T.C. MĠLLÎ EĞĠTĠM BAKANLIĞI. BĠLĠġĠM TEKNOLOJĠSĠ. ĠġLEMCĠLER (CPU) 481BB0009

Transkript

1 T.C. MĠLLÎ EĞĠTĠM BAKANLIĞI BĠLĠġĠM TEKNOLOJĠSĠ ĠġLEMCĠLER (CPU) 481BB0009 Ankara, 2012

2 Bu modül, mesleki ve teknik eğitim okul/kurumlarında uygulanan Çerçeve Öğretim Programlarında yer alan yeterlikleri kazandırmaya yönelik olarak öğrencilere rehberlik etmek amacıyla hazırlanmıģ bireysel öğrenme materyalidir. Millî Eğitim Bakanlığınca ücretsiz olarak verilmiģtir. PARA ĠLE SATILMAZ.

3 ĠÇĠNDEKĠLER GĠRĠġ... 1 ÖĞRENME FAALĠYETĠ ĠġLEMCĠLER ĠĢlemci ĠĢlemcinin Görevi ĠĢlemcinin Yapısı Çekirdek (Core) Kontrol Birimi Ön Bellek (Cache) ĠletiĢim Yolları ĠĢlemci Hızı Overclock (Hız AĢımı, Hız AĢırtma) Programların ĠĢlemcide Tutulması ĠĢlemci Paketleri Soket ĠĢlemci Slot ĠĢlemci ĠĢlemci Teknolojileri HT (Hyper Threading) Teknolojisi Çift Çekirdekli ĠĢlemciler (Dual-core Processors) Centrino Teknolojisi Smart Ön Bellek Teknolojisi Turbo Boost Teknolojisi Quick Paht ve HT-Link Teknolojileri Uygun ĠĢlemciyi Seçmek ĠĢlemci Montajı ve Elektrostatik DeĢarj (ESD) UYGULAMA FAALĠYETĠ ÖLÇME VE DEĞERLENDĠRME ÖĞRENME FAALĠYETĠ ĠġLEMCĠ SOĞUTMASI Soğutmanın Önemi Soğutucu Malzemeleri Soğutucu Fanlar Termal Macun Soğutma ÇeĢitleri Havayla Soğutma Suyla Soğutma Isı Borulu Soğutma Soğutucu montajı UYGULAMA FAALĠYETĠ ÖLÇME VE DEĞERLENDĠRME MODÜL DEĞERLENDĠRME CEVAP ANAHTARLARI KAYNAKÇA iii

4 AÇIKLAMALAR AÇIKLAMALAR KOD ALAN DAL/MESLEK MODÜLÜN ADI MODÜLÜN TANIMI SÜRE 40/ BB0009 BiliĢim Teknolojileri Bilgisayar Teknik Servis ĠĢlemciler (CPU) ĠĢlemcilerin özelliklerini, çeģitlerini ve iģlemcileri soğutma yöntemlerini açıklayan öğrenme materyalidir. ÖN KOġUL YETERLĠK MODÜLÜN AMACI EĞĠTĠM ÖĞRETĠM ORTAMLARI VE DONANIMLARI ÖLÇME VE DEĞERLENDĠRME Anakartlar ve kasalar modülünü tamamlamıģ olmak. ĠĢlemciyi anakart üzerine monte etmek. Genel Amaç Öğrenci, bu modül ile gerekli ortam sağlandığında; bilgisayarların en önemli birimi olan iģlemcileri ve iģlemci soğutucularını tanıyarak iģlemci ve soğutucusunu anakart üzerine monte edebilecektir. Amaçlar 1. Anakarta iģlemciyi monte edebilecektir. 2. ĠĢlemcinin soğutucusunu yerleģtirebilecektir. Ortam: Montaj iģlemlerinin yapılabileceği statik elektrikten arındırılmıģ ortam. Donanım: Antistatik poģet, antistatik bileklik, antistatik altlık, anakart,, anakart kitapçığı, iģlemciler, iģlemci kitapçığı, soğutucu, termal macun, düz ve yıldız uçlu tornavida donanımları. Modül içinde yer alan her öğrenme faaliyetinden sonra verilen ölçme araçları ile kendinizi değerlendireceksiniz. Öğretmen modül sonunda ölçme aracı (çoktan seçmeli test, doğru-yanlıģ testi, boģluk doldurma, eģleģtirme vb.) kullanarak modül uygulamaları ile kazandığınız bilgi ve becerileri ölçerek sizi değerlendirecektir. iv

5 GĠRĠġ GĠRĠġ Sevgili Öğrenci, Modül sonunda edineceğiniz bilgi ve beceriler ile uygun iģlemcileri seçebilecek, iģlemcilerin anakarta montajını yapabilecek; ayrıca iģlemci soğutucuları hakkında yeterli bilgiye sahip olacaksınız. Bilgisayar teknolojisi dünyanın en hızlı geliģen teknolojilerindendir. Bu geliģim içerisinde bilgisayar donanım elemanlarının özellikleri hakkında bilgi sahibi olmak gerekmektedir. ĠĢlemcilerle ilgili her türlü bilgi iģlemcilerin değiģen ve geliģen yapısından dolayı anlatılamamaktadır. Günümüzde teknolojinin hızlı bir Ģekilde geliģmesiyle hem iģlemcilerin var olan özellikleri değiģmekte hem de iģlemcilere farklı özellikler eklenmektedir. Bundan dolayı iģlemci teknolojisindeki değiģimleri sürekli incelemelisiniz. Bu modülü baģarıyla tamamlayarak iģlemci alanındaki geliģmeleri rahatlıkla takip edebilecek seviyeye geleceksiniz. KarĢılaĢtığınız farklı durumlarda neler yapılabileceği hususunda genel fikirler edineceksiniz. Modülde anlatılanlardan farklı durumlarla karģılaģtığınızda araģtırma yaparak yeni durum hakkında fikir sahibi olur ve gerekli çözümleri üretebilirsiniz. Modüldeki bilgiler, siz değerli öğrencilerin kendi mesleki alanlarında bu bilgileri yerli yerince kullanmalarını ve size öğrenmede kolaylık sağlamayı amaçlamaktadır. 1

6 2

7 ÖĞRENME FAALĠYETĠ 1 AMAÇ ÖĞRENME FAALĠYETĠ 1 Gerekli atölye ortamı ve materyaller sağlandığında, anakarta iģlemci montajı yapmak için doğru iģlemciyi tespit etmektir. ARAġTIRMA ĠĢlemciler hakkında araģtırma yapınız. ĠĢlemciyi yakından inceleyerek bilgi sahibi olunuz. ĠĢlemci montajı sırasında izlenecek yolları ve dikkat edilmesi gereken hususları araģtırınız. ÇeĢitli bilgisayar satıģ mağazalarını gezerek veya internet sitelerini inceleyerek iģlemci çeģitlerini ve alabileceğiniz en hızlı iģlemci modelini, markasını ve hızını araģtırınız. ĠĢlemci üreticilerinin sitelerini geziniz. AraĢtırma sonuçlarınızı öğretmene teslim edecek veya sınıfta sunacak Ģekilde hazırlayınız. 1. ĠġLEMCĠLER ĠĢlemci- CPU (Central Processing Unit-Merkezi ĠĢlem Birimi-MĠB), bilgisayarın beyni olarak tanımlanır. Bu tanımlama, iģlemcinin önemini belirtmek için söylenir. Bugün piyasada çeģitli iģlemciler bulunmaktadır. Aslında iģlemciler, sadece bilgisayarlarda bulunan bir donanım değildir. Bilgisayarların yanında tüm elektronik sistemlerde bulunur. Örneğin otomatik çamaģır makinesi, otomatik bulaģık makinesi; fabrikalardaki otomatik cihazlar, televizyon ve telefon gibi cihazlarda iģlemci vardır. Resim 1.1: Ġlk iģlemci 3

