (सीपीयू) और प्रॉक्सी सर्वर
प्रॉक्सी सर्वर के संदर्भ में, सीपीयू आने वाले और बाहर जाने वाले ट्रैफ़िक को प्रबंधित और संसाधित करने में एक आवश्यक भूमिका निभाता है। उच्च सीपीयू शक्ति प्रॉक्सी सर्वर को एक साथ अधिक कनेक्शन संभालने और गहरे पैकेट निरीक्षण और एन्क्रिप्शन/डिक्रिप्शन जैसे अधिक जटिल कार्य करने की अनुमति देती है, जिससे सर्वर के समग्र प्रदर्शन और सुरक्षा में सुधार होता है।
