Processeur de périphérique, comment cela fonctionne en fait

Dans le monde moderne de la technologie informatiquele processeur occupe l'un des principaux lieux. Le processeur central est un appareil de haute technologie et très complexe qui comprend toutes les réalisations qui apparaissent dans le domaine de la technologie informatique, ainsi que dans les zones adjacentes.

Un processeur d'appareil plus simple ressemble à ceci:

Le noyau est le noyau (un ou plusieurs). Ils sont responsables de l'exécution de toutes les instructions de confiance;

Il existe plusieurs niveaux de mémoire cache (généralement deux ou trois), grâce auxquels l'interaction processeur-RAM est accélérée;

Contrôleur RAM;

Le contrôleur de bus système (QPI, HT, DMI, etc.);

Le dispositif de contrôle du processeur est caractérisé par les paramètres suivants:

Type de microarchitecture;

Fréquence d'horloge

Niveaux de mémoire cache

La quantité de mémoire cache

Type et vitesse du bus système

La taille des mots en cours de traitement;

Contrôleur de mémoire intégré (il peut ne pas être);

Type de RAM pris en charge

La quantité de mémoire d'adresse;

Présence de la puce graphique intégrée(La carte vidéo intégrée n'est pas rare aujourd'hui et agit davantage comme une addition à des cartes plus puissantes et discrètes, bien que le dispositif du processeur permette d'utiliser des solutions intégrées assez puissantes);

La quantité d'électricité consommée.

Processeur et ses caractéristiques

Le cœur du processeur est littéralement son cœur, qui contient des blocs fonctionnels qui effectuent des tâches logiques et arithmétiques. Les noyaux fonctionnent comme suit:

La base de sondage est vérifiée pour la présenceinterrompt Ayant trouvé de telles interruptions, ils sont mis sur la pile. Le compteur de commandes reçoit une adresse avec la commande du gestionnaire d'interruption. Lorsque les fonctions d'interruption sont terminées, les données de la pile sont restaurées. Ensuite, l'adresse d'instruction d'instructions est lue dans le bloc d'échantillonnage. Par conséquent, la lecture à partir de la RAM ou de la mémoire cache se produit, après quoi les données sont envoyées à l'unité de décodage. Maintenant, les commandes reçues sont déchiffrées, après quoi les données sont transférées à la trame d'échantillonnage. Là, les données sont lues par la RAM ou la mémoire cache et transmises au planificateur, où il est déterminé quel bloc l'opération doit prendre, après quoi les données arrivent exactement là. L'unité de contrôle des instructions exécute les commandes reçues et envoie le résultat au bloc pour enregistrer les résultats.

Un tel cycle est appelé un processus, etles commandes exécutées consécutivement sont un programme. Pour la vitesse à laquelle une étape du cycle à un autre, correspond à la fréquence d'horloge, et dans le temps, la sortie de l'étape du cycle de travail, le dispositif de traitement lui-même est responsable, ou plutôt son noyau.

Il y a un certain nombre de façons dont vous pouvezaméliorer les performances du processeur. Pour ce faire, vous devez augmenter la fréquence d'horloge, ce qui a certaines limites. En augmentant la fréquence d'horloge, vous allez certainement augmenter la consommation d'énergie et, par conséquent, la température, ce qui entraîne une diminution de la stabilité globale de l'unité de traitement.

Afin d'éviter le besoin deen augmentant la fréquence d'horloge, les fabricants ont décidé d'aller dans l'autre sens, à venir avec une variété de solutions architecturales. Une telle solution est la pipelining, dont l'essence est que chaque instruction exécutée par le processeur va à tous les blocs du noyau, où certaines des actions sont effectuées. Ainsi, lorsqu'une seule instruction est exécutée, la plupart des blocs seront inactifs. Ainsi, tous les processeurs modernes fonctionnent comme ceci: après avoir effectué une opération, ils passent immédiatement à l'autre, réduisant le temps d'inactivité au minimum et augmentant le rendement autant que possible. Bien sûr, idéalement, il semble qu'un périphérique de traitement fonctionne toujours avec une efficacité de 100%, mais cela ne se produit pas parce que les commandes sont incohérentes.