Ce este un nucleu al procesorului? [FaceUseOf Explică]

Publicitate

Fiecare computer are un procesor, fie că este un procesor de eficiență mică sau o putere de performanță mare, fie că nu ar putea să funcționeze. Desigur, procesorul, numit și CPU sau Central Processing Unit, este o parte importantă a unui sistem funcțional, dar nu este singurul.

Procesoarele de astăzi sunt aproape toate cel puțin dual-core, ceea ce înseamnă că întregul procesor conține două nuclee separate cu care poate prelucra informații. Dar ce sunt nucleele procesorului și ce fac exact?

Ce sunt Cores?

Un nucleu de procesor este o unitate de procesare care citește instrucțiuni pentru a efectua acțiuni specifice. Instrucțiunile sunt înlănțuite împreună, astfel încât, atunci când sunt rulate în timp real, acestea să creeze experiența computerului. Literalmente, tot ceea ce faci pe computer trebuie să fie procesat de procesorul tău. Ori de câte ori deschideți un folder, asta necesită procesorul dvs. Când introduceți un document word, asta necesită și procesorul. Lucruri precum desenul mediului desktop, ferestrele și graficele jocului sunt sarcina plăcii dvs. grafice - care conține sute de procesoare pentru a lucra rapid la date simultan - dar într-o oarecare măsură acestea necesită procesorul tău de asemenea.

Cum funcționează

Modelele procesoarelor sunt extrem de complexe și variază foarte mult între companii și chiar modele. Arhitecturile lor - în prezent „Ivy Bridge” pentru Intel și „Piledriver” pentru AMD - sunt îmbunătățiți în mod constant pentru a împacheta cele mai mari cantități de performanță în cea mai mică cantitate de spațiu și consum de energie. Dar, în ciuda tuturor diferențelor arhitecturale, procesoarele parcurg patru etape principale ori de câte ori prelucrează instrucțiuni: preluare, decodare, executare și scriere.

aduce

Pasul de preluare este ceea ce vă așteptați să fie. Aici, nucleul procesorului preia instrucțiunile care îl așteaptă, de obicei dintr-un fel de memorie. Aceasta ar putea include RAM, dar în nucleele moderne ale procesorului, instrucțiunile sunt de obicei în așteptarea nucleului din memoria cache a procesorului. Procesorul are o zonă numită contorul de programe care acționează în esență ca un marcaj, făcând cunoscut procesorului unde s-a încheiat ultima instrucțiune și începe următoarea.

decodifica

După ce a preluat instrucțiunea imediată, ea continuă să o decodeze. Instrucțiunile implică adesea mai multe zone ale nucleului procesorului - cum ar fi aritmetica - iar miezul procesorului trebuie să-și dea seama. Fiecare parte are ceva numit opcode care spune procesorului ce trebuie făcut cu informațiile care îl urmează. După ce nucleul procesorului și-a dat seama de toate acestea, diferitele zone ale nucleului în sine pot ajunge să funcționeze.

A executa

Pasul de execuție este acela în care procesorul știe ce trebuie să facă și, de fapt, merge înainte și îl face. Ce se întâmplă exact aici variază mult în funcție de zonele nucleului procesorului utilizate și ce informații sunt introduse. Ca exemplu, procesorul poate realiza aritmetica în interiorul ALU sau Aritmetic Logic Unit. Această unitate se poate conecta la diferite intrări și ieșiri la numerele de codare și obține rezultatul dorit. Circuitul din ALU face toată magia și este destul de complex de explicat, așa că voi lăsa asta pentru propria ta cercetare dacă sunteți interesat.

writeback

Ultima etapă, numită scriere simplă, plasează în memorie rezultatul a ceea ce a fost lucrat. Unde merge exact ieșirea depinde de nevoile aplicației rulante, dar rămâne adesea în registrele de procesare pentru acces rapid, după cum urmează instrucțiunile următoare. De acolo, va fi îngrijit până când părțile din ieșirea respectivă vor fi procesate încă o dată, ceea ce poate însemna că intră în memoria RAM.

Este doar un ciclu

Tot acest proces se numește ciclu de instrucțiuni. Aceste cicluri de instrucțiune se întâmplă ridicol de rapid, mai ales acum că avem procesoare puternice cu frecvențe ridicate. În plus, întregul nostru procesor cu mai multe nuclee sale face acest lucru pe fiecare nucleu, astfel încât datele pot fi defilate de aproximativ de mai multe ori mai rapid ca procesorul dvs. are nuclee decât dacă ar fi blocat cu un singur nucleu similar performanţă. De asemenea, procesoarele au seturi de instrucțiuni optimizate cu fir conectate la circuit, care pot grăbi instrucțiunile familiare care le sunt trimise. Un exemplu popular este SSE.

Concluzie

Nu uitați că aceasta este o descriere foarte simplă a ceea ce procesatorii trebuie - în realitate sunt mult mai complexe și fac mult mai multe decât ne dăm seama. Tendința actuală este că producătorii de procesoare încearcă să-și facă cipurile cât mai eficiente, iar asta include micșorarea tranzistoarelor. Podul Ivy Ce trebuie să știi despre Ivy Bridge de la Intel [MakeUseOf Explică]Intel tocmai a lansat noul procesor actualizat, numit cod Ivy Bridge, atât pentru computere desktop cât și pentru laptopuri. Veți găsi aceste produse noi listate în seria 3000 și puteți cumpăra cel puțin unele dintre ele ... Citeste mai mult Tranzistoarele sunt de doar 22 nm și mai rămâne un pic de mers înainte ca cercetătorii să ajungă la o limită fizică. Imaginați-vă că toate aceste prelucrări au loc într-un spațiu atât de mic. Vom vedea cum se îmbunătățesc procesoarele odată ce ajungem atât de departe.

Unde crezi că vor merge procesoarele următoare? Când așteptați să vedeți procesoare cuantice, în special pe piețele personale? Spuneți-ne în comentarii!

Credite imagine: Olivander, Bernat Gallemí, Dominik Bartsch, Ioan Sameli, Administrația Națională de Securitate Nucleară