Kas ir procesora kodols? [MakeUseOf skaidrojumi]

Reklāma

Katrā datorā ir procesors neatkarīgi no tā, vai tas ir mazs efektivitātes procesors vai liela veiktspējas jaudas pastiprinātājs, vai arī tas nebūtu spējīgs darboties. Protams, procesors, ko sauc arī par CPU vai centrālo procesora bloku, ir svarīga funkcionējošas sistēmas sastāvdaļa, taču tas nav vienīgais.

Mūsdienu procesori gandrīz visi ir vismaz divkodolu, kas nozīmē, ka viss procesors pats satur divus atsevišķus kodolus, ar kuriem tas var apstrādāt informāciju. Bet kas ir procesora kodoli, un ko tieši viņi dara?

Kas ir serdes?

Procesora kodols ir procesora vienība, kurā lasāmas instrukcijas, kā veikt noteiktas darbības. Instrukcijas ir saliktas kopā, lai, izpildot tās reāllaikā, tās veidotu jūsu datora pieredzi. Burtiski viss, ko darāt datorā, ir jāapstrādā procesoram. Ikreiz, kad atverat mapi, tam ir nepieciešams procesors. Ievadot Word dokumentā, tam ir nepieciešams arī procesors. Tādas lietas kā darbvirsmas vides, logu un spēļu grafiku zīmēšana ir jūsu grafiskās kartes darbs satur simtiem procesoru, lai vienlaikus ātri strādātu ar datiem, taču zināmā mērā tie joprojām ir nepieciešami jūsu procesoram arī.

Kā viņi strādā

Pārstrādātāju modeļi ir ārkārtīgi sarežģīti, un tie ļoti atšķiras dažādos uzņēmumos un pat modeļos. Viņu arhitektūra - pašlaik “Ivy Bridge” par Intel un “Piledriver” AMD - tiek nepārtraukti pilnveidoti, lai nodrošinātu vislielāko veiktspēju un mazāko vietu un enerģijas patēriņu. Bet, neskatoties uz visām arhitektūras atšķirībām, procesori, apstrādājot instrukcijas, iziet četras galvenās darbības: atnest, atšifrēt, izpildīt un atrakstīt.

Atnest

Ielādes solis ir tāds, kādu jūs sagaidāt. Šeit procesora kodols izgūst instrukcijas, kuras to gaida, parasti no kāda veida atmiņas. Tas varētu ietvert RAM, taču mūsdienu procesora kodolos instrukcijas parasti jau gaida kodolu procesora kešatmiņā. Procesoram ir apgabals, ko sauc par programmas skaitītāju, kurš būtībā darbojas kā grāmatzīme, ļaujot procesoram zināt, kur beidzās pēdējā instrukcija un sākas nākamā.

Atšifrēt

Kad tā ir atguvusi tūlītējo instrukciju, tā turpina to atšifrēt. Instrukcijas bieži ietver vairākus procesora kodola apgabalus - piemēram, aritmētisko -, un procesora kodolā tas ir jāizdomā. Katrā daļā ir kaut kas tāds, ko sauc par opkodu, kas stāsta procesora kodolu, kas jādara ar informāciju, kas tai seko. Kad procesora kodols to visu ir izdomājis, var darboties dažādas pašas serdeņa zonas.

Izpildīt

Izpildes solis ir process, kurā procesors zina, kas tam jādara, un faktiski to dara un dara. Tas, kas tieši notiek šeit, ļoti atšķiras, atkarībā no tā, kuras procesora kodola vietas tiek izmantotas un kāda informācija tiek ievietota. Piemēram, procesors var veikt aritmētiku ALU iekšienē vai aritmētisko loģisko vienību. Šī vienība var izveidot savienojumu ar dažādām ieejām un izejām, lai izsauktu numurus un iegūtu vēlamo rezultātu. Ķēdes shēma ALU iekšpusē rada visu maģiju, un to ir diezgan sarežģīti izskaidrot, tāpēc, ja jūs interesē, atstāšu to jūsu izpētei.

Rakstīt atpakaļ

Pēdējais solis, ko sauc par atkārtotu rakstīšanu, ir vienkāršs, un pēc tam tiek paveikts paveiktais. Kur tieši izvade nonāk, ir atkarīga no palaišanas lietojumprogrammas vajadzībām, taču tā bieži paliek procesora reģistros, lai ātri piekļūtu, jo bieži to izmanto šīs instrukcijas. Turpmāk par to būs jārūpējas, līdz šīs izvades daļas būs vēlreiz jāapstrādā, kas var nozīmēt, ka tā nonāk RAM.

Tas ir tikai viens cikls

Visu šo procesu sauc par instrukciju ciklu. Šie instrukciju cikli notiek smieklīgi ātri, it īpaši tagad, kad mums ir jaudīgi procesori ar augstām frekvencēm. Turklāt viss mūsu centrālais procesors ar vairākiem kodoliem to dara katrā kodolā, tāpēc datus var sašķobīt Apmēram tik reižu, cik ātri jūsu procesoram ir kodoli, nekā tad, ja tas būtu iestrēdzis tikai vienā līdzīga kodolā izpildījums. Centrālajiem procesoriem ir arī optimizētas instrukciju kopas, kas pieslēgtas shēmai, kas var paātrināt pazīstamās instrukcijas, kas viņiem nosūtītas. Populārs piemērs ir SSE.

Secinājums

Neaizmirstiet, ka tas ir ļoti vienkāršs procesora apraksts - patiesībā tie ir daudz sarežģītāki un dara daudz vairāk, nekā mēs saprotam. Pašreizējā tendence ir tāda, ka procesoru ražotāji cenšas padarīt savas mikroshēmas pēc iespējas efektīvākas, un tas ietver tranzistoru sarukšanu. Efejas tilts Kas jums jāzina par Intel Ivy Bridge [MakeUseOf Explains]Intel tikko izlaida savu jauno atjaunināto procesoru ar kodu Ivy Bridge gan galddatoriem, gan klēpjdatoriem. Jūs atradīsit šos jaunos produktus kā 3000 sēriju un jūs varat iegādāties vismaz dažus no tiem ... Lasīt vairāk Tranzistori ir tikai 22 nm, un vēl ir mazliet jāpaiet, pirms pētnieki sastopas ar fiziskiem ierobežojumiem. Iedomājieties, ka visa šī apstrāde notiek tik mazā telpā. Mēs redzēsim, kā pārstrādātāji uzlabojas, tiklīdz esam tikuši tālu.

Kur, jūsuprāt, pārstrādātāji brauks tālāk? Kad jūs domājat redzēt kvantu pārstrādātājus, īpaši personīgajos tirgos? Paziņojiet mums komentāros!

Attēlu kredīti: Olivander, Bernāts Gallemī, Dominiks Bārts, Ioan Sameli, Valsts kodoldrošības pārvalde