Kifaa cha processor, kama inafanya kazi

Katika dunia ya kisasa ya teknolojia ya kompyuta, processor ni moja ya maeneo muhimu zaidi. Programu ya kati ni kifaa cha juu-tech na ngumu sana ambacho kinajumuisha mafanikio yote yanayotokea katika uwanja wa teknolojia ya kompyuta, pamoja na katika maeneo yaliyo karibu nayo.

Programu rahisi ya kifaa inaonekana kama hii:

Msingi ni msingi (moja au zaidi). Wao ni wajibu wa kufanya maagizo yote yanayoaminika;

Kuna ngazi kadhaa za kumbukumbu ya cache (kwa kawaida mbili au tatu), kutokana na uingiliano wa processor-RAM ulio kasi;

Mdhibiti wa RAM;

Mdhibiti wa basi wa mfumo (QPI, HT, DMI, nk);

Kifaa cha kudhibiti processor kina sifa ya vigezo vifuatavyo:

Aina ya microarchitecture;

Mzunguko wa saa ;

Viwango vya kumbukumbu za cache;

Kiasi cha kumbukumbu ya cache;

Aina na kasi ya basi ya mfumo;

Ukubwa wa maneno yamefanyiwa;

Mdhibiti wa kumbukumbu ya ndani (haiwezi kuwa);

Aina ya RAM iliyohifadhiwa;

Kiasi cha kumbukumbu ya anwani;

Uwepo wa kadi ya kujengwa yenyewe (kadi ya kuunganisha ya graphics sio kawaida leo na hufanya zaidi kama kuongeza kwa kadi zenye nguvu zaidi, hata kama kifaa kinaruhusu processor kutumia ufumbuzi wa nguvu ulioingizwa);

Kiasi cha umeme kinatumiwa.

Programu na sifa zake

Msingi wa processor ni kweli moyo wake, una vifungo vya kazi ambavyo hufanya kazi za mantiki na hesabu. Kernels hufanya kazi kama ifuatavyo:

Fomu ya sampuli ni kuchunguliwa kwa kuingilia. Baada ya kupoteza vile, huwekwa kwenye stack. Kadi ya amri inapokea anwani na amri ya kuingilia kati. Wakati kazi za kupiga marufuku zinakamilishwa, data kwenye stack imerejeshwa. Halafu, anwani ya maagizo ya mafundisho inasomewa kutoka kwenye kizuizi cha sampuli. Kwa hiyo, kusoma kutoka kwenye kumbukumbu ya RAM au cache hutokea, baada ya hapo data hupelekwa kwenye kitengo cha kukodisha. Sasa kuna decryption ya amri zilizopokea, baada ya hapo data huhamishiwa kuzuia sampuli. Huko, data inasoma na kumbukumbu ya RAM au cache na kuambukizwa kwa mpangilio, ambako imeamua ambayo kuzuia operesheni inapaswa kufanywa, baada ya hapo data inakuja hasa huko. Kitengo cha udhibiti cha maagizo hufanya amri zilizopokelewa na kutuma matokeo kwa kuzuia matokeo ya kuhifadhi.

Mzunguko huo huitwa mchakato, na amri za kutekelezwa kwa sequentially ni programu. Kasi ambayo hatua moja ya mzunguko huingia ndani ya nyingine, inafanana na mzunguko wa saa, na wakati uliopangwa kwa ajili ya uendeshaji wa awamu ya mzunguko, kifaa yenyewe cha processor, au badala ya msingi wake, ni wajibu.

Kuna njia kadhaa ambazo unaweza kuboresha utendaji wa mchakato. Ili kufanya hivyo, ongezeza mzunguko wa saa, ambayo ina mapungufu fulani. Kwa kuongeza mzunguko wa saa, hakika utaongeza matumizi ya nguvu na, kama matokeo, joto, na hii inasababisha kupungua kwa utulivu wa jumla wa mchakato wa kifaa.

Ili kuepuka haja ya kuongeza mzunguko wa saa, wazalishaji waliamua kwenda kwa njia nyingine, kuja na aina mbalimbali za ufumbuzi wa usanifu. Moja ya ufumbuzi huu ni pipelining, kiini cha ambayo ni kwamba kila maelekezo ya kutekelezwa na processor huenda moja kwa moja kwa vitalu vyote vya kernel, ambapo baadhi ya vitendo hufanyika. Kwa hivyo, wakati maagizo moja tu yatimizwa, vitalu vingi vitakuwa katika hali ya uvivu. Hivyo, wasindikaji wote wa kisasa hufanya kazi kama hii: baada ya kufanya operesheni moja, mara moja huenda kwa mwingine, kupunguza muda usio na ujinga kwa kiwango cha chini na kuongeza ufanisi kwa iwezekanavyo. Bila shaka, kwa hakika, inaonekana kama kifaa cha processor kinafanya kazi kwa ufanisi wa 100%, lakini hii haitokei kwa sababu amri zinazoingia hazipatikani.