कंप्यूटर आर्किटेक्चर क्या है?

AMD, Apple, या Intel जैसी तकनीकी कंपनियों की प्रस्तुतियों और कुछ उपकरणों और अन्य उत्पादों के लिए स्पेक शीट के बीच, आपने लगभग निश्चित रूप से कम से कम सुना वास्तुकला शब्द. Apple दावा करता है कि उसके M1 और M2 चिप्स का उपयोग करते हैं हाथ आर्किटेक्चर, और एएमडी इस बात पर प्रकाश डालता है कि इसका ज़ेन 4 आर्किटेक्चर इंटेल के रैप्टर लेक आर्किटेक्चर से बेहतर है। लेकिन सारी मार्केटिंग में, वास्तव में यह कभी नहीं बताया गया कि वास्तव में "वास्तुकला" क्या है। यहां वास्तुकला के बारे में वह सब कुछ है जो आपको जानना आवश्यक है और वे क्यों महत्वपूर्ण हैं।

आर्किटेक्चर: एक प्रोसेसर की नींव

तकनीक में आर्किटेक्चर एक अस्पष्ट शब्द है, लेकिन मैं यहां इंस्ट्रक्शन-सेट आर्किटेक्चर (आईएसए) और माइक्रोआर्किटेक्चर के बारे में बात कर रहा हूं। आईएसए और माइक्रोआर्किटेक्चर दोनों आर्किटेक्चर के लिए संक्षिप्त हैं क्योंकि आईएसए और माइक्रोआर्किटेक्चर को भ्रमित करना असामान्य है। इसके अतिरिक्त, मैं ज्यादातर सीपीयू आर्किटेक्चर के बारे में बात करूंगा, लेकिन जीपीयू जैसे अन्य प्रोसेसर आईएसए और माइक्रोआर्किटेक्चर दोनों का उपयोग करते हैं।

आईएसए एक अच्छा प्रारंभिक बिंदु है क्योंकि यह प्रोसेसर का सबसे बुनियादी हिस्सा है और इसमें इसका सबसे बुनियादी हिस्सा शामिल है पहलू, जैसे निर्देश (जैसे जोड़ और गुणा) और विशेषताएं (जैसे 32 दशमलव वाली संख्याओं को संभालने में सक्षम होना) स्थानों)। एक निश्चित ISA का उपयोग करने वाले प्रोसेसर केवल उस ISA के लिए डिज़ाइन किया गया कोड चला सकते हैं (हालाँकि अनुकरण एक समाधान है)। इसीलिए जब Apple ने Apple सिलिकॉन के साथ Mac बेचना शुरू किया तो यह एक बड़ी बात थी क्योंकि macOS को Intel CPU के लिए बनाया गया था जो इसका उपयोग करते हैं x86 आईएसए और एप्पल के चिप्स का उपयोग करते हैं एआरएम आईएसए.

माइक्रोआर्किटेक्चर गेमिंग, पेशेवर काम या यहां तक ​​कि आकस्मिक कंप्यूटर उपयोग पर महत्वपूर्ण प्रभाव डाल सकता है।

संक्षेप में, माइक्रोआर्किटेक्चर वह है जो प्रोसेसर के विभिन्न हिस्सों को जोड़ता है और आईएसए को लागू करने के लिए वे कैसे आपस में जुड़ते हैं और इंटरऑपरेट करते हैं। इसलिए यदि आईएसए विभिन्न भाषाओं की तरह हैं, तो माइक्रोआर्किटेक्चर बोलियाँ हैं। बिल्कुल नई चिप डिज़ाइन करने के लिए ISA को बाहर निकालने की आवश्यकता नहीं होती है, और ISA में बदलाव किए बिना एक नया प्रोसेसर बनाने से एक नया माइक्रोआर्किटेक्चर प्राप्त होता है। एक ही आईएसए पर निर्मित माइक्रोआर्किटेक्चर काफी भिन्न हो सकते हैं लेकिन एक ही कोड चला सकते हैं, भले ही एक चिप स्पष्ट रूप से दूसरे से बेहतर प्रदर्शन करती हो। कंपनियां प्रदर्शन बढ़ाने, नए निर्देश जोड़ने (एक्सटेंशन के रूप में जाने जाते हैं क्योंकि वे आधार आईएसए के भीतर नहीं हैं) या किसी विशिष्ट एप्लिकेशन को लक्षित करने के लिए नए माइक्रोआर्किटेक्चर बनाते हैं।

