Procesor zařízení, jak to skutečně funguje

V moderním světě počítačových technologií zaujímá procesor jedno z nejdůležitějších míst. Centrální procesor je špičkové a velmi složité zařízení, které zahrnuje všechny úspěchy, které se objevují v oblasti výpočetní techniky, stejně jako v oblastech přilehlých k ní.

Jednoduchší procesor zařízení vypadá takto:

Jádro je jádro (jeden nebo více). Jsou odpovědné za provádění všech důvěryhodných pokynů;

Existuje několik úrovní mezipaměti (obvykle dvě nebo tři), díky které dochází k urychlení interakce procesor-RAM;

Řídicí jednotka RAM;

Řídicí jednotka systémovou sběrnici (QPI, HT, DMI atd.);

Procesní řídicí zařízení je charakterizováno následujícími parametry:

Typ mikroarchitektury;

Frekvence hodin;

Úrovně vyrovnávací paměti;

Množství mezipaměti;

Typ a rychlost systémové sběrnice;

Velikost zpracovávaných slov;

Vestavěný řadič paměti (nemusí být);

Typ podpory RAM;

Množství paměti adres;

Přítomnost vestavěného grafického čipu (integrovaná grafická karta To není neobvyklé dnes a působí spíše jako doplněk k silnějším, diskrétním kartám, i když zařízení procesoru umožňuje používat poměrně silná vestavěná řešení);

Množství spotřebované elektřiny.

Procesor a jeho vlastnosti

Jádro procesoru je doslova jeho srdce, které obsahuje funkční bloky, které plní logické a aritmetické úkoly. Jádra fungují takto:

Rámeček pro odběr vzorků se kontroluje pro přerušení. Po zjištění takových přerušení jsou umístěni do zásobníku. Počítadlo příkazů obdrží adresu s příkazem obslužného programu přerušení. Po dokončení funkcí přerušení se data na zásobníku obnoví. Dále se z bloku odběru odečítá adresa instrukční instrukce. Proto dochází k čtení z paměťové paměti RAM nebo mezipaměti, po které jsou data odeslána do dekódovací jednotky. Nyní jsou dekódovány přijaté příkazy, po kterých jsou data přenesena do vzorkovacího rámce. Zde jsou data přečtena pamětí RAM nebo vyrovnávací paměti a přenášena do plánovače, kde je určeno, jaký blok by měla operace vykonat, po které přicházejí data přesně tam. Řídící jednotka instrukce provede přijaté příkazy a předá výsledek bloku pro uložení výsledků.

Takový cyklus se nazývá proces a sekvenčně provedené příkazy jsou programem. Rychlost, s jakou jedna fáze cyklu přechází na druhou, odpovídá hodinové frekvenci a za čas přidělený pro provoz fáze cyklu je odpovědné samotné zařízení procesoru, spíše jeho jádro.

Existuje řada způsobů, jak zlepšit výkon procesoru. Chcete-li to provést, musíte zvýšit frekvenci hodin, která má určité omezení. Zvýšením frekvence hodin se zvyšuje spotřeba energie a v důsledku toho teplota, což vede k poklesu celkové stability procesoru zařízení.

Aby se zabránilo potřebě zvyšovat frekvenci hodin, rozhodli se výrobci jít opačnou cestou, která přichází s řadou architektonických řešení. Jedním z takových řešení je zřetězení, jehož podstatou je, že každá instrukce pro zpracování provedeny střídavě přivádí do všech bloků jádra, která se provádí akce. Když je tedy provedena pouze jedna instrukce, většina bloků bude nečinná. Tak, všechny moderní procesory fungují takto: dělá jednu operaci, okamžitě přistoupit k druhému, což snižuje prostoje na minimum a zvýšit efektivitu tím, jak je to jen možné. Samozřejmě, v ideálním případě vypadá, že procesorové zařízení vždy pracuje se 100% efektivitou, ale nestane se tak proto, že příkazy jsou nekonzistentní.