Markaziy protsessor

ESP- RAMdagi ma'lumotlarning manzili;

Z- oxirgi taqqoslash operatsiyasi natijasini o'z ichiga oladi;

Albatta, bu barcha xotira registrlaridan uzoqdir, lekin bular eng muhimi va ular dasturni bajarish jarayonida protsessor tomonidan eng ko'p qo'llaniladi. Xo'sh, endi protsessor nimadan iboratligini bilganingizdan so'ng, uning qanday ishlashini ko'rib chiqishingiz mumkin.
Kompyuter protsessori qanday ishlaydi?
Protsessorning qayta ishlash yadrosi faqat matematik operatsiyalarni, taqqoslash operatsiyalarini va hujayralar va operativ xotira o'rtasida ma'lumotlarni ko'chirishni amalga oshirishi mumkin, ammo bu sizga o'yin o'ynash, filmlar tomosha qilish va Internetda kezish va boshqa ko'p narsalar uchun etarli.
Aslida, har qanday dastur shunday buyruqlardan iborat: ko'chirish, qo'shish, ko'paytirish, bo'lish, farqlash va taqqoslash sharti bajarilsa, ko'rsatmalarga o'tish. Albatta, bu barcha buyruqlar emas, allaqachon sanab o'tilganlarni birlashtiradigan yoki ulardan foydalanishni soddalashtiradigan boshqalar ham bor.
Barcha ma'lumotlar harakati ko'chirish (mov) buyrug'i yordamida amalga oshiriladi, bu ko'rsatma ma'lumotlarni registr katakchalari, registrlar va operativ xotira, xotira va xotira o'rtasida ko'chiradi. qattiq disk. Uchun arifmetik amallar maxsus ko'rsatmalar mavjud. Va shartlarni bajarish uchun o'tish ko'rsatmalari kerak, masalan, A registrining qiymatini tekshiring va agar u nolga teng bo'lmasa, kerakli manzildagi yo'riqnomaga o'ting. Shuningdek, siz o'tish ko'rsatmalari yordamida halqalarni yaratishingiz mumkin.
Bularning barchasi juda yaxshi, lekin bu komponentlarning barchasi bir-biri bilan qanday o'zaro ta'sir qiladi? Va tranzistorlar ko'rsatmalarni qanday tushunishadi? Butun protsessorning ishlashi buyruq dekoderi tomonidan boshqariladi. U har bir komponentni o'zi qilishi kerak bo'lgan narsani qilishga majbur qiladi. Keling, dasturni bajarish kerak bo'lganda nima sodir bo'lishini ko'rib chiqaylik.
Birinchi bosqichda dekoder dasturning birinchi buyrug'ining manzilini xotiradagi keyingi EIP ko'rsatmasi registriga yuklaydi, buning uchun u o'qish kanalini faollashtiradi va ma'lumotlarni EIP registriga kiritish uchun mandal tranzistorini ochadi.
Ikkinchi takt siklida buyruq dekoderi buyruqni hisoblash yadrosi tranzistorlari uchun signallar to'plamiga aylantiradi, ular uni bajaradi va natijani registrlardan biriga yozadi, masalan, C.
Uchinchi tsiklda dekoder keyingi ko'rsatmaning manzilini bittaga oshiradi, shunda u xotiradagi keyingi ko'rsatmaga ishora qiladi. Keyinchalik, dekoder keyingi buyruqni yuklashga o'tadi va dastur oxirigacha davom etadi.
Har bir ko'rsatma allaqachon tranzistorlar ketma-ketligi bilan kodlangan va signallarga aylanadi, u protsessorda jismoniy o'zgarishlarni keltirib chiqaradi, masalan, ma'lumotlarni xotira katakchasiga yozish imkonini beruvchi mandalning o'rnini o'zgartiradi va hokazo. Turli xil buyruqlarning bajarilishi turli xil tsikllarni talab qiladi, masalan, bitta buyruq uchun 5 tsikl, boshqasi uchun esa 20 tagacha murakkabroq bo'lishi mumkin. Lekin bularning barchasi baribir protsessorning o'zida tranzistorlar soniga bog'liq. .
Xo'sh, bu bilan hamma narsa aniq, lekin barchasi bitta dastur ishlayotgan bo'lsa va ularning bir nechtasi va barchasi bir vaqtning o'zida bo'lsa ishlaydi. Taxmin qilish mumkinki, protsessor bir nechta yadroga ega, keyin esa har bir yadroda alohida dastur bajariladi. Lekin yo'q, aslida bunday cheklovlar yo'q.
Bir vaqtning o'zida faqat bitta dastur ishlashi mumkin. Barcha CPU vaqti hamma o'rtasida taqsimlanadi ishlaydigan dasturlar, har bir dastur bir necha sikl davomida bajariladi, so'ngra protsessor boshqa dasturga o'tkaziladi va registrlarning barcha tarkibi operativ xotirada saqlanadi. Boshqarish ushbu dasturga qaytganda, avval saqlangan qiymatlar registrlarga yuklanadi.
xulosalar
Hammasi shu, ushbu maqolada biz kompyuter protsessorining qanday ishlashini, protsessor nima ekanligini va u nimadan iboratligini ko'rib chiqdik. Bu biroz murakkab bo'lishi mumkin, ammo biz hamma narsani soddaroq ko'rib chiqdik. Umid qilamanki, endi siz ushbu juda murakkab qurilma qanday ishlashini aniqroq tushunasiz.
Videoning oxirida protsessorlarning yaratilish tarixi haqida:
2. Yarimo'tkazgichli tuzilmalar o'z rivojlanish jarayonida doimo rivojlanib boradi. Shuning uchun protsessorlarni qurish tamoyillari, ularning tarkibiga kiradigan elementlar soni, ularning o'zaro ta'siri qanday tashkil etilganligi doimiy ravishda o'zgarib turadi. Shunday qilib, strukturaning bir xil asosiy printsiplariga ega bo'lgan protsessorlar odatda bir xil arxitekturaning protsessorlari deb ataladi. Va bu tamoyillarning o'zi protsessor arxitekturasi (yoki mikroarxitektura) deb ataladi.
Shunga qaramay, bir xil arxitekturada ba'zi protsessorlar bir-biridan ancha farq qilishi mumkin - tizim shinasining chastotalari, ishlab chiqarish jarayoni, ichki xotiraning tuzilishi va hajmi va boshqalar.
3. Hech qanday holatda siz mikroprotsessorni faqat mega yoki gigagertsda o'lchanadigan soat signalining chastotasi kabi ko'rsatkich bilan baholamasligingiz kerak. Ba'zida soat tezligi past bo'lgan "perc" yanada samarali bo'lishi mumkin. Bu kabi ko'rsatkichlar juda muhim: buyruqni bajarish uchun zarur bo'lgan davrlar soni, bir vaqtning o'zida bajarishi mumkin bo'lgan buyruqlar soni va boshqalar.
Protsessor imkoniyatlarini baholash (xususiyatlari)
Kundalik hayotda, protsessorning imkoniyatlarini baholashda quyidagi ko'rsatkichlarga e'tibor berish kerak (qoida tariqasida, ular qurilmaning qadoqlarida yoki narxlar ro'yxatida yoki do'kon katalogida ko'rsatilgan):

