Enhetsprocessor, hur det fungerar

I den moderna världen av datateknikprocessorn upptar en av huvudplatserna. Den centrala processorn är en högteknologisk och mycket komplex enhet som innehåller alla prestationer som förekommer inom datateknik, såväl som i de områden som gränsar till den.

Enklare enhetsprocessorn ser ut så här:

Kärnan är kärnan (en eller flera). De ansvarar för att utföra alla betrodda instruktioner.

Det finns flera nivåer av cacheminne (vanligtvis två eller tre), på grund av vilket processorn-RAM-interaktionen accelereras;

Controller RAM;

Systembuskontrollen (QPI, HT, DMI, etc.);

Processorns styranordning kännetecknas av följande parametrar:

Typ av mikroarkitektur;

Klockfrekvens;

Nivån av cacheminnet;

Mängden cacheminne;

Typ och hastighet på systembussen;

Storleken på orden som behandlas

Inbyggd minneskontroll (det kanske inte är);

Typ av RAM som stöds;

Mängden adressminne;

Närvaro av det inbyggda grafiska chipet(Det integrerade grafikkortet är inte ovanligt idag och fungerar mer som ett tillägg till mer kraftfulla, diskreta kort, även om processorns enhet tillåter användning av ganska kraftfulla inbyggda lösningar).

Mängden elförbrukning.

Processorn och dess egenskaper

Kärnan i processorn är bokstavligen sitt hjärta, som innehåller funktionella block som utför logiska och aritmetiska uppgifter. Kärnorna fungerar enligt följande:

Provtagningsramen kontrolleras för närvaroavbrott. Efter att ha hittat sådana avbrott sätts de på stapeln. Kommandotältet mottar en adress med kommandot för avbrottshanteraren. När avbrytningsfunktionerna är färdiga återställs data på stapeln. Därefter läses instruktionsadressen från provtagningsblocket. Därför inträffar läsning från RAM- eller cacheminnet, varefter data skickas till avkodningsenheten. Nu avkrypteras de mottagna kommandona, varefter data överförs till samplingsramen. Där läses data av RAM- eller cacheminnet och överförs till schemaläggaren, där det bestäms vilket block operationen ska ta, varefter data kommer precis där. Kontrollenheten i instruktionerna utför de mottagna kommandona och skickar resultatet till blocket för att spara resultatet.

En sådan cykel kallas en process, ochefter varandra genomförda kommandon är ett program. Hastigheten med vilken ett steg av cykeln går till den andra, motsvarar klockfrekvensen och för tiden som är allokerad för driften av cykelsteget är själva anordningen av processorn, eller snarare dess kärna, ansvarig.

Det finns ett antal sätt som du kanförbättra processorns prestanda. För att göra detta måste du höja klockfrekvensen, som har vissa begränsningar. Öka klockfrekvensen, höjer energikonsumtionen och som en följd av temperaturen, och detta leder till en minskning av enhetens processorens övergripande stabilitet.

För att undvika behovet avÖka klockfrekvensen, tillverkarna bestämde sig för att å andra sidan komma fram till en rad arkitektoniska lösningar. En sådan lösning är pipelining, vars huvudsakliga betydelse är att varje instruktion som utförs av processorn går till alla block i kärnan, där några av åtgärderna utförs. Således, när endast en instruktion utförs, kommer de flesta blocken att vara i viloläge. Således fungerar alla moderna processorer så här: efter att ha utfört en operation går de genast till en annan, vilket minskar ledig tid till ett minimum och ökar effektiviteten så mycket som möjligt. Naturligtvis ser det ut som om en processornhet alltid arbetar med 100% effektivitet, men det här händer inte eftersom kommandona är inkonsekventa.

</ p>