What is CPU in Hindi - सीपीयू क्या है

CPU (Central Processing Unit) Computer का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है यह Computer के "Brain" के रूप में कार्य करता है और कई अलग-अलग कार्य करता है।

CPU Instructions (निर्देशों) का पालन करता है और गणना के कार्य को सम्पन्न करता है इसके अलावा CPU Computer के सभी भागों जैसे Input Devices, Output Devices, Memory, Storage के कार्यों को नियंत्रित करता है।

इसके नियंत्रण मे हमारे द्वारा Input Device से, Input किया गया Data, Memory में Store होता है तथा Processing के बाद यह Output Device द्वारा प्रदर्शित होता है। 

Definiation of CPU- सीपीयू की परिभाषा

"CPU का पूरा नाम Central Processing Unit है यह Computer का प्राथमिक Component हैं जो System के अंदर ज्यादातर Processing का कार्य करता है इसे Computer के "Brain" के रूप में संदर्भित करते है"।

"CPU एक Computer System के Operation के लिए आवश्यक Calculations Perform करने और Instructions को क्रियान्वित करने के लिए जिम्मेदार है।

वह Arithemetic, Logical Operation करने और Computer के विभिन्न भागों के बीच Data के प्रवाह को नियंत्रण करने,  Memory से Instructions प्राप्त करने, उसे Decode करने जैसे कार्यों को करता है "।

Parts of CPU in Hindi - सीपीयू के भाग

CPU के मुख्य भाग निम्न है
1) CU(Control Unit)
2) ALU (Arithemetic Logic Unit)
3) Registers
4) Cache
5) Bus Interface Unit
6) Clock

CU(Control Unit)

Control Unit (CU) Computer के CPU का महत्वपूर्ण भाग है इसका मुख्य कार्य CPU के Operations(संचालन) को Manage और Control करना है साथ ही Computer Memory से Instructions को समझना और क्रियान्वित करना है।
 
Control Unit कुछ मुख्य कार्य करते है जैसे पहले Memory से Instructions को प्राप्त करना, प्राप्त हो जानें के बाद उसे Decode करना अर्थात यह समझना की Instructions क्या Operations करना चाहता है और उसे Computer के कौन से भाग को उपयोग करने की जरुरत है

उसके बाद उस Decode हुए Instructions को Execute किया जाता है Instructions को Execute करने के लिए Control Unit, CPU के अन्य भागो जैसे ALU, Registers और Memory को समन्वित करता है।

अतः CU बहुत ही महतवपूर्ण है 
क्योंकि वह CPU कैसे कार्य करता है उसे Control करता है वह सुनिश्चित करता है है की Instructions सही क्रम मे दिए गए है और CPU के अंदर Data के प्रवाह को Manage करता है।

ALU (Arithemetic Logic Unit)

Arithmetic Logic Unit (ALU) CPU का बहुत ही महत्पूर्ण का भाग है जो Binary Numbers पर Math (जैसे Addition, Substraction, Multiplication Division)और Logical Operations (जैसे Numbers की तुलना करना) करता है।
 
Binary numbers 0s और 1s से मिलकर बना होता है ALU इन Operations को करने के लिए विशेष Electronic Circuits और Logic Gates का उपयोग करते है वह Computer की Memory या विशेष Storage स्थान जिसे Registers कहते है से Input लेते है उसके बाद CPU द्वारा दिए Instructions का अनुसरण करते है और Results देते है।

ALU वास्तव मे CPU के लिए महत्पूर्ण है क्योंकि यह Computer को तेजी से कार्य करने और एक समय मे कई कार्य करने मे मदद करते है।  

Register

Register Memory छोटे और तेज Memory होते है जो CPU के अंदर होते है और ऐसे Data और Instructions और Memory Address को रखते है जिसकी जरुरत CPU को बार बार पड़ती है।

Memory के अन्य प्रकारों जैसे Cache या Main Memory की अपेक्षा Register से बड़ी तेजी से Data को Access किया जा सकता है।
 
Register मे Data अस्थाई रूप से Binary Format (0 या 1) में Store होते है
CPU के अच्छे से कार्य करने के लिए Register बहुत महत्त्वपूर्ण भूमिका निभाता है जैसे ये Calculations और Logical Operations करते समय Data को Store करने और Instructions या Data के Address को Memory में रखने , Control Information Store करने तथा Memory और CPU के बीच Data के प्रभावशाली संचलन के लिए मदद करते है।