8 1971 yılında, yüzlerce transistörü silikon chip üzerine yerleģtirip ilk tek yongalı iģlemci üretildi. Bu iģlemcinin saat hızı 740 khz, veri yolu 4 bit, komutları 8 bit uzunluğundadır. Transistör sayısı 2300, pin sayısı 16, program hafızası 4KB, adreslenebilir hafızası 640 Byte tır. Ġlk iģlemci donanım dünyasında yeni bir devrin baģlangıcı oldu ĠĢlemci ĠĢlemci, bilgisayarın birimlerinin çalıģmasını ve bu birimler arasındaki veri (data) akıģını kontrol eden, veri iģleme (verileri değerlendirip yeni veriler üretme) görevlerini yerine getiren donanım birimidir. ĠĢlemci yerine mikroiģlemci, CPU (Central Processing Unit ), MĠB (Merkezi ĠĢlem Birimi), μp (mikro Processor) isimleri de sıklıkla kullanılır. ĠĢlemci = MikroiĢlemci = MĠB = CPU = μp ĠĢlemciler aslında transistör adını verdiğimiz yarı iletken elemanların birleģtirilmesi ile oluģturulmuģ devrelerdir. BaĢlarda 2000 transistör birleģtirilerek yapılan iģlemciler, teknolojinin geliģmesi ise 1 Milyar ve daha fazla transistör birleģtirilerek yapılabilir bir seviyeye gelmiģtir. Elektrik sinyalleri bu devreler üzerinde hareket eder. Bilgisayarın yaptığı tüm iģlemler; elektrik sinyalleri vasıtasıyla gerçekleģir. Devrede elektrik sinyalinin olması 1, elektrik sinyalinin olmaması 0 ile ifade edilir. ĠĢlemci iģlemleri ikilik sayı sistemini kullanarak yani 0 ve 1 sayılarını kullanarak yapar. Komut, iģlem, veri, vb. kavramların ikili sayı sistemi ile ifadesine Makine dili (makine kodu) denir. Mesela A harfi ikilik sistemde ile ifade edilebildiği gibi mavi gibi bir renk de ikilik tabandaki sayı gruplarıyla ifade edilir. Aynı Ģekilde bir ses veya görüntü kaydı da yine buna benzer ikilik sayı grupları ile ifade edilirler. Her 0 veya 1 in bilgisayarda kapladıkları alana bit adı verilir. Resim 1.2: Makine dili Bu sayı grupları üzerinde iģlem yapmak için iģlemci içerisinde komut listesi mevcuttur. ĠĢlemcinin hafızasında bulunan bu komut listelerine o iģlemcinin komut seti (instruction set) denir. Bu komutlar, iģlemcinin sorumlu olduğu tüm matematiksel ve mantıksal iģlemleri gerçekleģtirir. ĠĢlemci içerisinde komut seti dıģarıdan gelen uyarılar eģliğinde iģlemleri yapmaktadır. Hangi uygulamayı kullanırsak kullanalım bizim kullandığımız uygulama iģlemcinin anlayacağı bu komut setlerine dönüģtürülerek sonuç elde edilir. ĠĢlemciler komut setlerine göre CISC ve RISC olmak üzere ikiye ayrılır. 4

9 CISC: Kompleks komutlara, yani bir seferde birden fazla iģlemi yerine getirebilen komutlara sahip iģlemci mimarisidir. RISC: Her seferinde tek bir iģlem gerçekleģtiren basit ve hızlı komutlara sahip iģlemci mimarisidir ĠĢlemcinin Görevi ĠĢlemciler, bilgisayarda yönetici konumunda çalıģır. Ġnsan beyninin tüm vücut organlarını sinir sistemi vasıtasıyla yönetmesi gibi iģlemcilerde kontrol sinyalleriyle sisteme bağlı tüm birimlerin çalıģmasını düzenler ve bu birimleri yönetir. ĠĢlemci kendine gönderilen makine komutlarını iģler ve sonuçlarını çevre birimlerine ya da belleklere gönderir. Gönderilen komutlara göre iģlemci 3 temel iģlemi gerçekleģtir. Mikro iģlemci kendi içindeki ALU (Arithmetic Logic Unit-Aritmetik Mantık Birimi) birimini kullanarak matematiksel ve mantıksal iģlemleri yapar. ĠĢlemci bellek bölgesindeki verilerin yerlerinin değiģtirilmesini sağlar. Kendine gönderilen komutlara göre hareket eder ve yeni görevleri baģlatır. ĠĢlemciler, klavyeden girilen tuģun ifade ettiği karakteri değiģtirmeden ekranda gösterdiği gibi, aldığı verileri değerlendirip yeni veriler de üretebilir. Örneğin, hesap makinesinin iģlemcisi, girilen rakamlar üzerinde istenilen iģlemi uygulayarak yeni sonucu ekranda gösterir ĠĢlemcinin Yapısı Üreticiler, farklı iģlemci mimarilerine göre iģlemci üretirler. ĠĢlemci mimarisi; iģlemcinin iģlemleri gerçekleģtirme yöntemini, teknolojisini ve tasarımını ifade eder. Ortak mimariye sahip olan iģlemciler aynı komutları tanımakta ve aynı yazılımları çalıģtırabilmektedirler. ĠĢlemci mimarisinin tarihi yapısına bakıldığında John von Neumann tarafından 1945 yılında yazılan rapordaki iģlemci mimarisi hâlen geçerliliğini korumaktadır. ġekil 1.1:ĠĢlemci yapısı ve iģlemcinin çevre birimleriyle iliģkisi 5

10 Veriler, bilgisayarı oluģturan çeģitli birimler arasında sürekli olarak taģınır. Örneğin, klavye biriminde bir tuģa bastığımızda bu tuģun karģılığı olan karakteri ekranda görürüz. ĠĢlemci, giriģ biriminden (klavye) aldığı veriyi çıkıģ birimine (ekran) aktarmıģtır. ĠĢlemcinin anakartla iletiģim kurmasını sağlayan uçlara pin denir. Pin yerine farklı isimler de kullanılabilmektedir. Pin = Ġğne = Bağlantı iğnesi = Bacak = Ayak Her iģlemci temel bazı birimleri içinde barındırır. ĠĢlemcilerin geliģim sürecinde bu birimlerin özellikleri artırılmıģtır. Genel bir iģlemci yapısı aģağıda Ģekil 1.2 de gösterilmiģtir. ġekil 1.2:CPU iç yapısı ĠĢlemcinin yapısında bulunan birimleri kısaca açıklayalım Çekirdek (Core) Komut çalıģtırma iģlemlerini yapan bölümdür. ÇalıĢtırma birimi (execution unit) olarak da bilinir. Bu ünite komutları çalıģtırır ve pipeline (iģ hattı) denen yollarla beslenip tamsayıları kullanarak okuma, değiģtirme ve komut çalıģtırma iģlemlerini yapar. Çekirdek içerisinde ALU, Genel amaçlı register, Durum registeri (Status Register-SR) ve Program sayacı (Program counter PC) bulunmaktadır. ALU (Arithmetic Logic Unit-Aritmetik Mantık Birimi): ĠĢlemci tarafından gerçekleģtirilecek matematiksel ve mantıksal iģlemlerin yapıldığı bölümdür. ĠĢlemcinin en önemli kısmını oluģturur. GeliĢmiĢ iģlemcilerde noktadan sonraki sayılar için matematiksel iģlem yapan FPU (Floating Point Unit Kayan nokta ünitesi) birimi bulunmaktadır. Bu ünite tamsayı olmayan floating point (kayar nokta) hesaplamalarından sorumludur. 6

11 Register ve counter( Kaydedici ve Sayaçlar): Programların gerektiği durumlarda mikroiģlemcinin kullandığı dahili geçici hafızalara kaydedici (register) denir. Sayaçlar ise program adresi ve yığın adresi gibi bilgileri saklayan hafıza hücreleridir. Kaydedicilere yazmaçta denilmektedir. Yazmaçlar üzerinde iģlem yapılacak verileri tutarlar. Program counter (PC) : Bu birim içinde çalıģtırılacak bir sonraki komutun hafızadaki adresini bulundurur. Bu komutun çalıģtırılma zamanı geldiğinde kontrol ünitesi komutu iģlenmek üzere hafızadan alır ve iģlemci üzerindeki Instruction Register( komut kaydedici) denen bölüme iģlenmek üzere aktarır. Status register (SR) : Komut iģlendikten sonra hesaplamayı yapan birim Status Register (SR) denen yazmacın değerini değiģtirir, bu yazmaçta bir önceki iģlemin sonucu saklıdır. Kontrol ünitesi bu yazmaçtaki değeri kullanarak sonuca göre gerekli komutları çalıģtırabilir Kontrol Birimi ĠĢlemciye gönderilen komutların çözülüp (komutun ne anlama geldiğinin tanımlanması) iģletilmesini sağlar. ĠĢlemci içindeki birimlerin ve dıģındaki birimlerin eģ zamanlı olarak çalıģmasını sağlayan kontrol sinyalleri bu birim tarafından üretilir. Kontrol Ünitesinde Komut kaydedici (Ġnstruction Register-IR) ve Komut çözücü (Ġnstruction Decoder ĠD) bulunur. Branch predictor: Bu ünite bir program çalıģırken baģka bir satıra atlayacağı zaman hangi satırların iģleme konacağını tahmin etmeye çalıģarak Prefetch ve Decode ünitelerine hız kazandırmaya çalıģır. Prefetch, komutların bellekten ne zaman çağrılacağına karar verir ve komutları Decode (çözüm) ünitesine doğru sırayla gönderir. Decode, kompleks makina dili komutlarını ALU nun ve registerlerin kullanabileceği basit komutlara dönüģtürür Ön Bellek (Cache) Sistem belleğinden gelen veriler, çoğunlukla CPU nun hızına yetiģemez. Bu problemi çözmek için CPU içinde yüksek hızlı hafızalar bulunur, buna ön bellek denir. Ön bellek çalıģmakta olan programa ait komutların, verilerin geçici olarak saklandığı yüksek hızlı hafızalardır. L1 ön bellek (cache) : Önemli kodlar ve veriler bellekten buraya kopyalanır ve iģlemci bunlara daha hızlı ulaģabilir. Kodlar için olan Code cache ve veriler için olan Data cache olmak üzere ikiye ayrılır. Kapasitesi 2 KB ile 256 KB arasında değiģir. L2 ön bellek (cache) : L1 belleklerine göre kapasiteleri 256 KB ile 2 MB arasında değiģir. BaĢlangıçta L2 önbellek anakart üzerinde iģlemciye yakın bir 7

