În lumea modernă a tehnologiei informaticeProcesorul ocupă unul dintre locurile fundamentale. Procesorul central este un dispozitiv de înaltă tehnologie și foarte complex, care include toate avantajele care apar în domeniul tehnologiei de calcul, precum și în zonele adiacente.
Structura simplificată a procesorului arată astfel:
Miezul este format din unul sau mai multe nuclee. Ei sunt responsabili pentru executarea tuturor instrucțiunilor de încredere;
Există mai multe niveluri de memorie cache (cel mai adesea două sau trei), datorită cărora interacțiunea dintre procesor și RAM este accelerată;
controler RAM;
Controler magistrală de sistem (QPI, HT, DMI etc.);
Unitatea de control al procesorului este caracterizată de următorii parametri:
tip microarhitectură;
Frecvența ceasului;
Niveluri de memorie cache;
Cantitatea de memorie cache;
Tipul și viteza magistralei de sistem;
Dimensiunea cuvintelor procesate;
Controler de memorie încorporat (este posibil să nu fie disponibil);
Tip RAM acceptat;
Cantitatea de memorie de adrese;
Cip grafic încorporat(o placă video integrată nu este deloc neobișnuită astăzi și acționează mai degrabă ca un plus la plăcile mai puternice, discrete, deși dispozitivul procesor permite utilizarea unor soluții încorporate destul de puternice);
Cantitatea de energie electrică consumată.
Procesorul și caracteristicile acestuia
Miezul procesorului este literalmente inima sa, care conține blocuri funcționale care îndeplinesc sarcini logice și aritmetice. Nuezele funcționează astfel:
Se verifică prezența blocului de probăîntrerupe. Când se găsesc astfel de întreruperi, ele sunt împinse pe stivă. Contorului de comenzi i se atribuie o adresă cu comanda de gestionare a întreruperii. După terminarea lucrărilor de întrerupere, datele care au ajuns pe stivă sunt restaurate. Apoi, adresa instrucțiunii de instrucțiune este citită din blocul de preluare. De aici, citește din RAM sau din memoria cache, după care datele merg la unitatea de decodare. Acum comenzile primite sunt decriptate, după care datele sunt transferate în blocul de preluare. Acolo, datele sunt citite de RAM sau memoria cache și transferate în planificator, unde se stabilește ce bloc trebuie să efectueze operația, după care datele merg exact acolo. Unitatea de control al instrucțiunilor execută comenzile primite și transferă rezultatul în unitatea de stocare a rezultatelor.
Un astfel de ciclu se numește proces șicomenzile executate secvenţial sunt un program. Frecvența ceasului este responsabilă pentru viteza cu care o etapă a ciclului trece în alta, iar dispozitivul procesor în sine, sau mai degrabă miezul său, este responsabil pentru timpul alocat funcționării etapei ciclului.
Există o serie de moduri în care poțiîmbunătăți performanța procesorului. Pentru a face acest lucru, trebuie să creșteți nivelul frecvenței ceasului, care are anumite limitări. Prin creșterea vitezei de ceas, cu siguranță vei crește consumul de energie și, ca urmare, temperatura, iar acest lucru duce la o scădere a stabilității generale a dispozitivului procesor.
Pentru a evita necesitatea decrescând frecvența ceasului, producătorii au decis să meargă în altă direcție, venind cu o varietate de soluții arhitecturale. Una dintre aceste soluții este pipelining-ul, a cărei esență este că fiecare instrucțiune executată de procesor merge pe rând către toate blocurile nucleului, unde sunt efectuate unele dintre acțiuni. Astfel, dacă este executată o singură instrucțiune, majoritatea blocurilor vor fi inactive. Astfel, toate procesoarele moderne funcționează astfel: după ce efectuează o operație, trec imediat la alta, reducând timpul de nefuncționare la minim și crescând cât mai mult eficiența. Desigur, în mod ideal, totul arată ca și cum dispozitivul procesor funcționează întotdeauna la o eficiență de 100%, dar acest lucru nu se întâmplă din cauza faptului că comenzile primite sunt inconsistente.