Registers की संख्या और आकार CPU के विशिष्ट डिज़ाइन के आधार पर भिन्न-भिन्न होते हैं। अधिकांश आधुनिक सीपीयू में सामान्य-उद्देश्य वाले Registers का एक सेट होता है जो निश्चित संख्या में बाइनरी अंकों को रख सकता है, आमतौर पर 32 या 64 Bits अत: इन्हे 32 Bits Register या 64 Bits Register कहते है।

Cache Memory

Cache Memory को अक्सर CPU Cache से संदर्भित किया जाता है यह छोटा और बहुत ही तेज प्रकार की Memory है जो कंप्यूटर को तेजी से काम करने में मदद करती है यह सीधे Processor Chip में यह उसके बहुत पास उपस्थित रहता है इसका मुख्य कार्य ऐसे Data और Instructions अस्थायी रूप से संग्रहीत करना है।

जिनका उपयोग अक्सर Processor द्वारा उपयोग किए जाते है क्योंकि यह Main Memory (RAM) की अपेक्षा Cache से तेजी से Access किया जा सकता है।

Cache Memory का प्राथमिक उद्देश्य  Main Memory से Data प्राप्त करने में लगने वाले समय को कम करना है जब CPU को तेजी से Data पढ़ने या लिखने की जरूरत होती है तो वह सबसे पहले Cache Memory की जांच करता है।

यदि Data पहले से ही Cache में है, तो इसे "Cache Hit" कहा जाता है और CPU, Data को तुरंत प्राप्त या संग्रहीत कर सकता है यह कंप्यूटर के प्रदर्शन को तेज़ करने में मदद करता है।

Cache Memory "locality of reference" नामक सिद्धांत के आधार पर काम करती है इसका मतलब है कि प्रोग्राम आमतौर पर उन Data और Instructions तक पहुंचते हैं जो समय और स्थान में एक-दूसरे के करीब होते है अर्थात जो पास मे उपस्थित हो और उस तक पहुंचने मे कम समय लगे।

Cache memory के अलग-अलग स्तर होते हैं, जैसे L1, L2 और L3 Cache L1 Cache सबसे छोटा और तेज़ है, जो प्रोसेसर के सबसे करीब स्थित है। L2 Cache बड़ा है लेकिन थोड़ा धीमा है, और L3 Cache, जो सभी कंप्यूटरों में मौजूद नहीं है, अन्य स्तरों की तुलना में बड़ा लेकिन धीमा है।

Bus 

CPU को अवश्य ही अभी Devices या Computer के अन्य Parts से Communicate करने मे सक्षम होना चाहिए ये Devices या Computer के Parts आपस मे Communication Chanel से जुड़े होते है जिसे Bus कहते है।

यह वास्तव में तारों के एक समूह की तरह है जो CPU के घटकों जैसे ALU, CU, Registers, Cache Memory के बीच सूचना को प्रसारित करने देता है
Bus एक Sharing की जाने वाली मार्ग या सड़क की तरह कार्य करती है।

जहां Data, CPU  के विभिन्न हिस्सों के बीच स्थानांतरित हो सकता है इसमें Signal, Instructions, Data, Address के रूप मे  होते हैं जो CPU को अपना काम करने में मदद करते हैं CPU में तीन मुख्य प्रकार की Buses होती हैं।
1) Data Bus
2) Address Bus
3) Control Bus

Data Bus

Data Bus सबसे सामान्य प्रकार का Bus है जो Data को ले जाता है यह एक Electrical Path है जो CPU, Memory, Input/Output Devices और Secondary Storages को Connect करती है और इनके बीच Data Transfer करती है।

इसमें Process किए हुए Data जैसे Numbers, Characters और अन्य Binary Informations शामिल होते हैं
Data Bus की Width यह निर्धारित करती है इसमें Data के कितने Bits (0 या 1) एक साथ Transfer किए जा सकते है जो  CPU के Data Processing क्षमता को प्रभावित करता है।

Address Bus

Address Bus का कार्य Memory Address को ले जाना है यह भी Data Bus के समान Wires का समूह है लेकिन यह केवल CPU और Memory को Connect करते है जब कभी CPU को Memory के विशेष स्थान मे उपस्थित Data को Read या Write करने की जरुरत होती है,

