Mi az a processzormag? [MakeUseOf magyarázat]

Hirdetés

Minden számítógép rendelkezik processzorral, legyen az kis hatékonyságú processzor vagy egy nagy teljesítményű erőmű, vagy egyébként nem lenne képes működni. Természetesen a processzor, más néven CPU vagy központi feldolgozó egység, fontos része a működő rendszernek, de nem ez az egyetlen.

A mai processzorok szinte mindegyike legalább kétmagos, vagyis maga az egész processzor két különálló magot tartalmaz, amelyekkel információt dolgozhat fel. De mi a processzormag, és pontosan mit csinálnak?

Mik a magok?

A processzormag egy feldolgozó egység, amely utasításokat olvas el a meghatározott műveletek végrehajtására. Az utasítások össze vannak láncolva, így valós időben történő végrehajtásuk során a számítógép élményét alkotják. Szó szerint minden, amit a számítógépen csinál, a processzornak kell feldolgoznia. Ha megnyit egy mappát, ehhez a processzorra van szükség. Szódokumentum beírásához ehhez a processzorra is szükség van. A grafikus kártya feladata például az asztali környezet, az ablakok és a játék grafika rajzolása - ami több száz processzort tartalmaz, hogy gyorsan dolgozzon az adatokkal egyidejűleg - de bizonyos mértékig még mindig szükségük van a processzorra is.

Hogyan működnek?

A processzorok kivitele rendkívül bonyolult, és nagyon eltérő a vállalatok és a modellek között. Építészetük - jelenleg „Ivy Bridge” Intel és „Piledriver” AMD - folyamatosan fejlesztjük annak érdekében, hogy a lehető legtöbb teljesítményt csomagoljuk a legkevesebb hely- és energiafelhasználással. Az építészeti különbségek ellenére a processzorok az utasítások feldolgozásakor négy fő lépésben haladnak: lehívás, dekódolás, végrehajtás és visszaírás.

lekérése

A letöltési lépés az, amire számíthat. Itt a processzormag lekérdezi az arra váró utasításokat, általában valamilyen memóriából. Ide tartozhat a RAM, de a modern processzormagokban az utasítások általában már várják a magot a processzor gyorsítótárában. A processzornak van egy olyan területe, amelyet a programszámlálónak hívnak, amely lényegében könyvjelzőként működik, és tudatja a processzort, hogy az utolsó utasítás mikor ért véget és a következő kezdődik.

megfejt

Miután behozta az azonnali utasítást, folytatja a dekódolást. Az utasítások gyakran tartalmazzák a processzormag több területét - például aritmetikai -, és a processzormagnak ki kell ezt kitalálnia. Mindegyik résznek van valami, úgynevezett opcode, amely elmondja a processzor magjának, mit kell tenni az azt követõ információkkal. Miután a processzormag ezt kiderítette, maga a mag különböző területei működhetnek.

kivégez

A végrehajtási lépés az, amikor a processzor tudja, mit kell tennie, és ténylegesen megy előre, és megteszi. Ami pontosan itt történik, nagyban változik, attól függően, hogy a processzormag mely területeit használják, és milyen információkat helyeznek be. Például a processzor aritmetikai műveleteket végezhet az ALU-n belül vagy a számtani logikai egységet. Ez az egység különféle bemenetekre és kimenetekre csatlakozhat, hogy összekapcsolja a számokat, és elérje a kívánt eredményt. Az ALU-n belüli áramkör minden varázsságot megmagyaráz, és meglehetősen bonyolult megmagyarázni, ezért az érdeklődésemre hagyom ezt a saját kutatásomat.

Írj vissza

Az utolsó lépés, az úgynevezett visszaírás, az egyszerű visszahelyezi az eredményt a memóriába. Az, hogy pontosan hol történik a kimenet, a futó alkalmazás igényeitől függ, de gyakran a processzor regiszterében marad a gyors hozzáférés érdekében, mivel a következő utasítások gyakran használják. Innentől addig gondoskodik mindaddig, amíg a kimenet egyes részeit újra nem kell feldolgozni, ami azt jelentheti, hogy bekerül a RAM-ba.

Ez csak egy ciklus

Ezt az egész folyamatot utasításciklusnak hívják. Ezek az utasításciklusok nevetségesen gyorsak, főleg most, amikor nagy teljesítményű, magas frekvenciájú processzorok vannak. Ezenkívül a teljes processzorunk és a többmagos magvak ezt teszik minden magon, tehát az adatok összeroppanthatók nagyjából annyiszor gyorsabb, mint a CPU magjai, mintha csak egy hasonló maggal ragadt volna be teljesítmény. A CPU-k optimalizált utasításkészleteket tartalmaznak az áramkörbe vezetékes módon, amelyek felgyorsíthatják a hozzájuk küldött ismert utasításokat. Népszerű példa az SSE.

Következtetés

Ne felejtsük el, hogy ez a processzorok nagyon egyszerű leírása - a valóságban sokkal összetettebbek, és sokkal többet végeznek, mint amire gondolunk. A jelenlegi tendencia az, hogy a processzorgyártók megpróbálják a chipeket a lehető leghatékonyabbá tenni, és ez magában foglalja a tranzisztorok zsugorítását is. Ivy Bridge Mit kell tudni az Intel Ivy Bridge-ről [MakeUseOf Explains]Az Intel nemrég kiadta az Ivy Bridge kódnévvel ellátott, frissített processzort az asztali és a laptopokhoz egyaránt. Meg fogja találni ezeket az új termékeket a 3000-es sorozatként, és legalább néhányat megvásárolhatja ... Olvass tovább A tranzisztorok csupán 22 nm-esek, és még van még egy tennivaló, mielőtt a kutatók fizikai korlátokkal találkoznának. Képzelje el, hogy az összes ilyen feldolgozás ilyen kis helyen történik. Látni fogjuk, hogyan javulnak a processzorok, amint elértünk ilyen messzire.

Szerinted hova megy a feldolgozók tovább? Mikor számíthat kvantumfeldolgozókat, különösen a személyes piacokon? Tudassa velünk a megjegyzésekben!

Kép kreditek: Olivander, Bernat Gallemí, Dominik Bartsch, Ioan Sameli, Nemzeti Nukleáris Biztonsági Igazgatóság