İşlemcilerdeki ‘Çekirdek’ Nedir, Ne İşe Yarar?

İşlemci araştırması yaparken çekirdek terimiyle sıkça karşılaşıyorsunuzdur. Bu yüzden çekirdeğin ne olduğunu merak etmiş olabilirsiniz. Aklınızda bulunan tüm soruları cevaplamaya çalışacağız.Akıllı telefon ve bilgisayar gibi elektronik cihazlarda bulunan en önemli parçalardan birisi işlemci.

Çekirdek ise işlemcinin en önemli parçası olarak geçiyor, ancak yalnızca çekirdeğin tanımını yapmak yeterli olmadığı için, çekirdek üzerinden gerçekleştirilen “multithreading” gibi işlemleri de açıklayacağız. Açıklayıcı olması adına ilk olarak bir işlemcinin ne işe yaradığına bakalım.

İşlemci (CPU) nedir?

İngilizce’de “Central Processing Unit” olarak adlandırılan, Türkçe’ye “Merkezi İşlem Birimi” olarak geçen ancak kısaca işlemci olarak bildiğimiz parça, bilgisayarın beynidir. Bilgisayarda yapılan tüm işlemleri gerçekleştiren ana parçadır. İşletim sistemi ve uygulamalar işlemci üzerinde çalışır. İşlemciyle uygulamalar arasında sürekli olarak bilgi girişi ve çıkışı gerçekleşir. İşlemci uygulamadan gelen veriyi işleyerek kullanıcıya çıktısını verir.

Her işlemcide en az bir çekirdek bulunur. Bu çekirdek, işlemcinin içinde bulunan yongaya verilen isimdir. Uzun bir zaman boyunca işlemcilerde yalnızca bir çekirdek vardı. Ancak şimdilerde neredeyse her işlemcide en azından iki tane çekirdek bulunuyor. İşlemciler sahip oldukları çekirdek sayısına göre isimlendirilir.

• Çift çekirdek = dual-core
• Dört çekirdek = quad-core
• Altı çekirdek = hexa-core
• Sekiz çekirdek = octa-core

İşlemcilerdeki çekirdek nedir, ne işe yarar?

İşlemciler için bilgisayarın beyni demiştik. Çekirdekler de işlemcilerin beyni konumundadır. Çekirdekler, işlemci tarafından yapılan işlemleri asıl olarak yapan bileşendir. Her bir çekirdek farklı bir işlemle eş zamanlı olarak görevlendirilebilir. Yani bir işlemci ne kadar fazla çekirdeğe sahipse o kadar hızlı çalışma kapasitesine sahip olur.

Her çekirdek farklı görevleri yerine getirebileceği gibi, birden fazla çekirdek aynı görevi yerine getirmek için paralel bir şekilde de kullanılabilir. Hatta her çekirdek kendi içinde farklı parçalara ayrılarak işlemleri daha hızlı bir şekilde gerçekleştirebilir. Bu işleme “Multithreading” denir. Bu sebeple işlemci çekirdeklerinden bahsederken “Thread” kavramından bahsetmemek olmaz. Şimdi dilerseniz bu kavrama da değinelim.

Thread ve Multithreading nedir?

Türkçe’de “iş parçacığı” olarak geçen “Thread”, fiziksel çekirdeklerden oluşturulan sanal çekirdeklerdir. Yani işlemcide gerçek bir parça olarak yer alan çekirdek kullanılarak sanal ortamda kullanılması üzere yaratılan bir çekirdektir.

Multithread ise her bir fiziksel çekirdeği ikiye bölerek, çekirdek başına ikişer tane “Thread” üretme işlemine verilen isimdir. Intel bu işlem için “hyper-threading” ismini kullanırken, AMD “simultaneous multithreading (SMT)” ismini kullanır. Aslında iki işlem de aynı amaç için kullanılır. Tamamıyla aynı şeyi ifade ederler.

Örnek vererek daha iyi açıklayalım. AMD marka 4 çekirdekli bir işlemci, “simultaneous multithreading” yaparak 8 tane “Thread” oluşturur. Intel marka 4 çekirdekli bir işlemci ise “hyper-threading” yaparak 8 tane “Thread” oluşturur. Tabii ki çekirdek ve “Thread” arasında güç farkları vardır.

Fiziksel bir çekirdek, kendisinden meydana getirilmiş “Thread”lerden daha hızlı çalışır. Ancak uygulamalar “Thread” kullanarak işlemi farklı parçalara böldüğü için “Thread” kullanımı işlem hızını arttıran bir yöntemdir.

İşlemcinin Saat Hızı (Clock Speed) nedir?

İşlemciler yalnızca çekirdek sayısına göre değerlendirilmemelidir. Çünkü her bilgisayar parçasında olduğu gibi işlemciler de birbirini destekler özellikte farklı niteliklere sahiptir. GHz (Gigahertz) değeriyle gösterilen saat hızı da bu niteliklerden biridir. Peki yaygın olarak işlemcileri değerlendirmekte kullanılan saat hızı ne anlama gelir?

İşlemciler İçin GHZ Nedir?

Saat hızı terimi, işlemcilerin bir saniyede gerçekleştirebileceği en yüksek işlem adedini ifade eder. İşlemcide bulunan çekirdekler tarafından gerçekleştirilen her bir işlem, 1 Hertz değeriyle belirtilir. Yani 3.0 GHz saat hızına sahip bir işlemci, 3,000,000,000 (üç milyar) işlemi bir saniyede gerçekleştirebilir.

İşlemcilerde belirtilen saat hızı her çekirdek tarafından ayrı ayrı yerine getirilir. Saat hızı 3.0 GHz olan bir işlemcide, her çekirdek saniyede üç milyar işlem yerine getirme gücüne sahiptir. Kısaca bir örnek üzerinden de açıklayalım. 2.0 GHz hızında, çift çekirdekli bir işlemci, 3.0 GHz hızında, tek çekirdekli bir işlemciden daha hızlıdır.

İşlemcilerde bulunan çekirdeğin ne olduğunu, işlemci içinde ne işe yaradıklarını açıkladığımız yazımızın sonuna geldik. Eğer konuyla ilgili sormak istediğiniz sorular varsa bizimle yorumlar kısmından paylaşabilirsiniz.