CPU কী? সংজ্ঞা, ভূমিকা, এবং এটি কীভাবে আপনার কম্পিউটার চালায়

প্রতিটি কম্পিউটিং ডিভাইসে একটি CPU থাকে।

আপনি এই টেক টার্ম শোনে থাকতে পারেন, কিন্তু এটি আসলে কী? CPU কী এবং এটি কীভাবে কাজ করে?

এই বিগিনার-ফ্রেন্ডলি নিবন্ধে আপনি CPU আসলে কী সেটা সম্পর্কে বেসিক জানবেন, এবং আমি এটি কীভাবে কাজ করে সেটা সংক্ষেপে বলব।

CPU কী এবং কম্পিউটারে এটি কোথায় পাওয়া যায়?

CPU মানে সেন্ট্রাল প্রসেসিং ইউনিট। এটাকে প্রসেসর বা মাইক্রোপ্রসেসরও বলা হয়।

এটি যেকোনো ডিজিটাল কম্পিউটিং সিস্টেমের সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ হার্ডওয়্যার কম্পোনেন্টের একটা—নয়, সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ।

CPU-এর ভিতরে হাজার হাজার মাইкроস্কোপিক ট্রানজিস্টর থাকে, যেগুলো ছোট ছোট সুইচ যা ইন্টিগ্রেটেড সার্কিটের মাধ্যমে বিদ্যুতের প্রবাহ নিয়ন্ত্রণ করে।

CPU কম্পিউটারের মাদারবোর্ড-এ অবস্থিত।

কম্পিউটারের মাদারবোর্ড হলো কম্পিউটারের ভিতরের প্রধান সার্কিট বোর্ড। এর কাজ হলো সব হার্ডওয়্যার কম্পোনেন্টকে একসাথে কানেক্ট করা।

সকল ডিজিটাল সিস্টেমের "মস্তিষ্ক এবং হৃৎপিণ্ড" বলা হয়, CPU সকল কাজ করার জন্য দায়ী। এটি কম্পিউটারের সকল অ্যাকশন পারফর্ম করে এবং প্রোগ্রাম এক্সিকিউট করে।

কম্পিউটার প্রোগ্রাম কী এবং এগুলো কোথায় সংরক্ষিত থাকে?

CPU যা যা করে, প্রত্যেকটির জন্য একটি প্রোগ্রাম থাকে।

আপনার একটি প্রোগ্রাম আছে যেটি আপনাকে ওয়েব ব্রাউজার বা ওয়ার্ড প্রসেসর ব্যবহার করতে দেয়। ক্যালকুলেটরে ম্যাথম্যাটিক্যাল অপারেশন করার বা কীবোর্ডে অক্ষর টাইপ করার জন্য একটি প্রোগ্রাম আছে। এবং মাউস ক্লিক করা, ল্যাপটপের টাচপ্যাড দবানো ইত্যাদি ম্যানেজ করার প্রোগ্রামও আছে।

যা কিছু হোক, কম্পিউটারের সকল কার্যকলাপের জন্য একটি প্রোগ্রাম রয়েছে।

প্রোগ্রামগুলো হলো নির্দেশনার সেট যেগুলো ক্রমবদ্ধ, লজিক্যাল অর্ডারে এক্সিকিউট হতে হয় এবং ধাপে ধাপে সঠিকভাবে অনুসরণ করতে হয়।

এগুলো একজন প্রোগ্রামার দ্বারা মানব-পঠনযোগ্য ভাষায়—একটি প্রোগ্রামিং ল্যাঙ্গুয়েজে—লিখা হয়।

কম্পিউটার প্রোগ্রামিং ল্যাঙ্গুয়েজ সরাসরি বুঝে না, তাই এগুলোকে সহজে বোঝা যাওয়া একটি ফর্মে অনুবাদ করতে হয়।

সেটাকে মেশিন ল্যাঙ্গুয়েজ বা বাইনারি বলে।

বাইনারি একটি বেস টু নাম্বার সিস্টেম। এতে শুধু দুটি সংখ্যা থাকে: ০ এবং ১।

এটি ট্রানজিস্টরের শুধু দুটি সম্ভাব্য স্টেটকে প্রতিফলিত করে যা বিদ্যুতের প্রবাহ নিয়ন্ত্রণ করে—তারা হয় অন (১) হয় অফ (০)।