तब उस स्थान के Address को Address Bus द्वारा Memory को भेजा जाता है Memory उस Address को समझ जाता है तथा उस Address में उपस्थित Data को  Data Bus के द्वारा CPU को भेज दिया जाता है।

Control Bus

Control Bus, Control Information को Control Unit से अन्य Units में ले जाने के लिए किया जाता है Control Information का प्रयोग अन्य Units जैसे Input/Output Devices और Secondary Storages के क्रियाकलापो को निर्देशित करने के लिए होता है।

Control Bus, Signals जैसे Commands या Instructions को ले जाता है जो यह बताता है की Computer कैसे कार्य करे यह Computer के मुख्य भाग जो CPU कहलाता है, को Computer के अन्य भाग जैसे Memory, Input/Output Devices से Communicate करने मे मदद करता है Control Bus यह सुनिश्चित करता है की Computer के सभी भाग एक साथ सही समय मे कार्य करे।

Clock

CPU मे  एक विशेष Clock होती है जो हर चीज़ को एक साथ सुचारू रूप से काम करने में मदद करती है यह घड़ी नियमित Pulse भेजती है जिसे Clock Cycle कहा जाता है, जो सुनिश्चित करता है कि CPU के सभी Parts साथ साथ कार्य करे।

Clock की Speed को Ghz(Gigahertz) से मापी जाती है जो यह बताता है कि CPU कितनी तेजी से कार्य करता है उदाहरण के लिए CPU की Clock Speed 3 GHz के साथ है इसका अर्थ है  CPU 1 Second मे 3.5 billion (अरब) कार्य पूरा कर सकता है।

प्रत्येक Cycle के दौरान CPU के अंदर अलग-अलग कार्य होते हैं इन कार्यों के अंतर्गत मेमोरी से निर्देश प्राप्त करना, उन निर्देशों का अर्थ समझना, निर्देशों का पालन करना और परिणामों को संग्रहीत करना शामिल है Clock Signal यह सुनिश्चित करता है कि प्रत्येक कार्य समय पर शुरू और समाप्त हो, ताकि सब कुछ सुचारू रूप से और क्रम में चले।

Main Functions of CPU in Hindi - सीपीयू के मुख्य कार्य

CPU के मुख्य Funtions निम्न है

Fetch

CPU सबसे पहले Memory से Instructions प्राप्त करता है यह Instruction जो Code के छोटे टुकडे के रूप में होते है CPU को बताता है कि क्या कार्य करना है ये Instructions Memory में क्रम मे होते है जिसे CPU द्वारा एक के बाद एक Read किया जाता है।

Decode

CPU एक बार Instructions प्राप्त हो जाने पर उसे Decode करता है ताकि उसे समझ सके कि  क्या कार्य करना है।

Execute

CPU Arithmetic, Logic और Control operations Perform करते हुए Instructions को Execute(क्रियान्वित) करता है इन Operations के अंतर्गत जोड़ना, घटाना, तुलना करना, ब्राचिंग, लूपिंग शामिल है।

Types of CPU or Processor in Hindi - सीपीयू या प्रोसेसर के प्रकार

समय के साथ CPU के कई प्रकार विकसित हुए है जिसमे कुछ मुख्य प्रकार निम्न है
1) Single-core
2) Dual-core
3) Quad-core
4) Hexa-core
5) Octa-core
6) Deca-core

Single-core

Single-core CPU, जिसे Single-core processor के रूप में भी जाना जाता है, एक प्रकार की Central Processing Unit (CPU) है जिसमें केवल एक Processing Core होता है Processing Core, Computer System में निर्देशों को निष्पादित करने और गणना करने के लिए जिम्मेदार घटक है।

Single-core CPU में, सभी कार्यों और निर्देशों को Single Processing Core  द्वारा क्रमिक रूप से निष्पादित किया जाता है इसका मतलब यह है कि प्रत्येक निर्देश को एक के बाद एक किया जाता है एक कार्य के पूरे होने पर ही अगला कार्य किया जाता है।
 
