Ierīces procesors, kā tas faktiski darbojas

Mūsdienu datoru tehnoloģiju pasaulēpārstrādātājs ieņem vienu no galvenajām vietām. Centrālais procesors ir augsto tehnoloģiju un ļoti sarežģīta ierīce, kas ietver visus sasniegumus, kas parādās datortehnoloģiju jomā, kā arī blakus tām esošajām jomām.

Vienkāršāks ierīces procesors izskatās šādi:

Kodols ir kodols (viens vai vairāki). Viņi ir atbildīgi par visu uzticamo instrukciju izpildi;

Ir vairāki kešatmiņas līmeņi (parasti divi vai trīs), kuru dēļ procesors-RAM mijiedarbība tiek paātrināta;

Kontrolieris RAM;

Sistēmas autobusu vadība (QPI, HT, DMI uc);

Procesora vadības ierīcei raksturīgi šādi parametri:

Mikroarhitektūras veids;

Pulksteņa biežums;

Kešatmiņas līmenis;

Kešatmiņas apjoms;

Sistēmas autobusa tips un ātrums;

Apstrādāto vārdu lielums;

Iebūvēts atmiņas kontrolleris (tas var nebūt);

Atbalstītā RAM tips;

Adreses atmiņas apjoms;

Iebūvētā grafiskā mikroshēma(Integrētā videokarte šodien nav nekas neparasts, un darbojas vairāk kā jaudīgākām diskrētām kartēm, lai gan procesora ierīce ļauj izmantot diezgan spēcīgus iebūvētos risinājumus);

Patērētās elektroenerģijas daudzums.

Procesors un tā īpašības

Procesora kodols ir burtiski tā sirds, kurā ir funkcionālie bloki, kas veic loģiskus un aritmētiskus uzdevumus. Kodi darbojas šādi:

Paraugu ņemšanas rāmis tiek pārbaudīts par klātbūtnipārtrauc Atraduši šādus pārtraukumus, tie tiek novietoti uz kaudzēm. Komandu skaitītājs saņem adresi ar pārtrauktās apstrādes komandu. Kad pārtraukuma funkcijas ir pabeigtas, dati no kaudzes tiek atjaunoti. Pēc tam instrukciju norādījumu adresi lasīt no paraugu ņemšanas bloks. Tādējādi rodas lasījums no RAM vai kešatmiņas, pēc kura dati tiek nosūtīti uz dekodēšanas vienību. Tagad saņemamās komandas ir atšifrētas, pēc kuras dati tiek pārsūtīti uz atlases rāmi. Tur dati tiek lasīti ar RAM vai kešatmiņu un tiek pārsūtīti plānotājam, kur tiek noteikts, kurš bloķē operāciju, pēc kura dati tieši ierodas. Instrukciju vadības bloks izpilda saņemto komandu un nosūta rezultātu uz bloku rezultātu saglabāšanai.

Šāds cikls tiek saukts par procesu, unsecīgi izpildītas komandas ir programma. Ātrums, ar kādu vienā cikla posmā iet uz otru, atbilst pulksteņa frekvencei, un cikla posma darbībai piešķirtajam laikam ir atbildīga procesora pati vai drīzāk tās kodols.

Ir vairāki veidi, kā jūs varatuzlabot procesora veiktspēju. Lai to izdarītu, jums jāpalielina pulksteņa frekvence, kurai ir noteikti ierobežojumi. Palielinot pulksteņa frekvenci, jūs noteikti palielināsiet enerģijas patēriņu un tādējādi arī temperatūru, un tas samazinās procesoru kopējo stabilitāti.

Lai izvairītos no nepieciešamībaspalielinot pulksteņa frekvenci, ražotāji nolēma iet pa kreisi, nāk klajā ar dažādiem arhitektūras risinājumiem. Viens no šādiem risinājumiem ir cauruļvads, kura būtība ir tāda, ka katra procesora izpildītā instrukcija iet uz visiem kodola blokiem, kur tiek veiktas dažas darbības. Tādējādi, ja tiek izpildīta tikai viena instrukcija, lielākā daļa bloku būs gaidīšanas režīmā. Tādējādi visi mūsdienu procesori darbojas šādi: pēc vienas darbības veikšanas viņi nekavējoties pāriet pie cita, samazinot dīkstāves laiku līdz minimumam un pēc iespējas palielinot efektivitāti. Protams, ideālā gadījumā izskatās, ka procesoru ierīce vienmēr darbojas ar 100% efektivitāti, bet tas nenotiek, jo komandas ir pretrunīgas.

</ p>