12 yerde yer almaktaydı. Daha sonra slot iģlemciler ortaya çıkınca iģlemci çekirdeğinin üzerinde kartuģ Ģeklindeki paketlerde yer aldı. Bununla beraber çekirdeğin dıģında ve iģlemciyle aynı yapıda kullanılmaya baģlandı. Bu kısa geçiģ döneminden sonraysa L2 önbellek iģlemci çekirdeklerine entegre edildi. L3 ön bellek (cache): L3 ön belleklerinin kapasiteleri 2MB ile 256 MB arasında değiģir. Yeni bir teknolojidir. Çok çekirdekli iģlemcilerde bütün çekirdeklere tek bir bellekle hizmet vermek akıllıca bir yaklaģım olacağı düģüncesiyle geliģtirilmiģtir ĠletiĢim Yolları Resim 1.3: 6 Çekirdekli L3 ön bellekli iģlemci ĠĢlemciler, bilgisayarı yönetmek ve kontrol etmek için iletiģim yollarını kullanır. Hem iģlemci içerisinde hem de iģlemciyle diğer birimler arasında iletiģim hatları bulunmaktadır. ĠletiĢim hatları, üzerinden elektrik sinyali geçebilecek iletken hatlardır. Bu hatların sayısı iģlemci modeline göre değiģir. BUS ınterface (Yol arayüzü): ĠĢlemciye veri kod karıģımı olan bilgileri getirir. Bunları ayırarak iģlemcinin ünitelerini kullanmasını sağlar ve sonuçları tekrar birleģtirerek dıģarı yollar. Bu ara yüzün geniģliği iģlemcinin adresleyebileceği hafızayı belirler. Örneğin 32 bitlik hafıza geniģliğine sahip bir iģlemci 4 GB hafızayı adresleyebilir ve bu hafızadan aynı anda 32 bit üzerinde iģlem yapabilir. Günümüzde masaüstü pazarına 32 bitlik iģlemciler hakimken sunucu uygulamaları ve bilimsel çalıģmalar için de 64 bitlik iģlemciler yaygın olarak kullanılır. 8

13 ġekil 1.3:MikroiĢlemci ve iletiģim hatları arasındaki iliģki ĠletiĢim hatları üç grup hâlinde incelenebilir: Adres yolu (Address Buses) ĠĢlemcinin bilgi yazacağı veya okuyacağı her hafıza hücresinin ve çevre birimlerinin bir adresi vardır. ĠĢlemci, bu adresleri bu birimlere ulaģmak için kullanır. Adresler, ikilik sayı gruplarından oluģur. Bir iģlemcinin ulaģabileceği maksimum adres sayısı, adres yolundaki hat sayısı ile iliģkilidir. Adres yolunu çoğunlukla iģlemci kullanır. Bu yüzden adres yolunun tek yönlü olduğu söylenebilir ama yeni teknolojilerde çift yönlüdür. Adres yolundaki hat sayısı iģlemcinin kullanabileceği maksimum RAM ı belirler 2 Adres hattı sayısı = Maksimum hafıza kapasitesi Bir mikroiģlemci 16 adres hattına sahipse adresleyebileceği maksimum hafıza kapasitesi, 2 16 = bayt = 64 KB olacaktır. Yeni iģlemciler 36 bit adres yoluna sahiptir. Buda 2 36 dan 64 GB bellek adresleye bilmesini sağlar. Veri yolu (Data Buses) ĠĢlemci, hafıza elemanları ve çevresel birimlerle çift yönlü veri akıģını sağlar. Birbirine paralel iletken hat sayısı veri yolunun kaç bitlik olduğunu gösterir. Örneğin, iletken hat sayısı 64 olan veri yolu 64 bitliktir. Yüksek bit sayısına sahip veri yolları olması sistemin daha hızlı çalıģması anlamına gelir. Kontrol yolu (Control Buses) ĠĢlemcinin diğer birimleri yönetmek ve senkronizasyon(eģ zamanlama) sağlamak amacı ile kullandığı sinyallerin gönderildiği yoldur. Burada bellek okuma-yazma sinyalleri, kesme sinyalleri ve clock(saat) sinyalleri iletilir. 9

14 1.4.ĠĢlemci Hızı Bir iģlemcideki bütün elemanlar saat vuruģlarıyla çalıģır. Saat hızı bir iģlemcinin saniyede ne kadar çevrim yapabileceğini belirler. Saat hızı 200 MHz olan bir iģlemci kendi içinde saniyede 200 çevrim yapabilir. Her çevrimde iģlemcinin ne kadar iģlem yapabileceği iģlemcinin yapısına göre değiģir. Bu saat vuruģları anakart üzerindeki Clock Generator denen yongayla üretilir. Bu yonganın içinde çok hassas kristaller vardır. Bu kristallerin titreģimleri saat vuruģlarını oluģturur. CPU dıģında diğer bileģenler için de kristaller mevcuttur. Resim 1.4: Sistem saat kristali Bu saat kristali sistem hızını FSB (Front Side Bus) belirler. FSB, anakarttaki kuzey köprüsü ile iģlemci arasındaki veri yoludur. Saatin her palsi, saniyede milyon veya milyar devirle ölçülür. Saniyedeki tek devirin ölçüsü Hertz dir. 1 Hertz (Hz) = Saniyede 1 çevrim 1 Megahertz (MHz) = Saniyede çevrim 1 Gigahertz (GHz) = Saniyede çevrim ĠĢlemcilerde hız, iģlemcinin birim zamanda yapabildiği iģlem sayısı olarak tanımlanmaktadır. Bir saniyede yapılan milyon adet iģlem MHz (Megahertz) olarak tanımlanır ve temel hız ölçüsüdür ancak günümüz iģlemcileri saniyede milyar iģlem yapmaya baģlamıģ ve hızı Ghz (Gigahertz) seviyesine yükselmiģtir. Sistem Hızı (FSB) Çarpan ĠĢlemci Hızı 100 Mhz Mhz = 1.8 GHz 100 Mhz Mhz = 3.0 Ghz 133 Mhz Mhz 2.0 Ghz 133 Mhz Mhz 2.4 Ghz 200 Mhz Mhz = 2.2 Ghz Tablo 1.1:ĠĢlemci hızının hesaplanması 10

