No mundo moderno da tecnologia da computaçãoo processador ocupa um dos lugares fundamentais. A unidade central de processamento é um dispositivo de alta tecnologia e muito complexo que inclui todos os avanços que surgem no campo da computação, bem como nas áreas adjacentes a ela.
A estrutura simplificada do processador é semelhante a esta:
O núcleo é composto por um ou mais grãos. Eles são responsáveis por executar todas as instruções confiáveis;
Existem vários níveis de memória cache (geralmente dois ou três), devido aos quais a interação entre o processador e a RAM é acelerada;
Controlador de RAM;
Controlador de barramento de sistema (QPI, HT, DMI, etc.);
A unidade de controle do processador é caracterizada pelos seguintes parâmetros:
Tipo de microarquitetura;
Freqüência de relógio;
Níveis de memória cache;
A quantidade de memória cache;
Tipo e velocidade do barramento do sistema;
O tamanho das palavras processadas;
Controlador de memória embutido (pode não estar disponível);
Tipo de RAM compatível;
A quantidade de memória de endereço;
Chip gráfico integrado(uma placa de vídeo integrada não é incomum hoje em dia e atua como um complemento para placas discretas mais poderosas, embora o dispositivo processador permita o uso de soluções embarcadas bastante poderosas);
A quantidade de eletricidade consumida.
Processador e suas características
O núcleo do processador é literalmente seu coração, que contém blocos funcionais que realizam tarefas lógicas e aritméticas. Os kernels funcionam assim:
O bloco de amostra é verificado quanto à presença deinterrupções. Quando essas interrupções são encontradas, elas são colocadas na pilha. O contador de comandos recebe um endereço com o comando interrupt handler. Após terminar o trabalho das funções de interrupção, os dados que ficaram na pilha são restaurados. Em seguida, o endereço da instrução de instrução é lido do bloco de busca. A partir daqui, ele lê da RAM ou da memória cache, após o que os dados vão para a unidade de decodificação. Agora os comandos recebidos são descriptografados, após o que os dados são transferidos para o bloco de busca. Lá, os dados são lidos pela RAM ou memória cache e transferidos para o escalonador, onde é determinado qual bloco deve realizar a operação, após o que os dados vão exatamente para lá. A unidade de controle de instrução executa os comandos recebidos e transfere o resultado para a unidade de armazenamento de resultados.
Esse ciclo é chamado de processo, eos comandos executados sequencialmente são um programa. A frequência do clock é responsável pela velocidade com que um estágio do ciclo passa para outro, e o próprio dispositivo processador, ou melhor, seu núcleo, é responsável pelo tempo alocado para o funcionamento do estágio do ciclo.
Existem várias maneiras pelas quais você podemelhorar o desempenho do processador. Para fazer isso, você precisa aumentar o nível de frequência do clock, que tem certas limitações. Ao aumentar a velocidade do clock, você inevitavelmente aumentará o consumo de energia e, como resultado, a temperatura, e isso leva a uma diminuição na estabilidade geral do dispositivo processador.
A fim de evitar a necessidade deaumentando a frequência do clock, os fabricantes decidiram ir por outro caminho, apresentando uma variedade de soluções arquitetônicas. Uma dessas soluções é o pipelining, cuja essência é que cada instrução executada pelo processador vai, por sua vez, a todos os blocos do kernel, onde algumas das ações são realizadas. Assim, se apenas uma instrução for executada, a maioria dos blocos ficará ociosa. Assim, todos os processadores modernos funcionam assim: após realizar uma operação, passam imediatamente para outra, reduzindo o tempo de inatividade ao mínimo e aumentando a eficiência ao máximo. Claro, idealmente, tudo parece que o dispositivo processador sempre opera com 100% de eficiência, mas isso não acontece devido ao fato de os comandos de entrada serem inconsistentes.
