Procesador del dispositivo, cómo funciona de hecho

En el mundo moderno de la tecnología informáticael procesador ocupa uno de los lugares principales. El procesador central es un dispositivo de alta tecnología y muy complejo que incluye todos los logros que aparecen en el campo de la tecnología informática, así como en las áreas adyacentes a ella.

El procesador de dispositivo más simple se ve así:

El núcleo es el núcleo (uno o más). Ellos son responsables de realizar todas las instrucciones de confianza;

Hay varios niveles de memoria caché (generalmente dos o tres), debido a lo cual se acelera la interacción entre el procesador y la RAM;

Controlador RAM;

El controlador del bus del sistema (QPI, HT, DMI, etc.);

El dispositivo de control del procesador se caracteriza por los siguientes parámetros:

Tipo de microarquitectura;

Frecuencia del reloj;

Niveles de memoria caché;

La cantidad de memoria caché;

Tipo y velocidad del bus del sistema;

El tamaño de las palabras que se procesan;

Controlador de memoria incorporado (puede no ser);

Tipo de RAM compatible;

La cantidad de memoria de dirección;

Presencia del chip gráfico incorporado(La tarjeta de video integrada no es poco común en la actualidad y actúa más como una adición a las tarjetas más potentes y discretas, aunque el dispositivo del procesador permite el uso de soluciones integradas bastante potentes);

La cantidad de electricidad consumida.

Procesador y sus características

El núcleo del procesador es literalmente su corazón, que contiene bloques funcionales que realizan tareas lógicas y aritméticas. Los núcleos funcionan de la siguiente manera:

El marco de muestreo se verifica para detectar presenciainterrumpe Habiendo encontrado tales interrupciones, se ponen en la pila. El contador de comando recibe una dirección con el comando del controlador de interrupción. Cuando se completan las funciones de interrupción, se restauran los datos en la pila. A continuación, la dirección de instrucciones de instrucción se lee desde el bloque de muestreo. Por lo tanto, se produce la lectura desde la RAM o la memoria caché, después de lo cual los datos se envían a la unidad decodificadora. Ahora, los comandos recibidos se descifran, después de lo cual los datos se transfieren al marco de muestreo. Allí, la RAM o la memoria caché leen los datos y los transmiten al programador, donde se determina qué bloque debe tomar la operación, después de lo cual los datos llegan exactamente allí. La unidad de control de las instrucciones ejecuta los comandos recibidos y envía el resultado al bloque para guardar los resultados.

Tal ciclo se llama proceso, ylos comandos ejecutados consecutivamente son un programa. La velocidad con la que una etapa del ciclo pasa a la otra, corresponde a la frecuencia del reloj, y por el tiempo asignado para la operación de la etapa del ciclo, el propio dispositivo del procesador, o más bien su núcleo, es responsable.

Hay varias maneras en que puedesmejorar el rendimiento del procesador. Para hacer esto, necesitas aumentar la frecuencia del reloj, lo que tiene ciertas limitaciones. Al aumentar la frecuencia del reloj, sin duda aumentará el consumo de energía y, en consecuencia, la temperatura, y esto conduce a una disminución en la estabilidad general de la unidad del procesador.

Para evitar la necesidad deaumentando la frecuencia del reloj, los fabricantes decidieron ir por el otro lado, llegando a una variedad de soluciones arquitectónicas. Una de estas soluciones es la canalización, cuya esencia es que cada instrucción ejecutada por el procesador va a todos los bloques del kernel, donde se realizan algunas de las acciones. Por lo tanto, cuando se ejecuta una sola instrucción, la mayoría de los bloques estarán inactivos. Por lo tanto, todos los procesadores modernos funcionan de la siguiente manera: después de realizar una operación, pasan inmediatamente a otra, lo que reduce el tiempo de inactividad a un mínimo y aumenta la eficiencia tanto como sea posible. Por supuesto, idealmente, parece que un dispositivo procesador siempre funciona con una eficiencia del 100%, pero esto no ocurre porque los comandos son inconsistentes.