सेंट्रल प्रोसेसिंग यूनिट (सीपीयू) हमारे कंप्यूटर का दिमाग हैं। वे एप्लिकेशन खोलने से लेकर मूवी देखने तक, हमारे द्वारा दैनिक आधार पर किए जाने वाले हर काम को प्रोसेस करते हैं। लेकिन सीपीयू वास्तव में क्या है? यह कैसे काम करता है? और सीपीयू और तेजी से लोकप्रिय वीसीपीयू में क्या अंतर है?

कंप्यूटर के दिमाग को समझना

संपूर्ण इतिहास मार्गदर्शिका के अनुसार, पहला इलेक्ट्रॉनिक कंप्यूटर 1800 के दशक की शुरुआत में बनाया गया था G2. द्वारा प्रकाशित. हालाँकि, ये कंप्यूटर बड़े और महंगे थे, और इनका उपयोग केवल प्रशिक्षित गणितज्ञ और वैज्ञानिक ही कर सकते थे।

चार्ल्स बैबेज को पहली कंप्यूटिंग मशीन, डिफरेंस इंजन का आविष्कार करने का श्रेय दिया जाता है, जिसे हाथ से की जा सकने वाली किसी भी गणना को करने के लिए प्रोग्राम किया जा सकता है। हालांकि, फंडिंग की कमी के कारण डिफरेंस इंजन प्रोजेक्ट कभी पूरा नहीं हुआ, कंप्यूटर इतिहास संग्रहालय के अनुसार.

1937 में, बैबेज ने पहली बार विश्लेषणात्मक इंजन का उल्लेख किया, जो दुनिया का पहला सामान्य-उद्देश्य वाला यांत्रिक कंप्यूटर बन जाएगा। "विश्लेषणात्मक इंजन ने आधुनिक कंप्यूटर के सभी तत्वों को शामिल किया: एक अंकगणितीय तर्क इकाई, सशर्त शाखाओं और लूप के रूप में नियंत्रण प्रवाह, और एकीकृत स्मृति," (

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इलेक्ट्रॉनिक्स नोट्स).

आज के कंप्यूटर का एक प्रमुख घटक सीपीयू या सेंट्रल प्रोसेसिंग यूनिट है। ऑपरेटिंग सिस्टम या एप्लिकेशन जैसे सॉफ्टवेयर द्वारा दिए गए निर्देशों को निष्पादित करने के लिए सीपीयू जिम्मेदार है। आम आदमी के शब्दों में, आप सीपीयू को अपने कंप्यूटर के दिमाग के रूप में सोच सकते हैं। सीपीयू दो मुख्य भागों से बना है: नियंत्रण इकाई और अंकगणितीय तर्क इकाई (एएलयू)। यदि ये संक्षिप्ताक्षर आपको भ्रमित करते हैं, तो हमारा देखें APU, CPU और GPU कैसे भिन्न होते हैं, इसका अवलोकन.

नियंत्रण इकाई स्मृति से निर्देश प्राप्त करने, उन्हें डिकोड करने और फिर उन्हें निष्पादित करने के लिए अंकगणितीय तर्क इकाई में भेजने के लिए जिम्मेदार है। ALU रजिस्टरों में संग्रहीत डेटा पर अंकगणित और तार्किक संचालन करता है, जो सीपीयू के अंदर आंतरिक भंडारण इकाइयाँ हैं।

आधुनिक CPU में कैश भी होता है, जो हाई-स्पीड मेमोरी की एक छोटी मात्रा है जो अक्सर उपयोग किए जाने वाले निर्देशों और डेटा को संग्रहीत करती है। कैश स्तरों में विभाजित हैं; लेवल 1 (L1) कैश को CPU डाई में ही बनाया गया है, लेवल 2 (L2) कैश एक अलग चिप पर बैठता है सीपीयू, और लेवल 3 (एल3) कैश सीपीयू से अपनी चिप पर या यहां तक ​​कि अपने सर्किट पर और दूर बैठता है मंडल।

