İşlemcilerdeki ‘Çekirdek’ Nedir, Ne İşe Fayda?

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 üzere elektronik aygıtlarda bulunan en değerli modüllerden birisi işlemci.

Çekirdek ise işlemcinin en kıymetli kesimi olarak geçiyor, fakat sadece çekirdeğin tarifini yapmak kâfi olmadığı için, çekirdek üzerinden gerçekleştirilen “multithreading” üzere süreçleri de açıklayacağız. Açıklayıcı olması ismine birinci olarak bir işlemcinin ne işe yaradığına bakalım.

İşlemci (CPU) nedir?

İngilizce’de “Central Processing Unit” olarak isimlendirilen, Türkçe’ye “Merkezi Süreç Birimi” olarak geçen lakin kısaca işlemci olarak bildiğimiz modül, bilgisayarın beynidir. Bilgisayarda yapılan tüm süreçleri gerçekleştiren ana modüldür. İşletim sistemi ve uygulamalar işlemci üzerinde çalışır. İşlemciyle uygulamalar ortasında daima olarak bilgi girişi ve çıkışı gerçekleşir. İşlemci uygulamadan gelen datayı işleyerek kullanıcıya çıktısını verir.

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

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

İşlemcilerdeki çekirdek nedir, ne işe fayda?

İşlemciler için bilgisayarın beyni demiştik. Çekirdekler de işlemcilerin beyni pozisyonundadır. Çekirdekler, işlemci tarafından yapılan süreçleri asıl olarak yapan bileşendir. Her bir çekirdek farklı bir süreçle eş vakitli olarak görevlendirilebilir. Yani bir işlemci ne kadar fazla çekirdeğe sahipse o kadar süratli çalışma kapasitesine sahip olur. 

Her çekirdek farklı vazifeleri yerine getirebileceği üzere, birden fazla çekirdek tıpkı vazifesi yerine getirmek için paralel bir halde de kullanılabilir. Hatta her çekirdek kendi içinde farklı modüllere ayrılarak süreçleri daha süratli bir halde gerçekleştirebilir. Bu sürece “Multithreading” denir. Bu sebeple işlemci çekirdeklerinden bahsederken “Thread” kavramından bahsetmemek olmaz. Artık dilerseniz bu kavrama da değinelim.

Thread ve Multithreading nedir?

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

Multithread ise her bir fizikî çekirdeği ikiye bölerek, çekirdek başına ikişer tane “Thread” üretme sürecine verilen isimdir. Intel bu süreç için “hyper-threading” ismini kullanırken, AMD “simultaneous multithreading (SMT)” ismini kullanır. Aslında iki süreç de birebir maksat için kullanılır. Büsbütün birebir şeyi tabir ederler.

Örnek vererek daha güzel 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. Natürel ki çekirdek ve “Thread” ortasında güç farkları vardır. 

Fizikî bir çekirdek, kendisinden meydana getirilmiş “Thread”lerden daha süratli çalışır. Lakin uygulamalar “Thread” kullanarak süreci farklı kesimlere böldüğü için “Thread” kullanımı süreç suratını arttıran bir formüldür.

İşlemcinin Saat Suratı (Clock Speed) nedir?

İşlemciler sadece çekirdek sayısına nazaran değerlendirilmemelidir. Zira her bilgisayar modülünde olduğu üzere işlemciler de birbirini dayanaklar özellikte farklı niteliklere sahiptir. GHz (Gigahertz) kıymetiyle gösterilen saat suratı da bu niteliklerden biridir. Pekala yaygın olarak işlemcileri kıymetlendirmekte kullanılan saat suratı ne manaya gelir?

Saat suratı terimi, işlemcilerin bir saniyede gerçekleştirebileceği en yüksek süreç adedini tabir eder. İşlemcide bulunan çekirdekler tarafından gerçekleştirilen her bir süreç, 1 Hertz kıymetiyle belirtilir. Yani 3.0 GHz saat suratına sahip bir işlemci, 3,000,000,000 (üç milyar) süreci bir saniyede gerçekleştirebilir.

İşlemcilerde belirtilen saat suratı her çekirdek tarafından farklı ayrı yerine getirilir. Saat suratı 3.0 GHz olan bir işlemcide, her çekirdek saniyede üç milyar süreç yerine getirme gücüne sahiptir. Kısaca bir örnek üzerinden de açıklayalım. 2.0 GHz suratında, çift çekirdekli bir işlemci, 3.0 GHz suratında, tek çekirdekli bir işlemciden daha süratlidir.

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