15 Sistem kristalinden alınan dıģ hız ile iģlemcinin çarpan değeri çarpılarak iģlemcinin saat hızı ( CPU Hızı) bulunur. Sistem hızı, tüm sistemin birlikte uyum içerisinde çalıģması için gerekli olan ritmi verir. Modern bir iģlemci, sistem hızının çarpanları kadar hızlı çalıģır. Örneğin 100 Mhz sistem hızına sahip bir sistemde 1.8 Ghz hızında çalıģan bir iģlemci, 18 çarpanını kullanıyor demektir. Üreticiler, iģlemci hızını artırmak için çeģitli yollar izlemiģlerdir. Birincisi, bir tek iģlemci modeli üretiminde uğraģarak hızını artırmıģlardır. Ġkincisi, iģlemcinin fiziksel boyutunu küçültüp, iģlemciyi çalıģtırabilmek için gereken voltaj miktarını, dolayısıyla da iģlemci ısısını azaltmıģlardır. ĠĢlemciden çıkan ısıyı azaltmanın verdiği avantajla da aģırı ısınmadan korkmaksızın iģlemcinin çekirdek hızını yükseltmiģlerdir. ĠĢlemcin tek baģına hızlı olması sadece iģlemci içindeki iģlemlerde etkilidir. ĠĢlemcinin kendi içinde çalıģma hızı, çevre birimleri ve iletiģim hatlarına göre çok hızlıdır. ĠĢlemci çevre birimleri ile iletiģim kurarken onların hızlarına uymak zorundadır. Bir iģlemci sisteminin hızlı olabilmesi için iģlemci dıģındaki diğer birimlerin de hızlı olması gerekir Overclock (Hız AĢımı, Hız AĢırtma) Hız aģımı (overclock), iģlemcinin üreticinin etikette belirlediği hız değerinden yüksek değerlerde çalıģtırılması iģlemidir. Anakartta ayar değiģiklikleriyle iģlemcinin hızı artırılabilir. Sistem hızı (FSB), çarpan ve voltaj değerlerinde yapılan değiģikliklerle iģlemci hızı artırılabilir. Örneğin FSB si 100 Mhz, saat çarpanı 20 olan bir bilgisayarda 20*100=2000 Mhz iģlemci hızıdır. FSB değeri 133 Mhz yapılırsa 133*20=2660 Mhz=2.66 Ghz iģlemci hızı elde edilir. ĠĢlemcilerde overclock iģlemi yapıldığında, iģlemciyle beraber diğer sistem bileģenlerinin de hızlı çalıģması gerekir. Bu durum donanımların zorlanması ve ömürlerinin kısalması anlamına geliyor. Fakat teknolojik geliģmeleri takip etmek için zaten birkaç senede bilgisayarı değiģtirmek gerekiyor diye düģünenler hız aģımını tercih edebilir. Hız aģımı iģlemiyle iģlemci hızı bir noktaya kadar artırılabilir. Belli bir hız değerinden sonra bilgisayar kilitlenmeleri, hatalar, hatta iģlemci yanmaları gibi sorunlar ortaya çıkabilir. Bu durum, yükseltilen hızda iģlemcinin kararlı çalıģmadığını gösterir. Hız aģımı yapılmıģ sistemlerde iģlemci daha fazla ısı üreteceğinden bu durumlarda soğutma sistemi daha da önem kazanmaktadır Programların ĠĢlemcide Tutulması ĠĢlemciye, ne yapması gerektiğini söyleyen programlar olmadığı sürece iģlemci bir iģe yaramaz. ĠĢlemci her saniyede milyonlarca, hatta milyarlarca komut iģleyebilir. Sabit disk, iģlemcinin komut iģleme hızına ulaģamaz. Bu sorunu ortadan kaldırmak için programlar sabit diskten alınarak RAM a yüklenir. RAM danda iģlemciye aktarılır. Bir program RAM a yüklendiğinde ve iģlemci kendisinden istenileni gerçekleģtirdiğinde buna program (yazılım) çalıģıyor deriz. 11

16 Verinin sabit disk, RAM ve iģlemci arasındaki akıģı tek yönlü bir iģlem değildir. ĠĢlemcinin yaptığı iģlemler sonucunda ürettiği veriler, iģlemciden RAM a ve oradan da sabit diske alınarak sabit diskte tutulur. ġekil 1.4: Sabit disk-ram, iģlemci arası veri iletiģimi Bütün programlar RAM da çalıģtığına göre neden getir-götür iģiyle uğraģılıyor ve bilgiler RAM da tutulmuyor sorusu akla gelebilir. Bunun cevabı kısaca, RAM içindeki bilgilerin elektrik kesildiğinde silinmesi ve maliyettir ĠĢlemci Paketleri ĠĢlemcilerin farklı Ģekilleri, boyutları ve harici özellikleri vardır. Bu özelliklere iģlemci paketi denir. ĠĢlemcilerin geliģim süreçlerinde üreticiler, çok çeģitli nedenlerle değiģik paketlemeler kullanmaktadır. Bu nedenlere iģlemcileri anakarta bağlayan ayak sayılarının artmasını, iģlemci ısınmalarını engellemek amacıyla yapılan değiģiklikleri ve kimi parçalarda anakarta bağımlılığı ortadan kaldırmayı örnek olarak verebiliriz. Resim 1.5: 478 pin FC-PGA paketi ön ve arka yüzü Bunlardan bir tanesi olan slot tipi paketleme (SEC=Single-Edge Contact),1990 lı yılların baģında piyasaya sürüldü. Slot tipi iģlemciler artık üretilmemektedir. Resim 1.6:SEC paketi Alt tarafında çeģitli sayıda pin bulunduran iģlemci paketlemesine PGA (pin grid array) adı verilir. CPU modellerinde PGA paketlerinin 100 farklı çeģidini kullanmıģtır. Örneğin staggered-pga, micro-pga, BGA ve PPGA. Ayrıca PGA, CPU ların pin sayıları da birçok farklılık göstermektedir. 12

17 Resim 1.7:PGA paketlerin arka ön yüzü Resim 1.8:PGA paketlerin arka yüzü ZĠF (Zero insertion force) paketleri, PGA paketlerine benzer. PGA dan farklı olarak sadece anakarta iģlemcinin sabitlenmesi için bir kol tasarlanmıģtır. Bu kol iģlemcinin kolay takılmasını ve sabitlenmesini sağlar. Resim 1.9:LGA paketi Farklı bir paketleme olan LGA paketinde, iģlemci ayaklarının yerini elektrik iletimini sağlayan iletim noktaları almıģtır. Pin yerine iletim noktalarının kullanımı, elektrik sinyallerinin iletim yolunu kısaltmıģ, böylelikle sinyal iletim hızı artmıģtır. Pinler, anakart üzerinde bulunur Soket ĠĢlemci Soket iģlemci, kare Ģeklinde üretilmiģ iģlemci modelidir. Üst yüzeyinde marka ve model isimleri bulunur. Alt yüzeyinde ise iģlemcinin türüne göre çok sayıda pin veya iletim noktası bulunur. Takıldıkları anakarta bir mandal/kilit yardımı ile tutturulurlar. ĠĢlemci seçimi yapılırken anakarttaki sokete uygun iģlemci seçilmelidir. Resim 1.10: Anakart soketi Resim 1.11: Soket iģlemci 13

18 Slot ĠĢlemci Slot iģlemciler, dikdörtgen bir kart Ģeklinde üretilen iģlemci modelidir. Bu iģlemciler, anakartın üzerine 90 lik açıyla monte edilir. Kimi iģlemci bileģenleri kart üzerindedir. Kartın alt kısmında bulunan bağlantı noktaları ile ana karta bağlanır. ĠĢlemcinin korunması için dıģ kılıfı vardır. Kılıfın yan yüzeylerine soğutucu takılmaktadır. Slot iģlemcilerin üretimi durdurulmuģtur. Resim 1.12:Kılıfsız slot iģlemci 1.7. ĠĢlemci Teknolojileri Resim 1.13:Kılıflı slot iģlemci ĠĢlemci teknolojileri, iģlemcilerin geliģmesinde önemli etkenlerden biridir. MMX teknolojisi ile multimedya özelliği iģlemcilere eklenmiģtir. 3D (Three Dimensions = üç boyutlu ) komutları sayesinde ileri grafik, akıģkan (streaming) ses ve video iģlemlerinde baģarılı olunmuģtur. Bu teknoloji sonraki iģlemcilerde de kullanılmıģtır. Teknolojinin geliģmesiyle FSB (Front Side Bus) dıģında üçüncü nesil veri yolları geliģtirildi. Ayrıca HT-Link ( Hyper Transport) üçüncü nesil veri yolu teknolojisini geliģtirildi. Yeni nesil iģlemciler ile bellek kontrolcüsünü iģlemcinin içine entegre edildi ve QPI-Link (Quickpath interconnect ) üçüncü nesil veri yolu teknolojisini kullanmaya baģlandı HT (Hyper Threading) Teknolojisi Hyper-Threading teknolojisi, tek bir fiziksel iģlemcinin çok sayıda komut zincirini eģ zamanlı olarak iģlemesi ile performans artıģı sağlamasıdır. Hyper-Threading teknolojisine sahip olan bir iģlemci, mantıksal olarak iki adet iģlemciden oluģmaktadır. Her bir iģlemci fiziksel olarak aynı chip üzerinde bulunmasına rağmen farklı komut zincirlerini iģleyebilir. Geleneksel iki farklı fiziksel iģlemci kullanan sistemlerin aksine Hyper-Threading teknolojisinde, mantıksal iģlemciler tek bir iģlemci kaynağını (sistem veri yolu, bellek) 14

