Core vs Processor
Tofauti kati ya kichakataji na msingi inaweza kuwa mada ya kutatanisha ikiwa hujui kompyuta. Kichakataji au CPU ni kama ubongo wa mfumo wa kompyuta. Inawajibika kwa kazi zote za msingi kama vile shughuli za hesabu, mantiki na udhibiti. Kichakataji cha kitamaduni kama vile kichakataji cha Pentium kina msingi mmoja tu ndani ya kichakataji, lakini vichakataji vya kisasa ni vichakataji vya msingi vingi. Kichakataji chenye viini vingi kina cores kadhaa ndani ya kifurushi cha kichakataji ambapo msingi ndio kitengo cha msingi cha hesabu cha kichakataji. Msingi unaweza kutekeleza maagizo ya programu moja tu kwa wakati mmoja (inaweza kutekeleza kadhaa ikiwa uwezo wa kupiga nyuzi nyingi unapatikana) lakini kichakataji ambacho kimeundwa na core kadhaa kinaweza kutekeleza maagizo kadhaa kwa wakati mmoja kulingana na idadi ya cores.
Prosesa ni nini?
Prosesa ambayo pia inajulikana kama Kitengo Kikuu cha Uchakataji (CPU) ni sehemu muhimu zaidi ya mfumo wa kompyuta ambayo ina jukumu la kutekeleza maagizo ya programu. Maagizo haya yanahusisha shughuli za hesabu, mantiki, udhibiti na pembejeo-pato. Kijadi kichakataji huwa na kijenzi kiitwacho Hesabu na Kitengo cha Kimantiki (ALU), ambacho huwajibika kwa shughuli zote za hesabu na kimantiki na kipengele kingine kiitwacho Kitengo cha Kudhibiti (CU) ambacho huwajibika kwa shughuli zote za udhibiti. Pia, ina seti ya rejista za kuhifadhi maadili. Kijadi mchakataji angeweza kutekeleza agizo moja tu kwa wakati mmoja. Wasindikaji ambao wana msingi mmoja tu ndani yao huitwa wasindikaji wa msingi mmoja. Mfululizo wa Pentium ni mfano wa vichakataji msingi mmoja.
Kisha vichakataji vya msingi vingi vilianzishwa ambapo kichakataji kimoja kilikuwa na vichakataji kadhaa ndani yake vinavyojulikana kama cores. Kwa hivyo kichakataji cha msingi-mbili kina cores mbili ndani ya kichakataji na kichakataji cha quad core kina cores nne ndani yake. Kwa hivyo processor ya multicore ni kama kifurushi ambacho kina wasindikaji kadhaa wanaoitwa cores ndani yake. Vichakataji hivi vingi vinaweza kutekeleza maagizo kadhaa kwa wakati mmoja kulingana na idadi ya core.
Kichakataji kando na viini, pia kina kiolesura kinachounganisha kifaa kwenye ulimwengu wa nje. Kichakataji cha multicore pia kina kiolesura kinachounganisha cores zote na ulimwengu wa nje. Pia, ina kashe ya kiwango cha mwisho ambayo inajulikana kama kache ya L3 ambayo ni ya kawaida kwa cores zote. Zaidi ya hayo, kichakataji kinaweza kuwa na kidhibiti cha kumbukumbu na kidhibiti cha pato-ingizo lakini kulingana na usanifu wakati mwingine zinaweza kupatikana kwenye chipset iliyo nje ya kichakataji. Vichakataji vingine zaidi vina Vitengo vya Uchakataji wa Graphics (GPU) ndani yake ambapo GPU pia imeundwa kwa chembe ndogo na zisizo na nguvu.
Kiini ni nini?