सीपीयू बनाम। वीसीपीयू

क्लाउड सेवाओं के उदय के साथ वर्चुअल सेंट्रल प्रोसेसिंग यूनिट, या संक्षेप में वीसीपीयू का आगमन हुआ। TechTarget vCPU को परिभाषित करता है "एक भौतिक केंद्रीय प्रसंस्करण इकाई (सीपीयू) के रूप में जिसे वर्चुअल मशीन (वीएम) को सौंपा गया है।"

वर्चुअल मशीन मूल रूप से स्व-निहित ऑपरेटिंग सिस्टम हैं जो किसी अन्य ऑपरेटिंग सिस्टम के अंदर चलते हैं जैसे कि वे अनुप्रयोग थे। VMs का उपयोग विभिन्न उद्देश्यों के लिए किया जाता है जैसे कि एक सुरक्षित वातावरण में नए सॉफ़्टवेयर का परीक्षण करना, कई ऑपरेटिंग सिस्टम चलाना (जैसे, विंडोज और लिनक्स) एक ही कंप्यूटर पर, या अंतरिक्ष को बचाने और कम करने के लिए एक ही सर्वर में कई भौतिक सर्वरों को समेकित करना लागत।

तो, एक वीसीपीयू एक सीपीयू का एक सॉफ्टवेयर कार्यान्वयन है; यह भौतिक रूप से आपके कंप्यूटर के अंदर वास्तविक CPU के रूप में मौजूद नहीं है। हाइपरवाइजर, जो सॉफ्टवेयर है जो वीएम बनाता और प्रबंधित करता है, वर्चुअल मशीन को वीसीपीयू असाइन करता है। प्रत्येक वीसीपीयू को वीएम के अंदर ऑपरेटिंग सिस्टम द्वारा वास्तविक सीपीयू कोर के रूप में देखा जाता है। हमारा देखें हाइपरवाइजर की व्याख्या ज्यादा सीखने के लिए।

हालाँकि, क्योंकि vCPU सॉफ़्टवेयर-आधारित हैं, वे वास्तविक CPU की तरह कुशल नहीं हैं। इसलिए, यह निर्दिष्ट करना महत्वपूर्ण है कि कितने कोर आपके प्रोसेसर में है जब आप एक कंप्यूटर खरीद रहे हों (उदाहरण के लिए, "क्वाड-कोर" का अर्थ है चार कोर)। वर्चुअल प्राइवेट सर्वर (VPS) या डेडिकेटेड सर्वर होस्टिंग प्लान चुनते समय भी यही नियम लागू होता है।

सीपीयू और वीसीपीयू के बीच मुख्य अंतर यह है कि सीपीयू हार्डवेयर-आधारित होते हैं जबकि वीसीपीयू सॉफ्टवेयर-आधारित होते हैं। इसका मतलब है कि सीपीयू आपके कंप्यूटर के अंदर भौतिक रूप से मौजूद है जबकि वीसीपीयू नहीं है; इसके बजाय, वे जरूरत पड़ने पर हाइपरवाइजर द्वारा बनाए जाते हैं। कार्यान्वयन में इस अंतर के कारण, सीपीयू वीसीपीयू की तुलना में बहुत अधिक कुशल हैं; उनके पास सॉफ़्टवेयर में चलने से जुड़ा ओवरहेड नहीं है।

2000 के दशक की शुरुआत से, वीसीपीयू तेजी से लोकप्रिय हो गए हैं क्योंकि वे भौतिक सीपीयू की तुलना में सस्ते और असाइन करने में आसान हैं; हालाँकि, यदि आप प्रदर्शन की तलाश में हैं, तो कई CPU कोर वाले कंप्यूटर का उपयोग करना सबसे अच्छा है क्योंकि प्रत्येक कोर स्वतंत्र रूप से निर्देशों को संसाधित कर सकता है।

