Procesor de dispozitive, cum funcționează în realitate

În lumea modernă a tehnologiei informatice, procesorul ocupă unul dintre cele mai importante locuri. Procesorul central este un dispozitiv de înaltă tehnologie și foarte complex, care include toate realizările care apar în domeniul tehnologiei informatice, precum și în zonele adiacente.

Procesorul mai simplu de dispozitiv arată astfel:

Miezul este nucleul (unul sau mai multe). Ei sunt responsabili pentru îndeplinirea tuturor instrucțiunilor de încredere;

Există mai multe niveluri de memorie cache (de obicei două sau trei), datorită cărora interacțiunea procesor-RAM este accelerată;

Controler RAM;

controlor magistrala de sistem (QPI, HT, DMI etc.);

Dispozitivul de control al procesorului este caracterizat de următorii parametri:

Tipul microarhitecturii;

Frecvența ceasului;

Niveluri de memorie cache;

Cantitatea de memorie cache;

Tipul și viteza busului de sistem;

Dimensiunea cuvintelor care sunt procesate;

Built-in controler de memorie (este posibil să nu fie);

Tip de suport RAM;

Cantitatea de memorie de adrese;

Prezența chipului construit în grafic (placă grafică integrată Nu este ceva neobișnuit și se comportă mai mult ca o adăugare la carduri mai puternice, discrete, deși dispozitivul procesorului vă permite să utilizați soluții destul de puternice încorporate);

Cantitatea de energie electrică consumată.

Procesorul și caracteristicile acestuia

Miezul procesorului este literalmente inima sa, care conține blocuri funcționale care execută sarcini logice și aritmetice. Sucurile funcționează după cum urmează:

Cadrul de eșantionare este verificat pentru întreruperi. După ce au descoperit astfel de întreruperi, ele sunt puse pe stivă. Contorul de comandă primește o adresă cu comanda operatorului de întrerupere. Când funcțiile de întrerupere sunt terminate, datele din stiva sunt restabilite. Apoi, adresa de instrucțiuni de instrucțiune este citită din blocul de eșantionare. Prin urmare, se citește citirea din memoria RAM sau memoria cache, după care datele sunt trimise unității de decodare. Acum, comenzile recepționate sunt descifrate, după care datele sunt transferate în cadrul de eșantionare. Acolo, datele sunt citite de memoria RAM sau de memoria cache și sunt transmise către programator, unde se determină care blochează operația, după care datele ajung exact acolo. Unitate de control instrucțiunile execută comenzile primite și transmite rezultatul la bloc pentru salvarea rezultatelor.

Un astfel de ciclu este numit proces, iar comenzile executate secvențial sunt un program. Viteza cu care o etapă a ciclului trece la cealaltă, corespunde frecvenței ceasului și pentru timpul alocat pentru funcționarea etapei ciclului, dispozitivul propriu-zis al procesorului sau mai degrabă miezul acestuia este responsabil.

Există o serie de moduri în care puteți îmbunătăți performanța procesorului. Pentru a face acest lucru, trebuie să ridicați frecvența ceasului, care are anumite limitări. Creșterea frecvenței ceasului determină, prin toate mijloacele, creșterea consumului de energie și, în consecință, a temperaturii, ceea ce duce la o scădere a stabilității globale a procesorului dispozitivului.

Pentru a evita necesitatea de a crește frecvența ceasului, producătorii au decis să meargă invers, oferind o varietate de soluții arhitecturale. O astfel de soluție este pipelining, esența căruia fiecare instrucțiune executată de procesor se duce la toate blocurile kernel-ului, unde sunt efectuate unele acțiuni. Astfel, atunci când se execută o singură instrucțiune, majoritatea blocurilor vor fi inactive. Astfel, toate procesoarele moderne funcționează astfel: după efectuarea unei singure operații, aceștia se îndreaptă imediat către alta, reducând timpul de așteptare la minimum și sporind eficiența cât mai mult posibil. Desigur, în mod ideal, se pare că un dispozitiv procesor funcționează întotdeauna cu o eficiență de 100%, dar acest lucru nu se întâmplă deoarece comenzile sunt inconsistente.