19 paylaģırlar. Bu yüzden Hyper-Threading mimarisine sahip bir iģlemci, iģletim sistemine iki iģlemcili bir sistem gibi görünmesine rağmen iki gerçek fiziksel iģlemcinin sağladığı performansı vermeyecektir. ġekil 1.5: HT teknolojisi HT teknolojisi, bu teknolojiyi destekleyen iģlemci, chipset, sistem BIOS u ve iģletim sistemine sahip bilgisayar sistemlerini gerektirir. ĠĢletim sistemlerinin eski sürümleri HT yi desteklemediği için, bu iģletim sistemi yüklü olan bir bilgisayarda HT nin getirdiği performanstan yararlanılamaz. HT teknolojisinden yararlanmanız kullandığınız donanım ve yazılıma bağlıdır. HT teknolojisi olmayan iģlemcide birinci iģ parçacığı iģlendikten sonra ikinci iģ parçacığı iģlenmeye baģlanırken, HT teknolojili iģlemci de iki iģ parçacığı birlikte iģlenebilir. Bu teknoloji yeni nesil iģlemcilerde kullanılan bir teknolojidir. Tek bir çekirdekte iki iģlemin aynı anda yapılması iģlemcilerde performans artıģı sağlar Çift Çekirdekli ĠĢlemciler (Dual-core Processors) Çift çekirdekli iģlemci, tek bir fiziksel iģlemci içinde aynı frekansta çalıģan iki tam yürütme/çalıģtırma biriminden (çekirdek) oluģur. Her iki çekirdek de aynı paketi, aynı chipset ve belleği kullanır. Ġki çekirdeğin olması, aynı anda çoklu uygulama ve çalıģtırma olanağı sağlar. ġekil 1.6: Çift çekirdek teknolojisi 15

20 Çift çekirdek iģlemci tabanlı bir bilgisayar, bilgisayarın özelliklerine daha yüksek kapasite ve eģzamanlı bilgi iģlem gibi performansını artıran ek kaynaklar sunduğu için yeni bilgi iģlem deneyimleri sunar. Kullanıcılara sunulan en önemli avantaj, iģlemcinin içindeki çekirdek adedinin iki katına çıkartılarak bilgisayarın performansının artırılması, bilgi iģlem kaynaklarının önemli ölçüde artırılması, daha hızlı yanıt süresi, daha yüksek kademeli iģlem kapasitesi ve paralel bilgi iģlem özelliklerinin sunulmasıdır. Çift çekirdek iģlemci tabanlı bir bilgisayar kullanıcılara içerik oluģturma ve yüksek kapasite gerektiren iģlemleri uygulamanın yanı sıra birden fazla görevi eģzamanlı gerçekleģtirmek için gerekli esnekliği ve performansı da sunar. Çift çekirdek teknolojisi, aynı iģlemci üzerinde çift iģlemci çekirdeği kullanılarak performansı arttırmakta, HT teknolojisi ile beraber kullanıldığında ise sistem performansı inanılmaz boyutlara ulaģmaktadır. BaĢka bir deyiģle, çift çekirdekli iģlemcilerde de çekirdekler kendi baģlarına HT sahibi olabilmektedirler. Yani makine çalıģtırıldığında iki gerçek çekirdeğin ikiģer sanal simetrik iģlemci özelliğine sahip çekirdekler olarak toplam dört iģlemci görülür Centrino Teknolojisi ġekil 1.7: Çift çekirdekli HT iģlemci teknolojisi Dizüstü bilgisayarlar için geliģtirilen bir teknolojidir. Bu teknoloji, daha az güç kullanıp daha az ısınmayı, iģlemci boyutunu küçülterek dizüstü bilgisayar boyutlarını da küçültmeyi, pil kullanım süresini artırmayı, kablosuz internete girmeyi ve daha yüksek performans sağlamayı amaçlayan bir teknolojidir Smart Ön Bellek Teknolojisi Yeni nesil iģlemcinin her bir çekirdeğinde L1 ve L2 olmak üzere 1 MB kadar ön bellek vardır. Bu bellek teknolojileri önceki iģlemci ailelerinde mevcut olan bir ön bellek teknolojisiydi. Yeni nesil iģlemcinin farkı, bu L1 ve L2 ye ek olarak L3 adı altında 8 MB lık bir ön bellek daha eklenmiģ olmasıdır. Bu L3 ön belleği smart ön bellek olarak ifade edilmektedir. 16

21 L3 ün L1 vel2 den farkı, her çekirdeğin ortak olarak kullanılabilmesidir. Yani L1 ve L2 deki alan bitince iģlem yapmak için her çekirdek RAM bellek yerine L3 belleğini kullanılabilecektir. Bu size ekstra hız kazandıracaktır. Resim 1.14: 4 Çekirdekli bir iģlemcideki L3 ön bellek görüntüsü L1 ve L2 bellekleri küçük uygulamalarda devreye girerken L3 bellekle beraber artık orta seviyeye yakın uygulamalarda da Smart Cache teknolojisinden yararlanılabilecek. Böylece RAM kullanmadan orta seviyedeki uygulamalar iģlemcinin içinde çalıģtırılabilecektir Turbo Boost Teknolojisi Turbo Boost teknolojisi, çeģitli faktörleri dikkate alarak daha iyi bir performans artıģı sağlar. Otomatik overclock sistemi olarak ifade edilebilir. Bu teknoloji sayesinde 2.6 Ghz olarak aldığınız bir iģlemci, kullandığınız yazılıma göre otomatik olarak performansınızı 3.0 Ghz e kadar arttırabilir. Bu artıģ iģlemcinizin modeline göre değiģir. Hız artırma olayı değiģik faktörlerden etkilenir. Bu faktörler, çekirdek sayısı, tahmini güç tüketimi, çekilen tahmini akım miktarı ve iģlemci sıcaklığıdır. Turbo Boost teknolojisi, iģlemcinin anlık olarak performans artıģı göstererek mevcut enerjisini iģlemciye zarar vermeden daha üst seviyeye taģıyarak muazzam bir performans artıģı sağlayacaktır. ġekil 1.8: Turbo boost teknolojisi 17

22 Quick Paht ve HT-Link Teknolojileri Bu teknolojiler, RAM ile CPU arasındaki veri yolu teknolojileridirler. Ġlk baģlarda FSB olarak ifade edilen bu teknolojiler, kuzey köprüsü üzerinde bulunan veri denetleyicisinin iģlemcinin içine alınması ile Quick Paht teknolojisi olarak adlandırılmıģtır. HT-Link teknolojisi, 2001 yılından beri kullanılan bir teknolojidir. Bu teknolojiler ekran kartından ve RAM den gelen verileri iģlemciye ileten yoldaki düzeni sağlayan teknolojidir. Önceden, kuzey köprüsü üzerinden veri denetlerken FSB adı kullanılıyordu. ġimdi ise yeni nesil iģlemcilerle birlikte iģlemcinin içine girmiģ oldu. Birimi GTS ya da QPI diye geçmektedir. AĢağıdaki tabloda teknolojilerin karģılaģtırılması için bazı veriler sunulmuģtur. Versiyon Yıl En Yüksek Frekans En Yüksek GeniĢlik FSB Ghz 64-Bit HT-Link Ghz 32-Bit QPI-Link Ghz 20 Bit En yüksek Hız 32-Bit:8.0 GB/s 64-Bit:16.0GB /s 16-Bit:12.8 GB/s 32-Bit:25.6 GB /s 16-Bit:12.8 GB/s 20-Bit:16.0GB /s Çift Yönlü Kullanım Yok Var Var Tablo 1.4: FSB, HT-Link ve ouick paht teknolojileri karģılaģtırma 1.8. Uygun ĠĢlemciyi Seçmek ĠĢlemci alırken hangi üreticiden alacağınıza, hangi modeli seçeceğinize, iģlemciyi hangi hızda istediğinize ve paketine karar vermelisiniz. Kullanmayı düģündüğünüz programların minimum sistem gereksinimlerini öğrenmeniz, minimum iģlemci hızını ve özelliğini belirlemenize yardımcı olur. Burada dikkat edilmesi gereken bir husus bilgisayarın performansının sadece iģlemciye bağlı değildir. Aksine bilgisayarı oluģturan tüm donanımlar, bilgisayarın performansında etkilidir. Kullanılacak anakart, ram bellekler ve diğer donanım elemanlarının iģlemciyle uyumlu olması gerekir. Bilgisayarın kullanım alanına göre de iģlemci seçimine dikkat etmek gerekir ĠĢlemci Montajı ve Elektrostatik DeĢarj (ESD) Ġnsanlar üzerinde sürekli bir elektrik yükü vardır. Bu elektrik yükünün çeģitli cisimler aracılığıyla toprağa akmasına elektrostatik deģarj adı verilir. Elektrik yükünün toprağa akması sırasında insanlara bir zarar gelmezken çok hassas elektriksel değerlerle çalıģan bilgisayar donanımları hasar görebilir. Bu nedenle bilgisayar parçalarına dokunmadan önce üzerinizdeki elektrik yükünü boģaltmalısınız. Bunun için elektrostatik bileklikler çok uygundur. Bu bilekliklerin bir ucu, toprak hattıyla bağlantı hâlindeyken diğer ucu bileğe takılı hâldedir. Böylelikle vücuttaki elektrik yükü bilgisayar donanımlarına zarar vermeden toprağa akmaktadır. 18