• 
  Yadrolar soni. Ko'p yadroli protsessorlar bitta chipda (bitta paketda) 2, 4 va boshqalarni o'z ichiga oladi. hisoblash yadrolari. Yadrolar sonini ko'paytirish eng ko'plaridan biridir samarali usullar protsessor quvvatining sezilarli darajada oshishi. Ammo shuni yodda tutingki, ko'p yadroli dasturlarni qo'llab-quvvatlamaydi (qoida tariqasida, bu eski dasturlar), yoqilgan ko'p yadroli protsessorlar tezroq ishlamaydi, tk. bir nechta yadrodan foydalana olmaydi;
  
• 
  kesh hajmi. Naqd pul - juda tez ichki xotira protsessor, agar u RAM bilan ishlashda "uzilishlar" ni qoplash kerak bo'lsa, u o'ziga xos bufer sifatida foydalanadi. Kesh qancha ko'p bo'lsa, shuncha yaxshi bo'lishi mantiqan.
  
• 
  iplar soni - tizimning o'tkazuvchanligi. Iplar soni ko'pincha yadrolar soniga mos kelmaydi. Misol uchun, to'rt yadroli Intel Core i7 8 ta ipda ishlaydi va unumdorligi bo'yicha ko'plab olti yadroli protsessorlardan ustundir;
  
• 
  soat chastotasi - protsessor vaqt birligida qancha operatsiyalarni (tsikllarni) bajarishi mumkinligini ko'rsatadigan qiymat. Mantiqan to'g'ri, chastota qanchalik baland bo'lsa, shuncha ko'p operatsiyalarni bajarishi mumkin, ya'ni. u qanchalik samarali bo'lsa.
  
• 
  CPU anakartdagi tizim boshqaruvchisiga ulangan avtobus tezligi.
  
• 
  texnik jarayon - u qanchalik kichik bo'lsa, protsessor shunchalik kam energiya sarflaydi va shuning uchun u kamroq qiziydi.