מעבד המכשיר, איך זה עובד למעשה

בעולם המודרני של טכנולוגיית המחשבהמעבד תופס אחד המקומות העיקריים. המעבד המרכזי הוא מכשיר היי-טק ומורכב מאוד, הכולל את כל ההישגים המופיעים בתחום טכנולוגיית המחשבים, כמו גם באזורים הסמוכים לו.

מעבד מכשיר פשוט יותר נראה כך:

הליבה היא הליבה (אחד או יותר). הם אחראים לביצוע כל ההוראות המהימנות;

ישנן מספר רמות של זיכרון מטמון (בדרך כלל שתיים או שלוש), שבגללן האינטראקציה של מעבד-RAM מואצת;

זיכרון RAM;

בקר מערכת האוטובוס (QPI, HT, DMI, וכו ');

התקן בקרת המעבד מאופיין בפרמטרים הבאים:

סוג המיקרו-ארכיטקטורה;

תדירות השעון;

רמות זיכרון מטמון;

כמות זיכרון המטמון;

סוג ומהירות של אוטובוס המערכת;

גודל המילים המעובדות;

בקר זיכרון מובנה (ייתכן שלא);

סוג זיכרון RAM נתמך;

כמות זיכרון הכתובת;

הנוכחות של שבב גרפי מובנה(כרטיס הווידאו המשולב אינו נדיר היום ופועל יותר כמו תוספת לכרטיסים בדידים חזקים יותר, אם כי המכשיר של המעבד מאפשר שימוש בפתרונות מובנים חזקים למדי);

כמות החשמל הנצרכת.

מעבד ומאפייניו

הליבה של המעבד הוא ממש הלב שלה, אשר מכיל בלוקים פונקציונליים המבצעים משימות לוגיות ואריתמטיות. הגרעינים פועלים כך:

מסגרת הדגימה נבדקת עבור נוכחותקוטע. לאחר שמצאו כאלה interrupts, הם לשים על ערימה. מונה הפקודה מקבל כתובת עם הפקודה של המטפל פסיקה. כאשר פונקציות הפסקות הושלמו, הנתונים על המחסנית משוחזרים. לאחר מכן, את כתובת ההוראה הוראה נקראת בלוק הדגימה. לפיכך, קריאה מתוך זיכרון RAM או זיכרון המטמון מתרחשת, ולאחר מכן את הנתונים נשלח יחידת פענוח. כעת, פענוח הפקודות שהתקבלו, ולאחר מכן הנתונים מועברים למסגרת הדגימה. שם, הנתונים נקראים על ידי זיכרון RAM או זיכרון מטמון ומועבר למתזמן, שם נקבע איזה בלוק הפעולה צריכה לקחת, לאחר מכן הנתונים מגיע בדיוק שם. יחידת הבקרה של ההוראות מבצעת את הפקודות שהתקבלו ושולחת את התוצאה לבלוק לשמירת התוצאות.

מחזור כזה נקרא תהליך, ופקודות להורג ברציפות הן תוכנית. המהירות שבה שלב אחד של מחזור הולך השני, מתאים לתדר השעון, ועל הזמן שהוקצה להפעלת שלב מחזור, המכשיר עצמו של המעבד, או ליתר דיוק הליבה שלה, הוא אחראי.

ישנן מספר דרכים בהן אתה יכוללשפר את ביצועי המעבד. כדי לעשות זאת, אתה צריך להעלות את תדר השעון, אשר יש מגבלות מסוימות. הגדלת תדר השעון, בכל האמצעים להעלות את צריכת החשמל, וכתוצאה מכך, את הטמפרטורה, וזה מוביל לירידה הכללית של היציבות של המעבד המכשיר.

כדי למנוע את הצורךהגדלת תדר השעון, היצרנים החליטו ללכת בכיוון השני, מגיע עם מגוון רחב של פתרונות אדריכליים. פתרון אחד כזה הוא pipelining, המהות של אשר כל הוראה להורג על ידי המעבד הולך לכל בלוקים של הקרנל, שבו חלק מהפעולות מבוצעות. לכן, כאשר רק הוראה אחת מבוצעת, רוב הבלוקים יהיו בטלים. לכן, כל המעבדים המודרניים עובדים כך: לאחר ביצוע פעולה אחת, הם מיד להמשיך אחרת, הפחתת זמן סרק למינימום ולהגדיל את היעילות על ידי כמה שיותר. כמובן, באופן אידיאלי, זה נראה כמו מכשיר מעבד תמיד עובד עם יעילות 100%, אבל זה לא קורה כי הפקודות אינן עקביות.

</ p>