23 ĠĢlemci, anakart kasaya monte edilmeden önce anakarta monte edilirse bu size daha sonraki montaj iģlerinizde kolaylık sağlayacaktır. Yeni alınan anakartlar aģağıdaki resimde olduğu gibi soket üzerinde plastik bir koruma ile birlikte gelir. Resim 1.36: Plastik korumalı LGA paketi ĠĢlemci montajında soket üzerindeki kolu, dıģa doğru çekip kaldırınız. Soketin üzerindeki plastik koruma kapağını çıkarınız. Soket içindeki pinler kolayca eğilebilen, kırılabilen bir yapıda olduğundan pinlere dokunmaktan kaçınınız. ĠĢlemci üzerindeki kapağı (metal çerçeveyi) sonuna kadar açınız. Resim 1.37: LGA socketi CPU montajı ĠĢlemciyi dikkatli tutunuz. ĠĢlemcinin altına dokunmaktan kaçınınız. ĠĢlemcinin sokete hangi yönde takılması gerektiğini gösteren iģlemcinin köģesindeki üçgen Ģeklindeki iģarete göre iģlemciyi takınız. ĠĢlemcinin iģlemci yuvasındaki iğneler üzerine yavaģça takılması gerekir. ĠĢlemciyi açı yapmayacak Ģekilde taktığınızdan emin olunuz. 19

24 Resim 1.38: ĠĢlemciyi anakart soketine yerleģtirme ĠĢlemciyi sokete yerleģtiriniz. Çerçeveyi iģlemci üzerine kapatınız. Çerçeveyi kapattığınızda iģlemcinin yerine düzgün oturduğundan emin olunuz. Kolu kapatınız. Kolu kapatırken anakarta zarar vermemeye dikkat ediniz. Resim 1.39: ĠĢlemciyi anakart socketine sıkıģtırma ĠĢlemci yerleģtirildikten sonra iģlemcinin üzerine uygun bir fan takılmalıdır. Box (kutulu) iģlemcilerde fan, iģlemci ile birlikte gelmektedir. Fan montajı adımlar hâlinde bir sonraki öğrenme faaliyetinde anlatılmıģtır. 20

25 UYGULAMA FAALĠYETĠ UYGULAMA FAALĠYETĠ AĢağıda verilen iģlem basamaklarını takip ederek konuyu daha da pekiģtirelim. Öneriler kısmı, uygulama faaliyeti için yönlendirici olacaktır. Herhangi bir iģlemcinin anakarta montajını yapınız. ĠĢlem Basamakları Öneriler ĠĢlemcinin marka, model ve paket yapısını belirleyiniz. Anakart üzerindeki sistem saat kristalini inceleyiniz. Elektrostatik deģarjı gerçekleģtiriniz. Üzerinizdeki statik elektrik yükünü boģaltınız. Statik elektrik yükünü boģaltmak için gerekli olan iģlemleri yapınız veya üzerinizdeki statik elektrik yükünü boģaltmak için antistatik bilekliği takınız. ĠĢlemciyi anakart üzerine monte ediniz. 21

26 KONTROL LĠSTESĠ Bu faaliyet kapsamında aģağıda listelenen davranıģlardan kazandığınız beceriler için Evet, kazanamadığınız beceriler için Hayır kutucuğuna (X) iģareti koyarak kendinizi değerlendiriniz. Değerlendirme Ölçütleri Evet Hayır 1. ĠĢlemci markasını belirlediniz mi? 2. ĠĢlemci paket yapısını belirlediniz mi? 3. ĠĢlemci modelini belirlediniz mi? 4. Sistem saat kristalini incelediniz mi? 5. Elektrostatik deģarjı gerçekleģtirdiniz mi? 6. ĠĢlemciyi anakart üzerine monte ettiniz mi? DEĞERLENDĠRME Değerlendirme sonunda Hayır Ģeklindeki cevaplarınızı bir daha gözden geçiriniz. Kendinizi yeterli görmüyorsanız öğrenme faaliyetini tekrar ediniz. Bütün cevaplarınız Evet ise Ölçme ve Değerlendirme ye geçiniz. 22

27 ÖLÇME VE DEĞERLENDĠRME ÖLÇME VE DEĞERLENDĠRME AĢağıda boģ bırakılan parantezlere, cümlelerde verilen bilgiler doğru ise D, yanlıģ ise Y yazınız. 1. ( ) ĠĢlemciler sadece bilgisayarlarda bulunan donanımlardır. 2. ( ) ĠĢlemciye yapması gereken iģlemleri söyleyen komutlara adresleme denir. 3. ( ) ĠĢlemcide komut çalıģtırma birimine çekirdek (Core) denir. 4. ( ) RAM bellek, önbellekten daha hızlıdır. 5. ( ) ĠĢlemci, kontrol sinyalleriyle tüm donanımları eģzamanlı çalıģtırır. 6. ( ) Bilgisayarın hızlı olabilmesi için sadece iģlemcinin hızlı olması yeterlidir. 7. ( ) Hız aģırtma (overclock) iģlemi, iģlemcinin daha fazla ısınmasına neden olur. 8. ( ) ĠĢlemciyi soket üzerine yerleģtirirken yön önemli değildir. 9. ( ) Anakart üzerindeki soket yapısıyla iģlemcinin soket yapısı uyumlu olmalıdır. 10. ( ) Bir saniyelik sürede gerçekleģtirilen milyon adet iģlem GHz olarak tanımlanır. AĢağıdaki soruları dikkatlice okuyunuz ve doğru seçeneği iģaretleyiniz. 11. AĢağıdakilerden hangisi mikroiģlemciyi ifade etmez? A) MĠB B) DSP C) CPU D) μp Bit adres hattına sahip bir iģlemcinin adresleyebileceği bellek miktarı aģağıdaki seçeneklerden hangisidir? A) 4 GB B) 8 GB C) 8 KB D) 4 MB DEĞERLENDĠRME Cevaplarınızı cevap anahtarıyla karģılaģtırınız. YanlıĢ cevap verdiğiniz ya da cevap verirken tereddüt ettiğiniz sorularla ilgili konuları faaliyete geri dönerek tekrarlayınız. Cevaplarınızın tümü doğru ise bir sonraki Öğrenme Faaliyeti ne geçiniz. 23

28 ÖĞRENME FAALĠYETĠ 2 AMAÇ ÖĞRENME FAALĠYETĠ 2 Gerekli atölye ortamı ve materyaller sağlandığında, iģlemci soğutucu montajı için gerekli malzemeleri tespit edip montajı yapabileceksiniz. ARAġTIRMA ĠĢlemci soğutucuları hakkında araģtırma yapınız. Bilgisayar satıģ mağazalarını gezerek veya internet sitelerini inceleyerek çeģitli soğutma sistemlerini araģtırınız. Evinizdeki veya okulunuzdaki bir bilgisayar kasasını açıp iģlemci soğutucusunu inceleyiniz. AraĢtırma sonuçlarınızı öğretmene teslim edecek veya sınıfta sunacak Ģekilde hazırlayınız Soğutmanın Önemi 2. ĠġLEMCĠ SOĞUTMASI Elektronik devre elemanları çalıģırken ısınır. ĠĢlemciler gibi yoğun iģlem yapan elektronik devre elemanlarının ise ısınmaları daha yüksek düzeydedir. Belli değerden sonra yüksek ısı iģlemciye zarar vermektedir. Bu nedenle iģlemcilere soğutma düzeneği takılmalıdır. Resim 2.1: Yeni sistem iģlemci soğutucusu örneği Soğutma iģlemi iki aģamadan oluģur. Birincisi, iģlemcinin üzerindeki ısıyı emerek iģlemcinin ısısını azaltmaktır. Ġkincisi ise emilen ısıyı dağıtarak iģlemciden uzaklaģtırmaktır. ĠĢlemcilerin çok ısınmaları durumunda otomatik olarak kapanma özellikleri olmalarına 24

