Processore di dispositivo, come funziona in effetti

Nel mondo moderno della tecnologia informaticail processore occupa uno dei posti principali. L'unità centrale di elaborazione - elevata tecnologia e dispositivo molto sofisticato, che comprende tutti i progressi che si verificano nel campo della tecnologia informatica, nonché nelle zone ad esso adiacenti.

Il processore di dispositivo più semplice ha questo aspetto:

Il nucleo è il nucleo (uno o più). Sono responsabili dell'esecuzione di tutte le istruzioni attendibili;

Ci sono diversi livelli di memoria cache (di solito due o tre), con la quale accelera il processore interazione e RAM;

Controller RAM;

Il controller del bus di sistema (QPI, HT, DMI, ecc.);

Il dispositivo di controllo del processore è caratterizzato dai seguenti parametri:

Tipo di microarchitettura;

Frequenza di clock;

Livelli di memoria cache;

La quantità di memoria cache;

Tipo e velocità del bus di sistema;

La dimensione delle parole che vengono elaborate;

Controller di memoria incorporato (potrebbe non essere);

Tipo di RAM supportata;

La quantità di memoria degli indirizzi;

Presenza del chip grafico integrato(La scheda video integrata non è rara oggi e si comporta più come un'aggiunta a schede più potenti e discrete, anche se il dispositivo del processore consente l'utilizzo di soluzioni integrate piuttosto potenti);

La quantità di elettricità consumata.

Processore e sue caratteristiche

core CPU - letteralmente il cuore, che contengono unità funzionali impegnate nella esecuzione della logica e compiti aritmetici. I kernel funzionano come segue:

Il frame di campionamento viene controllato per la presenzainterruzioni. Avendo trovato tali interruzioni, vengono messi in pila. Il contatore di comandi riceve un indirizzo con il comando del gestore di interrupt. Una volta completate le funzioni di interruzione, i dati nello stack vengono ripristinati. Successivamente, l'indirizzo dell'istruzione viene letto dal blocco di campionamento. Quindi, la lettura dalla RAM o la memoria cache si verifica, dopo di che i dati vengono inviati all'unità di decodifica. Ora, i comandi ricevuti sono decifrati, dopodiché i dati vengono trasferiti al frame di campionamento. Lì, i dati vengono letti dalla RAM o dalla memoria cache e trasmessi allo scheduler, dove viene determinato il blocco che l'operazione dovrebbe eseguire, dopodiché i dati arrivano esattamente lì. L'unità di controllo delle istruzioni esegue i comandi ricevuti e invia il risultato al blocco per il salvataggio dei risultati.

Tale ciclo è chiamato processo ei comandi eseguiti sequenzialmente sono un programma. Per la velocità con cui uno stadio del ciclo passa in un altro, la frequenza di clock è responsabile, e per il tempo assegnato per il funzionamento dello stadio del ciclo, il dispositivo del processore stesso, o piuttosto il suo core, è responsabile.

Ci sono diversi modi in cui puoimigliorare le prestazioni del processore. Per fare ciò, è necessario aumentare il livello della frequenza di clock, che ha alcune limitazioni. Aumentando la frequenza di clock, si aumenterà sicuramente il consumo energetico e, di conseguenza, la temperatura, e questo porta ad una diminuzione della stabilità complessiva del dispositivo del processore.

Al fine di evitare la necessità diaumentando la frequenza di clock, i produttori hanno deciso di andare dall'altra parte, arrivando con una varietà di soluzioni architettoniche. Una di queste soluzioni è il pipelining, la cui essenza è che ogni istruzione eseguita dal processore inserisce a sua volta tutti i blocchi del kernel in cui viene eseguita una parte delle azioni. Pertanto, quando si esegue una sola istruzione, la maggior parte dei blocchi sarà in modalità inattiva. Pertanto, tutti i processori moderni funzionano in questo modo: dopo aver completato un'operazione, ne avviano immediatamente un'altra, riducendo al minimo i tempi di inattività e aumentando il più possibile l'efficienza. Naturalmente, idealmente, sembra che il dispositivo del processore funzioni sempre con un'efficienza del 100%, ma questo non accade perché i comandi in entrata sono incoerenti.