Apparaatprocessor, hoe het in feite werkt

In de moderne wereld van computertechnologiede processor neemt een van de hoofdplaatsen in. De centrale processor is een hightech en zeer complex apparaat dat alle prestaties omvat die op het gebied van computertechnologie verschijnen, evenals in de aangrenzende gebieden.

Eenvoudiger apparaatprocessor ziet er als volgt uit:

De kern is de kern (een of meer). Zij zijn verantwoordelijk voor het uitvoeren van alle vertrouwde instructies;

Er zijn verschillende niveaus van cachegeheugen (meestal twee of drie), waardoor de processor-RAM-interactie wordt versneld;

Controller RAM;

De systeembuscontroller (QPI, HT, DMI, etc.);

De processorbesturingsinrichting wordt gekenmerkt door de volgende parameters:

Type microarchitectuur;

Klok frequentie;

Niveaus van cachegeheugen;

De hoeveelheid cachegeheugen;

Type en snelheid van de systeembus;

De grootte van de woorden die worden verwerkt;

Ingebouwde geheugencontroller (misschien niet);

Type RAM ondersteund;

De hoeveelheid adresgeheugen;

Aanwezigheid van de ingebouwde grafische chip(De geïntegreerde videokaart is tegenwoordig niet ongewoon en werkt meer als een aanvulling op krachtigere, discrete kaarten, hoewel het apparaat van de processor het gebruik van tamelijk krachtige ingebouwde oplossingen mogelijk maakt);

De hoeveelheid verbruikte elektriciteit.

Processor en zijn kenmerken

De kern van de processor is letterlijk het hart, dat functionele blokken bevat die logische en rekenkundige taken uitvoeren. De kernels werken als volgt:

Het steekproefkader wordt op aanwezigheid gecontroleerdonderbrekingen. Nadat ze dergelijke interrupts hebben gevonden, worden ze op de stapel gelegd. De opdrachtenteller ontvangt een adres met het commando van de interrupt handler. Wanneer de interruptfuncties zijn voltooid, worden de gegevens op de stapel hersteld. Vervolgens wordt het instructie-instructieadres gelezen uit het bemonsteringsblok. Vandaar dat er uit het RAM- of cachegeheugen wordt gelezen, waarna de gegevens naar de decoderingseenheid worden verzonden. Nu worden de ontvangen opdrachten ontcijferd, waarna de gegevens worden overgebracht naar het steekproefkader. Daar worden de gegevens gelezen door het RAM- of cachegeheugen en verzonden naar de planner, waar wordt bepaald welke blokkering de bewerking zou moeten nemen, waarna de gegevens daar precies aankomen. De besturingseenheid van de instructies voert de ontvangen opdrachten uit en verzendt het resultaat naar het blok voor het opslaan van de resultaten.

Zo'n cyclus wordt een proces genoemd, enachtereenvolgens uitgevoerde commando's zijn een programma. De snelheid waarmee de ene fase van de cyclus naar de andere gaat, komt overeen met de klokfrequentie en voor de tijd die is toegewezen voor de werking van de cyclusfase, is de inrichting zelf van de processor, of liever de kern, verantwoordelijk.

Er zijn een aantal manieren waarop je kuntde processorprestaties verbeteren. Om dit te doen, moet je de klokfrequentie verhogen, wat bepaalde beperkingen heeft. Het verhogen van de klokfrequentie verhoogt in elk geval het energieverbruik en, als gevolg, de temperatuur, en dit leidt tot een afname van de algehele stabiliteit van de apparaatprocessor.

Om de noodzaak voor te vermijdenhet verhogen van de klokfrequentie, de fabrikanten besloten om de andere kant op te gaan en kwamen met een verscheidenheid aan architecturale oplossingen. Een dergelijke oplossing is pipelining, waarvan de essentie is dat elke instructie die door de processor wordt uitgevoerd, naar alle blokken van de kernel gaat, waar sommige van de acties worden uitgevoerd. Dus wanneer slechts één instructie wordt uitgevoerd, zullen de meeste blokken niet actief zijn. Alle moderne processors werken dus als volgt: na het uitvoeren van één bewerking gaan ze onmiddellijk over naar een andere, waardoor de leeglooptijd tot een minimum wordt beperkt en de efficiëntie zo veel mogelijk wordt verhoogd. Natuurlijk lijkt het er idealiter op dat een processorapparaat altijd 100% efficiënt werkt, maar dit gebeurt niet omdat de opdrachten niet consistent zijn.