Što je jezgra procesora? [MakeUseOf objašnjava]

Oglas

Svako računalo ima procesor, bilo da je procesor male učinkovitosti ili elektroenergetsko postrojenje velike performanse ili u protivnom ne bi mogao funkcionirati. Naravno, procesor, koji se naziva i CPU ili Centralna procesna jedinica, važan je dio funkcionirajućeg sustava, ali nije jedini.

Današnji procesori gotovo su najmanje dvojezgreni, što znači da cijeli procesor sadrži dvije odvojene jezgre s kojima može obraditi informacije. Ali što su procesorske jezgre i što se točno radi?

Što su jezgre?

Jezgra procesora je procesorska jedinica koja čita upute za izvođenje određenih radnji. Upute su povezane tako da, kada se pokreću u stvarnom vremenu, čine vaše računalo iskustvo. Doslovno sve što radite na računalu mora obraditi vaš procesor. Kad god otvorite mapu, to zahtijeva vaš procesor. Kad upišete u riječ dokument, to zahtijeva i vaš procesor. Stvari poput crtanja radne površine, prozora i grafike igara posao su vaše grafičke kartice - koja sadrži stotine procesora za brzi rad podataka istovremeno, ali u određenoj mjeri ih i dalje zahtijeva vaš procesor također.

Kako rade

Dizajni procesora izuzetno su složeni i uvelike variraju između tvrtki, pa čak i modela. Njihove arhitekture - trenutno "Ivy Bridge" za Intel i "Piledriver" za AMD - neprestano se poboljšavaju kako bi se postigli što veći učinak s najmanje prostora i potrošnje energije. No usprkos svim arhitektonskim razlikama, procesori prolaze kroz četiri glavna koraka kad god obrađuju upute: dohvaćanje, dekodiranje, izvršavanje i povrat.

donijeti

Korak dolaska je ono što očekujete. Ovdje jezgra procesora preuzima upute koje ga čekaju, obično iz neke vrste memorije. To bi moglo uključivati ​​RAM, ali u modernim procesorskim jezgramama upute se već čekaju u jezgri unutar predmemorije procesora. Procesor ima područje koje se naziva brojač programa, što u biti djeluje kao oznaka, obavještavajući procesora gdje je završena zadnja uputa i započinje sljedeća.

dešifrirati

Nakon što preuzme neposrednu upute, nastavlja se s njenim dešifriranjem. Upute često uključuju više područja jezgre procesora - poput aritmetike - i procesorska jezgra to mora shvatiti. Svaki dio ima nešto što se naziva opcode, što jezgri procesora govori što treba učiniti s informacijama koje slijede. Nakon što je procesorska jezgra to sve shvatila, različita područja same jezgre mogu započeti s radom.

Izvršiti

Korak izvršenja je kada procesor zna što treba učiniti, a zapravo ide naprijed i to čini. Što se ovdje točno događa uvelike varira ovisno o tome koja se područja jezgre procesora koriste i koje se informacije stavljaju. Kao primjer, procesor može raditi aritmetiku unutar ALU-a ili aritmetičke logičke jedinice. Ovaj se uređaj može povezati na različite ulaze i izlaze kako bi se stezali brojevi i postigli željeni rezultat. Kruženje unutar ALU-a čini svu čaroliju i prilično je složeno za objašnjenje, tako da ću to ostaviti za vlastita istraživanja, ako ste zainteresirani.

Pisati natrag

Završni korak, nazvan otkup, jednostavno vraća rezultat onoga što je radio natrag u memoriju. Kamo tačno izlaz ide ovisi o potrebama pokrenute aplikacije, ali često ostaje u registrima procesora za brzi pristup jer se u sljedećim uputama često koriste. Odatle će se brinuti sve dok dijelove tog izlaza ne bude potrebno ponovno obraditi, što može značiti da uđe u RAM.

To je samo jedan ciklus

Cijeli ovaj postupak naziva se ciklusom instrukcija. Ovi ciklusi uputa događaju se smiješno brzo, pogotovo sada kada imamo moćne procesore s visokim frekvencijama. Uz to, cijeli naš CPU s više jezgara to čini na svakoj jezgri, pa se podaci mogu skršiti otprilike onoliko puta brže koliko CPU ima jezgre nego da je zaglavljen samo sa jednom sličnom jezgrom izvođenje. CPU-i također imaju optimizirane skupove uputa uvedene u strujni krug što može ubrzati poznate upute koje su im poslane. Popularni primjer je SSE.

Zaključak

Ne zaboravite da je ovo vrlo jednostavan opis onoga što procesori čine - u stvarnosti su oni mnogo složeniji i rade puno više nego što znamo. Trenutni trend je da proizvođači procesora pokušavaju svoje čipove učiniti što učinkovitijima, a to uključuje smanjivanje tranzistora. Ivy Bridge Što trebate znati o Intelovom bršljanovom mostu [MakeUseOf Explains]Intel je upravo objavio svoj novi ažurirani procesor, kodnog naziva Ivy Bridge, za radne i prijenosne računala. Pronaći ćete ove nove proizvode kao serije 3000 i možete kupiti barem neke od njih ... Čitaj više Tranzistori su puki 22 nm, a ima još puno vremena prije nego što istraživači naiđu na fizičku granicu. Zamislite da se sva ta obrada događa na tako malom prostoru. Vidjet ćemo kako se poboljšavaju procesori nakon što dođemo tako daleko.

Gdje mislite da će procesori ići dalje? Kada očekujete da ćete vidjeti kvantne procesore, posebno na osobnim tržištima? Javite nam u komentarima!

Slikovni krediti: Olivander, Bernat Gallemí, Dominik Bartsch, Ioan Sameli, Nacionalna uprava za nuklearnu sigurnost