Kas yra procesoriaus branduolys? [„MakeUseOf“ paaiškina]

Skelbimas

Kiekvienas kompiuteris turi procesorių, nesvarbu, ar tai mažo efektyvumo procesorius, ar didelis našumo stiprintuvas, ar jis negalėtų veikti. Žinoma, procesorius, taip pat vadinamas centriniu procesoriumi arba centriniu procesoriu, yra svarbi veikiančios sistemos dalis, tačiau jis nėra vienintelis.

Šiandienos procesoriai yra beveik visi dviejų branduolių, tai reiškia, kad visą procesorių sudaro du atskiri branduoliai, su kuriais jis gali apdoroti informaciją. Bet kas yra procesoriaus šerdys ir ką tiksliai jie daro?

Kas yra šerdys?

Procesoriaus šerdis yra duomenų apdorojimo įrenginys, kuriame pateikiamos instrukcijos, kaip atlikti konkrečius veiksmus. Instrukcijos yra sujungtos taip, kad, paleidus jas realiu laiku, jos sudarytų jūsų kompiuterio patirtį. Pažodžiui viską, ką darote savo kompiuteryje, turi apdoroti jūsų procesorius. Kai atidarote aplanką, tam reikia jūsų procesoriaus. Kai įvedate „Word“ dokumentą, tam reikia ir jūsų procesoriaus. Tokie dalykai kaip darbalaukio aplinkos, langų ir žaidimų grafikos piešimas yra jūsų vaizdo plokštės darbas yra šimtai procesorių, kurie leidžia greitai dirbti su duomenimis vienu metu, tačiau tam tikru mastu jiems vis tiek reikia jūsų procesoriaus taip pat.

Kaip jie dirba

Procesorių dizainas yra labai sudėtingas ir labai skiriasi įmonėms ir netgi modeliams. Jų architektūra - šiuo metu „Ivy Bridge“ „Intel“ ir „Piledriver“ AMD - yra nuolat tobulinami, kad būtų kuo efektyvesni ir sunaudotų kuo mažiau vietos bei energijos. Nepaisant visų architektūrinių skirtumų, procesoriai, vykdydami instrukcijas, eina keturis pagrindinius veiksmus: atsineša, iššifruoja, vykdo ir atkuria.

Atsisiųskite

Gavimo žingsnis yra toks, kokio tikitės. Čia procesoriaus branduolys nuskaito jo laukiančias instrukcijas, paprastai iš kažkokios atminties. Tai gali apimti RAM, tačiau šiuolaikiniuose procesoriaus branduoliuose instrukcijos paprastai jau laukia branduolio procesoriaus talpyklos viduje. Procesorius turi sritį, vadinamą programos skaitikliu, kuri iš esmės veikia kaip žymė, leisdama procesoriui žinoti, kur baigėsi paskutinė instrukcija ir prasideda kita.

Dekoduoti

Gavęs tiesioginį nurodymą, jis iššifruoja. Instrukcijos dažnai apima kelias procesoriaus šerdies sritis, tokias kaip aritmetinė, ir procesoriaus branduolys turi tai išsiaiškinti. Kiekviena dalis turi tai, kas vadinama opcode, kuri nurodo procesoriaus branduolį, ką reikėtų daryti su po ja einančia informacija. Kai procesoriaus branduolys tai išsiaiškins, gali būti panaudotos skirtingos branduolio vietos.

Vykdyti

Vykdymo veiksmas yra tas, kai procesorius žino, ką jis turi daryti, o iš tikrųjų eina į priekį ir tai daro. Kas tiksliai vyksta čia, labai skiriasi, atsižvelgiant į tai, kurios procesoriaus šerdies sritys yra naudojamos ir kokia informacija įdėta. Kaip pavyzdį, procesorius gali atlikti aritmetiką ALU viduje arba Aritmetinę loginę dalį. Šis įrenginys gali prisijungti prie skirtingų įėjimų ir išėjimų, kad surinktų skaičius ir gautų norimą rezultatą. Grandinės, esančios ALU viduje, daro visą stebuklą ir jas paaiškinti gana sudėtinga, todėl, jei jus domina, paliksiu tai savo tyrimams.

Atrašyti

Paskutinis žingsnis, vadinamas nurašymu, paprastas, įdėto darbo rezultatas, įrašomas į atmintį. Kur tiksliai išvestis vyksta, priklauso nuo vykdomos programos poreikių, tačiau ji dažnai lieka procesoriaus registruose, kad būtų galima greitai pasiekti, nes sekančios instrukcijos dažnai jį naudoja. Vėliau bus pasirūpinta, kol tos išvesties dalis reikės dar kartą apdoroti, o tai gali reikšti, kad ji patenka į RAM.

Tai tik vienas ciklas

Visas šis procesas vadinamas instrukcijų ciklu. Šie instrukcijų ciklai vyksta juokingai greitai, ypač dabar, kai turime galingus aukšto dažnio procesorius. Be to, visas mūsų procesorius su daugybe branduolių tai daro kiekviename branduolyje, todėl duomenys gali būti sutraiškyti maždaug tiek kartų greičiau, kiek jūsų procesoriuje yra branduolių, nei tuo atveju, jei jis būtų įstrigęs tik viename panašių branduolių spektaklis. Centriniai procesoriai taip pat turi optimizuotus komandų rinkinius, sujungtus į grandinę, kurie gali pagreitinti jiems siunčiamas instrukcijas. Populiarus pavyzdys yra SSE.

Išvada

Nepamirškite, kad tai yra labai paprastas procesorių aprašymas - iš tikrųjų jie yra daug sudėtingesni ir daro daug daugiau, nei mes suprantame. Dabartinė tendencija yra tokia, kad procesorių gamintojai stengiasi, kad jų lustai būtų kuo efektyvesni, ir tai apima tranzistorių mažinimą. Ivy tiltas Ką reikia žinoti apie „Intel“ „Ivy Bridge“ [„MakeUseOf Explains“]„Intel“ ką tik išleido naują atnaujintą procesorių, pavadinimu „Ivy Bridge“, skirtą tiek staliniams, tiek nešiojamiesiems kompiuteriams. Šiuos naujus produktus rasite 3000 serijoje ir galėsite nusipirkti bent kelis iš jų ... Skaityti daugiau Tranzistoriai yra tik 22 nm, ir dar reikia šiek tiek praeiti, kol tyrėjai susidurs su fizine riba. Įsivaizduokite, kad visas šis perdirbimas vyksta tokioje mažoje erdvėje. Pamatysime, kaip patobulėja procesoriai, kai tik nueisime taip toli.

Kaip manote, kur perdirbėjai eis toliau? Kada tikitės pamatyti kvantinius procesorius, ypač asmeninėse rinkose? Praneškite mums komentaruose!

Vaizdo kreditai: Olivanderis, Bernat Gallemí, Dominikas Bartschas, Ioanas Sameli, Nacionalinė branduolinio saugumo administracija