कोर बनाम। धागे

एक सीपीयू में एक या एक से अधिक कोर हो सकते हैं, जो कि प्रोसेसिंग यूनिट है जो एक निर्दिष्ट समय पर कार्य करता है। कोर कार्य निष्पादन आदेश, रजिस्टरों और कैश (यदि लागू हो) को बनाए रखेगा और एएलयू के माध्यम से संचालन करेगा। सीपीयू कोर को नियंत्रित करता है, लेकिन कोर प्रत्येक सॉफ्टवेयर प्रक्रिया या थ्रेड को निष्पादित करता है जिसे ऑपरेटिंग सिस्टम शेड्यूल करता है। एक थ्रेड निर्देशों का एक स्वतंत्र अनुक्रम है जिसे सीपीयू द्वारा संसाधित किया जा सकता है।

एक ही प्रक्रिया में कई थ्रेड मौजूद हो सकते हैं और समान मेमोरी स्पेस साझा कर सकते हैं। यह उन्हें अलग-अलग प्रक्रियाओं में चलने की तुलना में एक-दूसरे के साथ अधिक आसानी से संवाद करने की अनुमति देता है। प्रोग्राम के विभिन्न हिस्सों को अलग-अलग कोर या प्रोसेसर पर एक साथ चलाने की अनुमति देकर बहु-थ्रेडेड अनुप्रयोगों के प्रदर्शन को बेहतर बनाने के लिए अक्सर थ्रेड्स का उपयोग किया जाता है।

शब्द "थ्रेड" कई वर्षों से कंप्यूटिंग शब्दावली में उपयोग किया गया है; हालांकि, 2000 के दशक की शुरुआत तक प्रोसेसर में थ्रेड्स के लिए हार्डवेयर-स्तरीय समर्थन पेश नहीं किया गया था। इसने कई थ्रेड्स को अलग-अलग कोर पर एक साथ निष्पादित करने की अनुमति दी। पहले, एक कोर पर एक समय में केवल एक थ्रेड निष्पादित किया जा सकता था, भले ही प्रोसेसर में कितने कोर मौजूद हों। मल्टीकोर प्रोसेसर अब सामान्य हो गए हैं, और अधिकांश ऑपरेटिंग सिस्टम प्रोग्राम को कई थ्रेड के रूप में चलाने के लिए कुछ स्तर का समर्थन प्रदान करते हैं।

मुख्य मुद्दों को लपेटना

संक्षेप में, CPU हमारे कंप्यूटर के हार्डवेयर-आधारित दिमाग हैं, जबकि उनके वर्चुअल समकक्ष, vCPU, सॉफ़्टवेयर-आधारित हैं और वर्चुअल मशीनों के भीतर चलने के लिए हाइपरवाइज़र द्वारा बनाए गए हैं। कोर एक सीपीयू के भीतर हार्डवेयर-आधारित प्रसंस्करण इकाइयाँ हैं, जबकि थ्रेड्स सॉफ़्टवेयर-आधारित निर्देश हैं जिन्हें सीपीयू द्वारा संसाधित किया जा सकता है।

थ्रेड्स को अलग-अलग कोर पर एक साथ निष्पादित किया जा सकता है, जो प्रोग्राम के विभिन्न हिस्सों को एक ही समय में चलाने की अनुमति देता है। यह हार्डवेयर प्रदर्शन में सुधार कर सकता है क्योंकि क्रमिक रूप से कई कार्यों को एक साथ संसाधित किया जा सकता है।

अब जब आप CPU, vCPU, कोर और थ्रेड के बीच के अंतर को समझ गए हैं, तो आप कंप्यूटर या सर्वर चुनते समय एक सूचित निर्णय ले सकते हैं। यदि आप प्रदर्शन की तलाश में हैं, तो कई सीपीयू कोर वाले कंप्यूटर को चुनना सबसे अच्छा है क्योंकि प्रत्येक कोर स्वतंत्र रूप से निर्देशों को संसाधित कर सकता है। हालाँकि, यदि आप एक लागत प्रभावी समाधान की तलाश में हैं, तो वीसीपीयू जाने का रास्ता हो सकता है।