তাই, হুডের নিচে, প্রোগ্রামগুলো বিটের সিকোয়েন্স হিসেবে সংরক্ষিত থাকে। বিট মানে বাইনারি ডিজিট (১ এবং ০-এর সিকোয়েন্স)।

প্রোগ্রামগুলো স্থায়ীভাবে এবং দীর্ঘমেয়াদে একটি স্টোরেজ ডিভাইসে সংরক্ষিত থাকে, যেটি HDD (হার্ড ডিস্ক ড্রাইভ) বা SSD (সলিড স্টেট ড্রাইভ) হতে পারে।

এগুলো নন-ভোলেটাইল মেমরি টাইপ, অর্থাৎ পাওয়ার অফ থাকলেও ডেটা সংরক্ষিত থাকে।

যখন একটি প্রোগ্রাম চলছে এবং বর্তমানে ব্যবহার করা হচ্ছে, তখন তার সকল ডেটা মেইন, প্রাইমারি মেমরি বা RAM (র‍্যান্ডম অ্যাক্সেস মেমরি)-এ সংরক্ষিত থাকে।

এই মেমরি টাইপ ভোলেটাইল, এবং পাওয়ার অফ হলে সকল ডেটা হারিয়ে যায়।

CPU কী করে?

সংক্ষেপে, CPU লজিক্যাল ও ম্যাথম্যাটিক্যাল অপারেশন প্রসেস করা এবং দেওয়া ইনস্ট্রাকশন এক্সিকিউট করার জন্য দায়ী।

এটি প্রতি সেকেন্ডে মিলিয়ন মিলিয়ন ইনস্ট্রাকশন এক্সিকিউট করতে পারে—কিন্তু একবারে শুধু একটি ইনস্ট্রাকশন এক্সিকিউট করতে পারে।

প্রথমে এটি কোনো ইনপুট পায়, সাধারণত একটি ইনপুট ডিভাইস থেকে (যেমন মনিটর ডিসপ্লে স্ক্রিন, কীবোর্ড, মাউস, বা মাইক্রোফোন) বা একটি অ্যাপ্লিকেশন/সিস্টেম সফটওয়্যার প্রোগ্রাম থেকে (যেমন আপনার ওয়েব ব্রাউজার বা অপারেটিং সিস্টেম)।

তারপর CPU চারটি কাজের দায়িত্ব নেয়:

1. ফেচিং (Fetching) মেমরি থেকে ইনস্ট্রাকশন, যাতে জানতে পারে ইনপুট কীভাবে হ্যান্ডল করতে হবে এবং সেই নির্দিষ্ট ইনপুট ডেটার জন্য সংশ্লিষ্ট ইনস্ট্রাকশন কী। স্পেসিফিক্যালি, এটি সংশ্লিষ্ট ইনস্ট্রাকশনের অ্যাড্রেস খুঁজে বের করে রিকোয়েস্ট RAM-এ ফরওয়ার্ড করে। CPU এবং RAM একসাথে কাজ করে। এটাকে মেমরি থেকে রিডিং-ও বলা হয়।
2. ডিকোডিং (Decoding) বা ইনস্ট্রাকশনকে এমন ফর্মে অনুবাদ করা যা CPU বুঝতে পারে, সেটা হলো মেশিন ল্যাঙ্গুয়েজ (বাইনারি)।
3. এক্সিকিউটিং (Executing) এবং দেওয়া ইনস্ট্রাকশন ক্যারি আউট করা।
4. স্টোরিং (Storing) এক্সিকিউশনের ফলাফল মেমরিতে ফেরত রাখা পরবর্তী রিট্রিভ্যালের জন্য যদি কখনো রিকোয়েস্ট করা হয়। এটাকে মেমরিতে রাইটিং-ও বলা হয়।

শেষে, কোনো আউটপুট থাকে, যেমন স্ক্রিনে কিছু প্রিন্ট করা।

উপরের প্রসেসটিকে ফেচ-এক্সিকিউট সাইকেল বলা হয়, এবং এটি প্রতি সেকেন্ডে মিলিয়ন মিলিয়নবার হয়।

CPU-এর মূল অংশগুলো

এখন আপনি জানেন CPU প্রতিটি অপারেশনের জন্য কোন বেসিক টাস্ক পারফর্ম করে, তাহলে CPU-এর যেসব অংশ वोর কাজগুলো সম্পন্ন করতে সাহায্য করে?