आज, हमारे पास मुट्ठी भर आईएसए हैं, जिनमें प्रमुख हैं x86 (इंटेल और एएमडी द्वारा सह-स्वामित्व), एआरएम (आर्म के स्वामित्व में लेकिन ऐप्पल और सैमसंग जैसी अन्य कंपनियों को लाइसेंस प्राप्त), RISC-वी (एक खुला-मानक आईएसए जिसे कोई भी मुफ्त में उपयोग कर सकता है), और पावरपीसी (आईबीएम के स्वामित्व में है और ज्यादातर डेटासेंटर सामग्री और पूर्व में PS3 और Wii जैसे कई कंसोल के लिए उपयोग किया जाता है)। वहाँ कम से कम सैकड़ों, यदि हजारों नहीं, माइक्रोआर्किटेक्चर हैं, जिनमें कुछ प्रसिद्ध हैं जिनमें एएमडी की ज़ेन श्रृंखला, इंटेल की लेक श्रृंखला और आर्म की कॉर्टेक्स श्रृंखला शामिल हैं।

आईएसए ने तकनीक के भीतर सीमाओं को परिभाषित किया है

तथ्य यह है कि प्रोग्रामर को मूल रूप से चलाने के लिए कुछ आईएसए के लिए विशेष रूप से कोड बनाना पड़ता है (अर्थात बिना किसी आवश्यकता के) अनुकरण जैसे वर्कअराउंड का उपयोग करने के लिए, जो अक्सर खराब प्रदर्शन करता है) ने आवश्यक रूप से बहुत सारी दीवारें खड़ी कर दी हैं कंप्यूटर. डेवलपर्स केवल एक आईएसए पर ध्यान केंद्रित करते हैं, और हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर के बीच लगभग अटूट लिंक ने परिभाषित किया है कि कुछ प्रकार के उपकरणों के लिए प्रोसेसर कौन बनाता है।

x86 का उपयोग लगभग विशेष रूप से डेस्कटॉप, लैपटॉप और गेमिंग कंसोल में किया जाता है, और बदले में वे डिवाइस लगभग विशेष रूप से x86 का उपयोग करते हैं। एआरएम, आरआईएससी-वी और पावरपीसी सभी ने इन क्षेत्रों में हाथ आजमाया है, लेकिन x86 उन सभी पर हावी है। इतना भी काफी नहीं है माइक्रोसॉफ्ट ने विंडोज़ का एआरएम संस्करण बनाया है क्योंकि तृतीय-पक्ष सॉफ़्टवेयर डेवलपर्स को बनाने की आवश्यकता है उनके ऐप्स के एआरएम संस्करण, और उनमें से बहुत कम के पास है। दूसरी ओर, Apple के macOS के स्वामित्व ने x86 Intel चिप्स से अपने स्वयं के चिप्स पर स्विच करना बहुत आसान (यद्यपि अभी भी चुनौतीपूर्ण) बना दिया है।

इसी तरह, एआरएम का फोन और टैबलेट पर दबदबा है, और यह लगभग दो दशकों से सच है। जब तक इंटेल ने फोन के लिए x86 चिप्स बनाना शुरू किया 2000 के दशक के उत्तरार्ध में, वस्तुतः पूरा बाज़ार वर्षों से ARM का उपयोग कर रहा था, और Intel को कंपनियों को स्विच करने के लिए मनाने में कठिनाई हो रही थी।

आज, ऐसा लगता है कि आईएसए द्वारा बनाई गई सीमाएं अधिकतर मजबूत हो गई हैं। इसकी अत्यधिक संभावना नहीं है कि एआरएम चिप्स कभी भी डेस्कटॉप और लैपटॉप में x86 से आगे निकल जाएंगे (भले ही ऐप्पल यहां महत्वपूर्ण प्रगति कर रहा है), और यह लगभग निश्चित है कि स्मार्टफोन का उपयोग हमेशा किया जाएगा हाथ। हालाँकि, डेटा सेंटर और इंटरनेट ऑफ थिंग्स (IoT) उपकरणों जैसे उभरते बाजारों में महत्वपूर्ण प्रतिस्पर्धा है। आरआईएससी-वी यह भी एक ठोस तर्क देता है कि कई कंपनियां उन अनुप्रयोगों के लिए अपने स्वयं के आरआईएससी-वी चिप्स बनाना पसंद करेंगी जहां व्यापक पारिस्थितिकी तंत्र में अनुकूलता की आवश्यकता वास्तव में चिंता का विषय नहीं है। शायद दूर के भविष्य में, इनमें से कुछ आईएसए उपयोग से बाहर हो जाएंगे, लेकिन ऐसा लगता है कि किसी भी समय केवल कुछ प्रमुख आईएसए ही प्रासंगिक होंगे।

