Thiết bị xử lý, làm thế nào nó hoạt động trong thực tế

Trong thế giới ngày nay của bộ vi xử lý công nghệ máy tính là một trong những nơi cơ bản. Các đơn vị trung tâm chế biến - một công nghệ cao và thiết bị rất tinh vi, trong đó bao gồm tất cả những tiến bộ xảy ra trong lĩnh vực công nghệ máy tính, cũng như ở các khu vực liền kề với nó.

Đơn giản hóa thiết bị xử lý như sau:

Các cơ sở hạt nhân (một hoặc nhiều). Họ có trách nhiệm tuân thủ tất cả các quy định đáng tin cậy;

Có nhiều cấp độ của bộ nhớ Cache (thường là hai hoặc ba), nhờ đó làm tăng tốc độ xử lý tương tác và RAM;

bộ điều khiển RAM;

Bộ điều khiển hệ thống xe buýt (QPI, HT, DMI, vv).

bộ máy kiểm soát xử lý đặc trưng bởi các thông số sau:

Loại vi kiến trúc;

Tần số đồng hồ ;

Mức bộ nhớ cache;

Dung lượng bộ nhớ cache;

Loại và tốc độ của hệ thống xe buýt;

Kích thước của những lời chế biến;

bộ điều khiển bộ nhớ tích hợp (nó có thể được);

Loại RAM hỗ trợ;

Khối lượng địa chỉ bộ nhớ;

Chip đồ họa tích hợp (đồ họa tích hợp là không phải là hiếm cho đến nay và phục vụ chứ không phải là một bổ sung vào thẻ rời rạc mạnh hơn, mặc dù thiết bị bộ vi xử lý cho phép bạn sử dụng khá mạnh mẽ, giải pháp tích hợp);

Lượng điện tiêu thụ.

Bộ xử lý và đặc điểm của nó

CPU lõi - nghĩa là trái tim của mình, trong đó chứa các đơn vị chức năng tham gia vào việc thực hiện các nhiệm vụ logic và số học. công việc hạt nhân như sau:

Khối thu hồi được kiểm tra cho sự hiện diện của ngắt. Tìm gián đoạn tương tự, họ bước vào ngăn xếp. bộ đếm chương trình nhận địa chỉ từ nhóm xử lý ngắt. Khi hoàn tất với các chức năng hoạt động của ngắt, dữ liệu bị mắc kẹt trong đống được khôi phục. hướng dẫn thêm được đọc từ các đơn vị hướng dẫn lấy mẫu địa chỉ. Do đó nó được đọc từ RAM hoặc bộ nhớ cache, sau đó dữ liệu sẽ được gửi đến đơn vị giải mã. Bây giờ giải mã của các lệnh nhận được sau đó được chuyển đến các đơn vị lấy mẫu dữ liệu. Ở đó, các dữ liệu được đọc ra khỏi RAM hoặc bộ nhớ cache và chuyển giao cho các lịch trình, trong đó xác định những đơn vị cần thực hiện các hoạt động, sau đó dữ liệu được cung cấp cho nó. Bộ điều khiển hướng dẫn thực hiện các lệnh nhận được, và truyền kết quả của khối để lưu kết quả.

Chu kỳ này được gọi là một quá trình, và các lệnh liên tục được thi hành là chương trình. Đối với tốc độ mà một giai đoạn của chu kỳ vào nhau, tương ứng với tần số đồng hồ, và trong thời gian, ổ cắm cho bước chu kỳ làm việc, thiết bị xử lý tự chịu trách nhiệm, hay đúng hơn là hạt nhân của nó.

Có một số cách mà bạn có thể cải thiện hiệu suất của bộ xử lý. Để làm điều này, bạn cần phải nâng cao trình độ của đồng hồ, trong đó có những hạn chế nhất định. Tăng tần số đồng hồ chắc chắn sẽ làm tăng tiêu thụ năng lượng và, do đó, nhiệt độ, và điều này dẫn đến việc giảm sự ổn định tổng thể của đơn vị xử lý.

Để tránh sự cần thiết phải tăng tần số đồng hồ, các nhà sản xuất đã quyết định đi theo con đường khác, đến với một loạt các giải pháp kiến trúc. Một giải pháp như vậy là pipelining, bản chất trong số đó là mỗi hướng dẫn xử lý thực hiện luân phiên cung cấp cho tất cả các khối của hạt nhân, mà được thực hiện của hành động. Vì vậy, khi toàn bộ hướng dẫn âm thanh hầu hết các khối sẽ ở chế độ nhàn rỗi. Như vậy, tất cả các bộ vi xử lý hiện đại làm việc như thế này: làm một hoạt động, họ ngay lập tức tiến hành khác, làm giảm thời gian chết ở mức tối thiểu và tăng hiệu quả bằng cách càng nhiều càng tốt. Tất nhiên, lý tưởng, có vẻ như nếu thiết bị xử lý luôn hoạt động với hiệu quả 100%, nhưng nó không xảy ra vì thực tế rằng đã có đội không phù hợp.