নিচে কিছু গুরুত্বপূর্ণ কম্পোনেন্ট দেওয়া হলো:

• CU (কন্ট্রোল ইউনিটের শর্টফর্ম)। এটি ইনপুট এবং আউটপুটের প্রবাহ নিয়ন্ত্রণ করে। এটি পার্টটি যা মেইন মেমরি থেকে ইনস্ট্রাকশন ফেচ ও রিট্রিভ করে এবং পরে সেগুলো ডিকোড করে।
• ALU (অ্যারিথমেটিক লজিক ইউনিটের শর্টফর্ম)। সব প্রসেসিং হওয়ার জায়গা। এখানে সকল গাণিতিক গণনা হয়—যেমন যোগ, বিয়োগ, গুণ, ভাগ, এবং সকল লজিক্যাল অপারেশন সিদ্ধান্ত নেওয়ার জন্য—যেমন ডেটা তুলনা।
• রেজিস্টার্স (Registers)। একটি অত্যন্ত দ্রুত মেমরি লোকেশন। ফেচ-এক্সিকিউট সাইকেলের সময় যে ডেটা এবং ইনস্ট্রাকশন প্রসেস হচ্ছে সেগুলো এখানে স্টোর থাকে, যাতে প্রসেসর দ্রুত এক্সেস করতে পারে।

CPU কোর কী?

আপনি আগে জানলেন CPU সাধারণত একবারে শুধু একটি অ্যাকশন পারফর্ম করতে পারে।

এটি ফিজিকেল কোরসহায়তায় একবারে একটি ইনস্ট্রাকশন এক্সিকিউট করে।

অসলে, একটি কোর নিজে CPU, মূল CPU চিপের ভিতরে একটি আলাদা ডিভাইস। এর মানে এতে একবারে শুধু একটা কাজ করার ক্ষমতা রয়েছে।

তবে, আধুনিক কম্পিউটার একাধিক কোর মূল চিপের ভিতরে সাপোর্ট করতে পারে।

CPU-তে যত বেশি কোর থাকবে, তত বেশি কম্পিউটেশনাল পাওয়ার এবং তত বেশি টাস্ক একসাথে রান ও কমপ্লিট করতে পারবে, যা CPU কে একটি সিরিয়াল মাল্টিটাস্কার বানায়।

উদাহরণস্বরূপ, ডুয়াল-কোর CPU মানে একই চিপে দুটি CPU রয়েছে এবং একসাথে দুটি ইনস্ট্রাকশন রান করতে পারে।

কোয়াড-কোর CPU মানে চারটি CPU, হেক্সা-কোর মানে ছয়টি কোর, এবং এরকমই।

হাইপারথ্রেডিং কী?

আধুনিক CPU-রা হাইপারথ্রেডিং নামে একটি টেকনোলজিও সাপোর্ট করে।

এটি কীভাবে কাজ করে: একটি সিঙ্গল ফিজিকেল কোর একাধিক ফিজিকেল কোর হিসেবে প্রদর্শিত হয়, ফলে অপারেটিং সিস্টেম মনে করে thực tếের চেয়ে বেশি কোর রয়েছে। এতে কম্পিউটার মনে করে তার চেয়ে বেশি পাওয়ার আছে।

তাই, উপরের সেকশনে বর্ণিত ফিজিকেল কোরসের পাশাপাশি, এই ভার্চুয়াল কোরও রয়েছে, যাদের থ্রেডও বলা হয়।

এগুলো আসলে ফিজিকেল কোর নয়, কিন্তু সেগুলো ফিজিকেল কোরের মতো প্রদর্শিত হয়।

ফিজিকেল এবং ভার্চুয়াল কোর উভয়ের সমন্বয় প্রোগ্রাম এক্সিকিউশন টাইম আরও দ্রুত করে এবং CPU-কে আরও বেশি কম্পিউটেশনাল পাওয়ার দেয়।

উপসংহার

পড়ার জন্য ধন্যবাদ এবং শেষ পর্যন্ত বने থাকার জন্য! আশা করি আপনি এখন CPU কী, সেটা কী করে, এবং কেন এতটা গুরুত্বপূর্ণ সেটা সম্পর্কে ভালো বুঝতে পেরেছেন।

আপনি যদি কম্পিউটার বেসিক্স সম্পর্কে আরও জানতে চান, তবে এই গাইডটি দেখুন যা কম্পিউটারের বেসিক পার্টস নিয়ে আলোচনা করে।

শুভ শিক্ষা!