माइक्रोआर्किटेक्चर किसी डिवाइस पर आपके अनुभव को बना या बिगाड़ सकता है

हालाँकि आप कंपनियों की मार्केटिंग बिना नमक के नहीं कर सकते, लेकिन यह सच है कि माइक्रोआर्किटेक्चर गेमिंग, पेशेवर काम या यहां तक ​​कि आकस्मिक कंप्यूटर उपयोग पर महत्वपूर्ण प्रभाव डाल सकता है। यदि आप सोच रहे हैं कि आपको अपने डिवाइस में नवीनतम माइक्रोआर्किटेक्चर की आवश्यकता है या नहीं, तो यहां कुछ बातों पर विचार करना होगा।

गेम्स को अक्सर नए सीपीयू माइक्रोआर्किटेक्चर द्वारा दी जाने वाली हर चीज से लाभ नहीं होता है, जैसे प्रति घड़ी निर्देशों में वृद्धि (आईपीसी), क्योंकि गेम वास्तव में उतने कच्चे संसाधनों का उपयोग नहीं करते हैं। हालाँकि, माइक्रोआर्किटेक्चर घड़ी की गति में वृद्धि, अतिरिक्त कैश और अन्य विशेषताओं के साथ आ सकता है जो गेमिंग के लिए बेहतर हो सकते हैं। यदि आप उच्च फ्रेमरेट पर वीडियो गेम खेलते हैं, तो नवीनतम प्रोसेसर का उपयोग करके आपका अनुभव काफी बढ़ सकता है। यदि आपका सीपीयू पांच वर्ष से अधिक पुराना है तो अपग्रेड करने पर विचार करने का समय आ गया है।

नए माइक्रोआर्किटेक्चर के साथ नए जीपीयू में अपग्रेड करना भी एक अच्छा विचार हो सकता है। नए ग्राफिक्स कार्ड कभी-कभी नई सुविधाएँ पेश करते हैं जैसे कि एनवीडिया का डीएलएसएस (जो केवल आरटीएक्स ब्रांडेड कार्ड पर उपलब्ध है, और डीएलएसएस 3 केवल पर उपलब्ध है)। RTX 40 श्रृंखला) और AV1 एन्कोडिंग केवल नवीनतम RTX 40, RX 7000 और आर्क अल्केमिस्ट GPU पर मौजूद है। इसके अतिरिक्त, गेमिंग प्रदर्शन ग्राफिक्स कार्ड पर टिका होता है, और नए माइक्रोआर्किटेक्चर को अक्सर उन कार्डों के साथ जोड़ा जाता है जिनमें पुराने की तुलना में बहुत अधिक कच्ची हॉर्स पावर और वीआरएएम होती है वाले.

क्या आपको नए आर्किटेक्चर वाले सीपीयू में अपग्रेड करना चाहिए?

जब रेंडरिंग, वीडियो संपादन और अन्य कार्यों जैसे पेशेवर और रचनात्मक कार्यों की बात आती है, तो नई सुविधाओं और आम तौर पर उच्च प्रदर्शन दोनों के लिए एक नया सीपीयू या जीपीयू प्राप्त करना अक्सर इसके लायक होता है। उदाहरण के लिए, AVX जैसे अतिरिक्त CPU निर्देश कभी-कभी उपयोगी होते हैं। हालाँकि, संभावित प्रदर्शन लाभ एप्लिकेशन के आधार पर व्यापक रूप से भिन्न हो सकते हैं, और आपको यह देखने के लिए अपने सॉफ़्टवेयर पर शोध करना चाहिए कि क्या यह नए हार्डवेयर से लाभान्वित हो सकता है।

सामान्य उपयोगकर्ताओं के लिए, नए हार्डवेयर के लाभ उतने स्पष्ट नहीं हैं क्योंकि बुनियादी एप्लिकेशन पिछले दशक में बनी किसी भी चीज़ पर चल सकते हैं। हालाँकि, विशेष रूप से लैपटॉप उपयोगकर्ताओं के लिए, एक माइक्रोआर्किटेक्चर अक्सर बढ़ी हुई दक्षता लाता है, और बेहतर दक्षता का मतलब आमतौर पर कम बिजली की खपत होती है, जिसका मतलब बेहतर बैटरी जीवन होता है।