Single-core CPU, CPU Design का सबसे सरल रूप है और आमतौर पर पुराने कंप्यूटर सिस्टम में पाए जाते थे वे एक साथ कई कार्यों को संभालने की क्षमता में सीमित हैं क्योंकि वे एक समय में केवल एक ही निर्देश निष्पादित कर सकते हैं।
पहला Single -core की जानकारी
Name - Intel 4004
Year -  1971
Company- INTEL

Dual-core

Dual-core processor में एक ही भौतिक चिप के भीतर दो स्वतंत्र  Execution core या Processing Units होती हैं प्रत्येक Core एक अलग Processor के रूप में कार्य करता है तथा Instructions को Execute करने और कार्यों को एक साथ करने में सक्षम है।

Dual-core का लाभ एक ही समय में कई कार्यों को संभालने की क्षमता है, जिसे Parallel Processing के रूप में जाना जाता है प्रत्येक Core अलग-अलग कार्यों पर स्वतंत्र रूप से काम कर सकता है, जिसका अर्थ है कि प्रोसेसर एक साथ कई निर्देशों को निष्पादित कर सकता है, 

जिससे सिस्टम की प्रतिक्रिया और प्रदर्शन में सुधार होता है। उदाहरण के लिए, एक Core किसी Application को चलाने का काम संभाल सकता है जबकि दूसरा Core Background Operations या System कार्यों को संभाल सकता है।

Dual-core आमतौर पर Computer, Laptop और  Server में पाए जाते है
पहला Dual-core की जानकारी
Name - Intel Pentium D 
Year -  2005
Company- INTEL

Quad-core

Quad-core processor में Single Integrated Circuit(Chip) पर चार स्वतंत्र Processing Core होते हैं Quad-core processor  के भीतर प्रत्येक Core स्वतंत्र रूप से कार्यों को निष्पादित कर सकता है, जिससे यह Single-core या Dual-core की तुलना में बेहतर प्रदर्शन और अधिक कुशलता से कई कार्यों को करता है।

Quad-core processors सामान्यत: computers, laptops और smartphones मे पाए जाते है वे एक साथ कई काम करने के लिए अच्छे हैं, जैसे कई प्रोग्राम चलाना या अन्य कार्य करते समय गेम खेलना
पहला Quad-core की जानकारी 
Name - Athlon IIX4 
Year -  2009
Company- AMD

Hexa-core

Hexa -core processor में 6 स्वतंत्र Cores एक Single Processor Chip में पाए जाते है 6 Core होने से Processor
इन Cores में कार्यों के भार को अधिक कुशलता से विभाजित कर देता है।

क्योंकि प्रत्येक Core एक ही समय में विभिन्न कार्यों को संभाल सकता है यह Dual-core और Quad-core Processors से अधिक तेजी से कार्य करता है यह विशेष रूप से Video Editing, 3D Rendering, Gaming जैसे मांग वाले Applications के लिए फायदेमंद है,

जिनके लिए पर्याप्त Processing Power की आवश्यकता होती है आजकल Smartphone में Hexa-core Processor उपलब्ध है
पहला Hexa-core की जानकारी
Name - Intel core i7-980X
Year -  2010
Company- INTEL

Octa-core

Octa-core Processors, Quad-core के दो Sets से मिलकर बने होते है
इसमें में 8 स्वतंत्र Cores एक Single Processor Chip में पाए जाते है
प्रत्येक Core स्वतंत्र रूप से Instructions Execute करने और Calculations Perform करने मे सक्षम होते है।

जिससे Parallel Processing को अनुमति मिलती है और Multitasking की क्षमताओं में वृद्धि होती है
पहला Octa-core की जानकारी
Name - Intel Core i7-5960X
Year -  2014
Company- INTEL

Deca-core

Deca-core Processor बाकी सभी Core वाले Processor से ज्यादा तेज और शक्तिशाली है इसमें 10 Cores होते है जिसके कारण यह Processor अन्य Processors की अपेक्षा कार्यों को बड़ी  तेजी और प्रभावशाली ढंग से Execute और Manage करने में सक्षम है।

अतः हम यह जान पाए की एक Processor में Cores की संख्या बढ़ने पर उसके प्रदर्शन और कई कार्यों को एक साथ कर सकने की क्षमता में वृद्धि होती है।
पहला Deca-core की जानकारी
Name - Intel Xeon Silver 4114T
Year -  2017
Company- INTEL