Le dispositif du processeur, tel qu'il fonctionne réellement

Dans le monde moderne de la technologie informatique, le processeur occupe l'un des principaux endroits. Le processeur central est un dispositif 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.

Le processeur de périphérique 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 (habituellement deux ou trois), en raison de laquelle l'interaction processeur-RAM est accélérée;

RAM du contrôleur;

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

Le dispositif de commande du processeur se caractérise 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 se peut qu'il ne soit pas);

Type de RAM supportée;

La quantité de mémoire d'adresse;

La présence d'une puce graphique intégrée (carte graphique intégrée n'est pas rare aujourd'hui et agit plus comme un ajout à des cartes plus puissantes et discrètes, même si l'appareil permet au processeur d'utiliser des solutions intégrées assez puissantes);

La quantité d'électricité consommée.

Processeur et ses caractéristiques

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

Le cadre d'échantillonnage est vérifié pour les interruptions. Après avoir trouvé de telles interruptions, ils sont mis sur la pile. Le compteur de commande reçoit une adresse avec la commande du gestionnaire d'interruption. Lorsque les fonctions d'interruption sont terminées, les données sur la pile sont restaurées. Ensuite, l'adresse d'instruction est lue à partir du bloc d'échantillonnage. Par conséquent, la lecture de la RAM ou de la mémoire cache se produit, après quoi les données sont envoyées à l'unité de décodage. Maintenant, il y a un décryptage des commandes reçues, après quoi les données sont transférées au bloc d'échantillonnage. Là, les données sont lues par la RAM ou la mémoire cache et transmises au planificateur, où il est déterminé qui bloque le fonctionnement doit être effectué, après quoi les données arrivent exactement là. L'unité de commande des instructions exécute les commandes reçues et envoie le résultat au bloc pour enregistrer les résultats.

Un tel cycle s'appelle un processus, et les commandes exécutées séquentiellement sont un programme. La vitesse avec laquelle une étape du cycle passe dans l'autre, correspond à la fréquence d'horloge, et pour le temps alloué pour le fonctionnement de la phase de cycle, le dispositif lui-même du processeur, ou plutôt son noyau, est responsable.

Il existe plusieurs façons d'améliorer les performances du processeur. Pour ce faire, augmentez la fréquence d'horloge, qui a certaines limites. En augmentant la fréquence de l'horloge, vous augmenterez certainement la consommation d'énergie et, en conséquence, la température, ce qui entraînera une diminution de la stabilité globale du processeur de l'appareil.

Afin d'éviter la nécessité d'augmenter la fréquence d'horloge, les fabricants ont décidé d'aller dans l'autre sens, en proposant une variété de solutions architecturales. L'une de ces solutions consiste à pipelining, dont l'essence est que chaque instruction exécutée par le processeur passe un par un à tous les blocs du noyau, où certaines des actions sont exécutées. Ainsi, lorsqu'une seule instruction est exécutée, la plupart des blocs seront en mode veille. Ainsi, tous les processeurs modernes fonctionnent comme ceci: après avoir effectué une opération, ils passent immédiatement à un autre, réduisant au minimum le temps de repos et augmentant l'efficacité autant que possible. Bien sûr, idéalement, il semble que le processeur fonctionne toujours avec une efficacité de 100%, mais cela ne se produit pas car les commandes entrantes sont incohérentes.