29 rağmen bu teknoloji, her zaman iģe yaramayabilir ve iģlemci yanabilir. Bu nedenle iģi sağlama alıp iģlemcinin ısısını dengede tutmak gereklidir. ĠĢlemciye uygun olmayan soğutucu düzeneğinin seçilmesi veya soğutucu düzeneğinin yanlıģ takılması kimi zaman ufak ısı artıģlarına neden olurken kimi zaman da sistem çökmelerine, kilitlenmelere hatta iģlemci yanmalarına neden olabilmektedir Soğutucu Malzemeleri Soğutucu Soğutucu (Heatsink), iģlemcinin üzerine yerleģtirilen ve iģlemcinin çekirdeğindeki ısıyı, kanatlarına çeken metallerdir. Kimi soğurucular kalın, kimileri ise ince kanatlara sahiptir. Ġnce kanatlı soğutucular kalın kanatlı soğutuculara göre, daha çok ısı çeker fakat onlara göre daha pahalıdırlar ve daha kolay kırılabilirler. Resim 2.2:Alüminyum soğutucu Soğutucular, alüminyum ve bakır metallerinden yapılır. Tamamı alüminyum olan soğutucular olduğu gibi iģlemci üzerine oturan kısmı bakır geri kalanı alüminyum olan soğutucular vardır ya da tamamı bakır olan soğutucular tercih edilir. Nedeni bakır ısıyı daha iyi transfer etmektedir. Soğutucu seçerken eldeki iģlemciye uygun tasarlanmıģ olanını kullanmalısınız. Bir tür soket için tasarlanmıģ olan soğutucuyu baģka tür bir soket üzerine yerleģtirilmiģ iģlemci üzerine sabitlemeye çalıģırken iģlemciye zarar verebilirsiniz. Kimi soğutucuları yerleģtirirken tornavida gerekebilir. Tornavidayı da kullanırken dikkat etmelisiniz. Çünkü anakart üzerinde oluģabilecek çizikler, anakartı çalıģmaz hâle getirebilir Fanlar Fanlar, bilgisayar sistemlerinde ısınan donanımlar üzerindeki ısıyı dağıtmak amacıyla kullanılan pervanelerdir. Fanlarda, iģlemci üzerine sabitlenmeyi sağlayan mandal/kilit düzeneği ve kanatları döndürmeye yarayan motor düzeneği bulunmaktadır. Fanlar, 25

30 soğutucunun üzerine veya yanına yerleģtirilir. Farklı boyutlarda üretilir. Eğer fanı soğutucudan ayrı olarak satın alacaksanız dikkat edeceğiniz nokta, soğutucunuz için uygun boyutta bir fan seçmektir. Resim 2.3:Alüminyum soğutucuya monte edilmiģ fan Fan motorunun gereksinim duyduğu elektrik gücü, anakarttaki CPU Fan yazılı bağlantı noktasına takılan enerji kablosuyla sağlanır. Fanın hareket ettirebildiği hava miktarı dakikada fit küp (cubic feet per minute=cfm) olarak ölçülür. Ürettiği hava akıģı yüksek olan fan daha etkili soğutma gerçekleģtirir. Kutulu (Box) iģlemciler, kendilerine uygun soğutucu ve fan ikilisi ile gelmektedir. Diğer iģlemciler içinse doğru soğutucu ve fan seçebilmek önemlidir. Günümüzde hem fanın soğutma etkinliğini artırmak hem de görünüģü çekici kılmak amacıyla çok çeģitli tasarımlarda fanlar ve soğutucular üretilmektedir. Resim 2.4:Farklı tasarımda soğutucu ve fanlar Fanlar tozlandıklarında daha yavaģ ve gürültülü çalıģır. Bu nedenle belirli aralıklarla fanları tozlardan arındırmak ve yağlamak gerekmektedir Termal Macun ĠĢlemci ve soğutucu yüzeyleri dümdüz gibi gözükse de aslında, gözle görülemeyecek düzeyde pürüzlere sahiptir. ĠĢlemcinin üzerine soğutucuyu yerleģtirdiğimizde, aralarında hiç boģluk kalmadığını düģünebiliriz. Fakat aralarında gözle göremediğimiz mikroskobik düzeyde boģluklar bulunur. Bu boģluklar havayla doludur. Buradaki hava, ısı iletimini 26

31 gerçekleģtirir. Fakat havadan daha iyi ısı iletimini gerçekleģtiren maddeler vardır. ĠĢte bu mantıktan hareketle termal macun geliģtirilmiģtir. ġekil 2.1: ĠĢlemci ile soğutucu arasında gözle görülmeyen boģluk Termal macun, iģlemcinin üzerine sürülen, ısıyı üzerinde tutmayarak oldukça hızlı bir Ģekilde soğutucuya ileten ve bu Ģekilde iģlemcinin ısısını düģürmeye yarayan bileģiktir. Termal macun, termal pasta, termal arayüz materyali, ısı iletici macun, termal bileģik gibi adlarla da anılır. Genelde beyaz ya da gri bir tutkala benzer. Ġçerdiği maddelere göre farklı renklerde olabilir. Termal macunların içeriğinde bol miktarda silikon, karbon, bor nitürü, metal oksit, alüminyum oksit, bakır-gümüģ, alüminyum-çinko tozları bulunur. Resim 2.5: Farklı markalarda termal macunlar. ĠĢlemci ile soğurucu arasında kalan boģluk, gözle görülemeyecek düzeyde olduğundan çok ince sürülmüģ termal macun tabakası boģlukları doldurmaya yeterlidir. Genellikle bir pirinç tanesi büyüklüğünde macun kullanmak ve bunu olabildiğince ince bir tabaka Ģeklinde sürmek (dosya kâğıdı kalınlığında hatta daha ince) uygundur. Macunun termal iletkenliği soğurucunun üretildiği malzemenin termal iletkenliğinden az olduğundan macunun fazla sürülmesi iletimi azaltır. Termal macunun uygun kullanımı, iģlemci sıcaklığını ortalama 3-4 derece düģürmektedir. Resim 2.6: BaĢarılı bir termal macun uygulaması Eğer iģlemcinizi değiģtirecek fakat aynı soğutucuyu kullanacaksanız soğutucu üzerindeki eskiden kalma termal macunu temizleyip yenisini sürmeniz gerekmektedir. Ayrıca herhangi bir nedenle iģlemcinizi çıkarıp geri taktıysanız termal macunu yenilemeniz gerekir. Kimi zaman soğutucuyu temizlemek için termal macun paketleriyle veya ayrı olarak satılan temizleme sıvıları kullanılır. 27

32 2.3.Soğutma ÇeĢitleri Havayla Soğutma Resim 2.7: Termal macun temizleme amaçlı sıvılar Havayla soğutma, iģlemci üzerinde soğutucu, onun üzerinde de fanın bulunduğu soğutma düzeneğidir. Günümüzde kullanılan en yaygın soğutma türüdür fakat iģlemcilerin her geçen gün daha fazla soğumaya ihtiyaç duyması, yeni soğutma sistemlerinin geliģmesine neden olmuģtur. Havayla soğutmada soğutucu ısıyı emer. Fan, bir taraftan bu ısıyı iģlemciden uzaklaģtırırken diğer taraftan da soğutucuya doğru soğuk havayı gönderir. Bu tür bir sistemde iyi soğutma, soğutucunun yapıldığı malzeme ve iģlemci ile soğutucu arasındaki termal macunun kalitesine, uygun Ģekilde uygulanmasına, fanın kalitesine, uygun fanın kullanılmasına bağlıdır Suyla Soğutma Resim 2.8: Hava soğutmalı sistem Suyla soğutma sistemi, iģlemci üzerindeki ısının suya aktarıldığı ve suyun ısısının da radyatör-fan düzeneği vasıtasıyla dağıtıldığı sistemdir. Suyla soğutma sistemi, hava soğutmalı sistemden daha az gürültü üretir fakat ona göre daha pahalıdır. 28

33 Resim 2.9: Su soğutmalı sistem Suyun ısı iletkenliği, havadan beģ kat daha fazla olduğu için ısı transferinde havadan çok daha uygun bir malzemedir. Suyla soğutmalı sistemde soğutma bloğu, iģlemci üzerinde bulunur ve iģlemci ısısını alıp içinden geçen suya aktarır. Su, bir boru sistemi ile radyatöre gönderilir. Su, radyatörün kanatları aracılığıyla ısıyı havaya aktarır. Radyatör kanatları ne kadar inceyse radyatörün yüzeyi de o kadar geniģ olur: Böylelikle soğutma daha etkili olur. Radyatörün önüne yerleģtirilen büyük ve düģük devirli bir fan soğutmayı artırır. Soğutulan su radyatörden soğutma bloğuna geri döner Isı Borulu Soğutma Bu soğutma sisteminde, iģlemci ısısı soğutucu vasıtasıyla içinde özel bir sıvı olan ısı borularına aktarılır. Bu özel sıvı, çok çabuk buharlaģabilen ve yoğunlaģabilen bir sıvıdır. ĠĢlemci üzerindeki ısı, soğutucu bloğun içinde bulunan boruların içindeki sıvıyı buharlaģtırır. BuharlaĢarak yukarı doğru hareket eden sıvı, ısısını salarak boruların üst kısmında tekrar yoğunlaģır ve aģağı iner. Sıvının bu hareketiyle iģlemci ısısı, iģlemciden uzaklaģtırılmıģ olur. Resim 2.10: Isı borulu soğutma sistemi 29