Kiini ni kijenzi cha msingi cha hesabu cha kichakataji. Cores kadhaa kwa pamoja huunda processor. Msingi una sehemu kadhaa za msingi. Kitengo cha Hesabu na Mantiki kinawajibika kutekeleza shughuli zote za hesabu na kimantiki. Kitengo cha Udhibiti kinawajibika kwa shughuli zote za udhibiti. Seti ya rejista huhifadhi maadili kwa muda. Ikiwa msingi hauna kifaa kinachoitwa hyper-threading inaweza kutekeleza maagizo ya programu moja tu kwa wakati mmoja. Walakini, cores za kisasa zina teknolojia inayoitwa hyper threading ambapo msingi una vitengo vya utendaji ambavyo vinawafanya kuwa na uwezo wa kutekeleza maagizo kadhaa sambamba. Ndani ya msingi, kuna viwango viwili vya kache vinavyoitwa L1 cache na L2 cache. L1 ndio iliyo karibu zaidi ambayo ni ya haraka sana lakini ndogo zaidi. Akiba ya L2 ni baada ya kashe ya L1 ambapo ni kubwa kidogo lakini polepole kuliko L1. Akiba hizi ni kumbukumbu za haraka zaidi ambazo huhifadhi data hadi na kutoka kwa Kumbukumbu ya Ufikiaji Nasibu (RAM) ya kompyuta ili kutoa ufikiaji wa haraka na bora zaidi.
Kuna tofauti gani kati ya Kichakataji na Msingi?
• Msingi ndio kitengo cha msingi cha hesabu cha kichakataji. Kichakataji kinaundwa na cores moja au zaidi. Vichakataji vya jadi vilikuwa na msingi mmoja ilhali vichakataji vya kisasa vina cores nyingi.
• Kiini kinajumuisha ALU, CU, na seti ya rejista.
• Kiini kinajumuisha viwango viwili vya akiba vinavyoitwa L1 na L2 ambavyo vipo katika kila msingi.
• Kichakataji kina kache ambayo inashirikiwa na vituo vya simu inayoitwa kache ya L3. Ni kawaida kwa chembe zote.
• Kichakataji kulingana na usanifu kinaweza kujumuisha kidhibiti kumbukumbu na kidhibiti cha ingizo/pato.
• Baadhi ya vifurushi vya kichakataji vinajumuisha Vitengo vya Uchakataji Graphics (GPU) pia.
• Kiini ambacho hakina nyuzinyuzi nyingi kinaweza kutekeleza agizo moja tu kwa wakati mmoja huku kichakataji cha msingi nyingi kinachoundwa na viini kadhaa kinaweza kutekeleza maagizo kadhaa sambamba. Ikiwa kichakataji kinaundwa na cores 4 ambazo hazitumii hyper threading basi kichakataji hicho kinaweza kutekeleza maagizo 4 kwa wakati mmoja.
• Msingi ulio na teknolojia ya upigaji nyuzi nyingi una vitengo vingi vya utendaji ili viweze kutekeleza maagizo mengi kwa wakati mmoja. Kwa mfano, msingi ulio na nyuzi 2 unaweza kutekeleza maagizo 2 kwa wakati mmoja kwa hivyo processor iliyo na cores 4 kama hizo inaweza kutekeleza maagizo 2x4 sambamba. Minyororo hii kwa kawaida huitwa logical cores na kidhibiti cha kazi cha Windows kwa ujumla huonyesha idadi ya cores kimantiki lakini si core bainishi.
Muhtasari:
Prosesa dhidi ya Msingi
Kiini ndicho kitengo cha msingi zaidi cha hesabu cha kichakataji. Kichakato cha kisasa cha multicore kina cores kadhaa ndani yao, lakini wasindikaji wa mapema walikuwa na msingi mmoja tu. Msingi una ALU yake mwenyewe, CU na seti yake ya rejista. Processor imetengenezwa na cores moja au zaidi kama hizo. Kifurushi cha kichakataji pia kina miunganisho inayounganisha cores kwa nje. Kulingana na usanifu, kichakataji kinaweza pia kuwa na GPU jumuishi, kidhibiti cha IO na kidhibiti kumbukumbu. Kichakataji cha msingi mbili kina cores 2 na kichakataji cha quad core kina cores 4 kama jina lenyewe linapendekeza. Msingi unaweza kutekeleza agizo moja tu kwa wakati mmoja (wachache ikiwa utaftaji mwingi unapatikana) lakini kichakataji cha msingi nyingi kinaweza kutekeleza maagizo sambamba na kila msingi unavyofanya kazi kama CPU inayojitegemea.
