Процесорът на устройствата, как работи всъщност

В съвременния свят на компютърните технологии процесорът заема едно от най-важните места. Централният процесор е високотехнологично и много сложно устройство, което включва всички постижения, които се появяват в областта на компютърните технологии, както и в съседните на него области.

По-простият процесор на устройството изглежда така:

Ядрото е ядрото (едно или повече). Те са отговорни за изпълнението на всички надеждни инструкции;

Има няколко нива на кеш паметта (обикновено две или три), поради което се ускорява взаимодействието между процесор и RAM;

Контролер RAM;

контрольор системната шина (QPI, HT, DMI и т.н.);

Устройството за управление на процесора се характеризира със следните параметри:

Вид на микроархитектурата;

Часовник честота;

Нива на кеш паметта;

Размерът на кеш паметта;

Типът и скоростта на системната шина;

Размерът на думите, които се обработват;

Вграден контролер на паметта (може да не е);

Тип поддържана RAM;

Количеството памет на адреса;

Наличие на вграден графичен чип (вградена графична карта Това не е необичайно днес и действа по-скоро като допълнение към по-мощни, дискретни карти, въпреки че устройството на процесора ви позволява да използвате доста мощни вградени решения);

Количеството консумирана електроенергия.

Процесор и неговите характеристики

Ядрото на процесора е буквално сърцето му, което съдържа функционални блокове, които изпълняват логически и аритметични задачи. Ядките действат както следва:

Рамката за вземане на проби се проверява за прекъсвания. След като са намерили такива прекъсвания, те са поставени в стека. Командният брояч получава адрес с командата на оператора за прекъсване. Когато функциите за прекъсване завършат, данните за стека се възстановяват. След това адреса на инструкцията за инструкция се чете от блока за вземане на проби. Следователно възниква четене от RAM или кеш памет, след което данните се изпращат до декодиращото устройство. Сега получените команди се дешифрират, след което данните се прехвърлят в рамката за вземане на проби. Там данните се четат от RAM или кеш паметта и се предават на плановицата, където се определя кой блок да се извърши, след което данните идват точно там. Управление инструкциите изпълнява получените команди и предава резултата на блока за запазване на резултатите.

Този цикъл се нарича процес и последователно изпълнените команди са програма. Скоростта, с която един етап от цикъла преминава към другия, съответства на честотата на часовника и за времето, разпределено за работата на етапа на цикъла, самият уред на процесора или по-скоро неговата сърцевина е отговорен.

Има няколко начина, по които можете да подобрите производителността на процесора. За да направите това, трябва да повишите тактовата честота, която има определени ограничения. Увеличаването на часовниковата честота повишава по всякакъв начин консумацията на енергия и вследствие на това температурата, което води до намаляване на цялостната стабилност на процесора на устройството.

За да се избегне необходимостта от увеличаване на часовниковата честота, производителите решиха да отидат в обратната посока, като излязоха с различни архитектурни решения. Едно такова решение е конвейер, същността на която е, че всяка инструкция за обработка, изпълнен последователно достави на всички блокове на ядрото, което се провежда на действието. По този начин, когато се изпълнява само една инструкция, повечето от блоковете ще бъдат неактивни. По този начин, всички съвременни процесори работят по следния начин: прави една операция, те веднага да пристъпи към друг, намаляване на времето за престой до минимум и увеличаване на ефективността от колкото е възможно повече. Разбира се, в идеалния случай изглежда процесорното устройство винаги работи със 100% ефективност, но това не се случва, защото командите са непоследователни.