34 2.4. Soğutucu montajı Resim 2.11: Soğutucunun yandan görünüģü Piyasada farklı soğutma sistemleri vardır. Farklılıklarına rağmen tüm soğutma sistemlerinin çalıģma prensibi ve takılma yöntemi birbirine benzerdir. Bu nedenle farklı bir soğutma sistemiyle karģılaģsanız dahi biraz dikkat ve kısa bir araģtırmayla her türlü soğutucuyu sorunsuzsa iģlemciye takabilirsiniz. Alta monte edeceğimiz soğutucu görülmektedir. Yeni nesil iģlemciler daha çok ısındıkları için ısıl borulu soğutma kullanılmıģtır Resim 2.12: Isıl borulu ve havayla soğutma sistemleri ĠĢlemci üzerine ince bir tabaka termal macun sürüldükten sonra, soğutucu iģlemcinin üzerine yerleģtirilir. Termal macunun düzenli bir Ģekilde dağılması için, soğutucu iģlemci üzerine tek hamlede oturtulur ve soğutucu iģlemci üzerinde hareket ettirilmez. Resim 2.14: Termal macun sürülme iģlemi 30

35 ĠĢlemci etrafına bulunan 4 deliğe, soğutucunun plastik pinleri denk gelecek Ģekilde konumlandırılarak bağlantı noktalarına bastırılır. Bastırma iģlemi sonucunda pinler yerine otururken bir ses duyulur. Bu ses, iģlemin baģarılı olduğunu gösterir. Bu aģamada pinlerin zorlanması gerekmektedir. Ancak bir önceki aģamada ayaklar yerine oturmamıģ ise pinler zorlama sonucu kırılabilir. Resim 2.15: Soğutucu pinlerini anakarta takma Son olarak fan motorunun anakart üzerinden beslenmesi gereklidir. Fan motorundan çıkan konnektör anakart üzerindeki uygun yere takılır. Soğutucu üzerindeki ısıyı dağıtacak olan fanın, anakart üzerindeki bağlantı noktasına bağlanmasıyla iģlem tamamlanır. Resim 2.16: CPU Fan konnektörünü takma 31

36 UYGULAMA FAALĠYETĠ UYGULAMA FAALĠYETĠ AĢağıda verilen iģlem basamaklarını takip ederek konuyu daha da pekiģtirelim. Öneriler kısmı, uygulama faaliyeti için yönlendirici olacaktır. Bir iģlemci üzerine soğutucu sistemin montajını yapınız. ĠĢlem Basamakları Öneriler ĠĢlemci üzerine termal macunu sürünüz. Soğutucuyu monte ediniz. Fanın enerji kablosunu anakarta bağlayınız. 32

37 KONTROL LĠSTESĠ Bu faaliyet kapsamında aģağıda listelenen davranıģlardan kazandığınız beceriler için Evet, kazanamadığınız beceriler için Hayır kutucuğuna (X) iģareti koyarak kendinizi değerlendiriniz. Değerlendirme Ölçütleri Evet Hayır 1. ĠĢlemci üzerine termal macunu sürdünüz mü? 2. Soğutucu-fan düzeneğini iģlemci üzerine yerleģtirdiniz mi? 3. Fanın enerji kablosunu anakarta bağladınız mı? DEĞERLENDĠRME Değerlendirme sonunda Hayır Ģeklindeki cevaplarınızı bir daha gözden geçiriniz. Kendinizi yeterli görmüyorsanız öğrenme faaliyetini tekrar ediniz. Bütün cevaplarınız Evet ise Ölçme ve Değerlendirme ye geçiniz. 33

38 ÖLÇME VE DEĞERLENDĠRME ÖLÇME VE DEĞERLENDĠRME AĢağıda boģ bırakılan yerlere doğru sözcüğü yazınız. 1. ĠĢlemcinin üzerine sürülen, ısıyı üzerinde tutmayarak oldukça hızlı bir Ģekilde soğutucuya ileten ve bu Ģekilde iģlemcinin ısısını düģürmeye yarayan bileģiğe denir. 2. ĠĢlemcinin üzerine yerleģtirilen ve iģlemcinin çekirdeğindeki ısıyı kanatlarına çeken metallerden oluģan yapıya.denir. AĢağıda boģ bırakılan parantezlere, cümlelerde verilen bilgiler doğru ise D, yanlıģ ise Y yazınız. 1. ( ) Tüm elektronik donanımlar az veya çok ısınır. 2. ( ) Her soğutucu uyumlu olduğu iģlemciye takılmalıdır. 3. ( ) Piyasadaki son model iģlemciler için soğutma sistemi kullanmaya gerek yoktur. 4. ( ) ĠĢlemci ve soğutucu yüzeyleri pürüzlü bir yapıdadır. 5. ( ) Termal macun iģlemciyle soğutucuyu yapıģtırmak için kullanılır. 6. ( ) ĠĢlemcideki ısınmayı gidermek için soğutma sistemleri kullanılır. 7. ( ) Termal macunun iģlemci üzerine fazla sürülmesi ısı iletimini artırır. 8. ( ) Fanın dönüģ hızı arttıkça soğutma oranı düģer. 9. ( ) Büyük fanların hareket ettirdiği hava, küçük fanlardan daha fazladır. 10. ( ) Kimi soğutucuları takmak için tornavida gerekebilir. DEĞERLENDĠRME Cevaplarınızı cevap anahtarıyla karģılaģtırınız. YanlıĢ cevap verdiğiniz ya da cevap verirken tereddüt ettiğiniz sorularla ilgili konuları faaliyete geri dönerek tekrarlayınız. Cevaplarınızın tümü doğru ise Modül Değerlendirme ye geçiniz. 34

39 MODÜL DEĞERLENDĠRME MODÜL DEĞERLENDĠRME 1. AĢağıdakilerden hangisi yanlıģtır? A) ĠĢlemciler milyonlarca transistörden oluģmaktadır. B) 0 ve 1 den oluģan sayma sistemine ikilik düzen denir. C) 0 ve 1 lerin bilgisayarda kapladıkları alana Mhz denir. D) ĠĢlemci içindeki komut listelerine komut seti denir. 2. AĢağıdakilerden hangisi yanlıģtır? A) ĠĢlemci bir saniyede milyarlarca komutu iģleyebilir. B) Sabit diskler sistem belleğinden hızlıdır. C) Bilgisayar kapatıldığında ana bellekteki bilgiler silinir. D) Ön bellek miktarının artması iģlemci hızını artırır. 3. AĢağıdakilerden hangisi doğrudur? A) Bilgisayarın eģzamanlı çalıģmasını kontrol birimi sağlar. B) Bilgisayarın performansında sadece iģlemcinin hızı önemlidir. C) Sistem hızı 100 Mhz, çarpanı 20 olan sistemde iģlemci hızı 2.2 Ghz dir. D) Hız aģırtma (overclock) iģlemi yapılmıģ iģlemciler daha az ısınır. 4. AĢağıdakilerden hangisi doğrudur? A) 2 çeģit iletiģim hattı mevcuttur. B) Slot tipi iģlemciler artık üretilmemektedir. C) Soket 437 yapısına sahip bir anakarta soket 478 iģlemci takılabilir. D) ĠĢlemcinin marka ve modeli ile ilgili iģlemci üzerinde bilgi yer almaz. 5. AĢağıdakilerden hangisi yanlıģtır? A) Ön bellek, CPU nun hızlı veri alma isteğine karģılık verebilmek için üretilmiģtir. B) ĠĢlemcinin komut çalıģtırma bölümüne çekirdek denir. C) Üreticinin iģlemci etiketinde belirttiği hız değiģtirilemez. D) ĠĢlem gerçekleģtirme yöntemi, teknolojisi ve tasarımı iģlemci mimarisini ifade eder. 6. AĢağıdakilerden hangisi doğrudur? A) Çift çekirdekli iģlemci üretmek günümüz teknolojisiyle mümkün değildir. B) HT (Hyper Threading) bir hız birimidir. C) ĠĢlemcinin marka, model, hız gibi bilgilerini programlar vasıtasıyla öğrenemeyiz. D) Xeon iģlemci sunucu bilgisayarlar için üretilmiģ bir iģlemcidir. 7. AĢağıdakilerden hangisi doğrudur? A) Grafik yoğunluklu programlar, yüksek hızlı iģlemci gerektirmezler. B) ĠĢlemcinin soket çeģidiyle anakartın soket çeģidi aynı tür olmalıdır. C) Elektrostatik deģarj bilgisayara zarar vermez. D) HT teknolojisini desteklemeyen bir programda kullansanız HT teknolojisinden en etkin bir Ģekilde yararlanabilirsiniz 35