Protsessorning orqa tomoni qanday nomlanadi. Protsessor va uning komponentlari Yarimo'tkazgichli tuzilmalar o'z rivojlanish jarayonida doimo rivojlanib boradi

Источник: https://zakonnoe-bankrotstvo.ru/uz/kakie-nazvaniya-imeet-zadnii-storona-processora-processor-i-ego/
Protsessorning orqa tomoni qanday nomlanadi. Protsessor va uning komponentlari 2. Yarimo'tkazgichli tuzilmalar o'z rivojlanish jarayonida doimo rivojlanib boradi. Shuning uchun protsessorlarni qurish tamoyillari, ularning tarkibiga kiruvchi elementlarning soni, ularning o'zaro ta'sirini tashkil etish usullari doimo o'zgarib turadi. Shunday qilib, bir xil asosiy dizayn tamoyillariga ega bo'lgan protsessorlar odatda bir xil arxitekturaning protsessorlari deb ataladi. Va bunday tamoyillarning o'zi protsessor arxitekturasi (yoki mikroarxitektura) deb ataladi. Shunga qaramay, bir xil arxitekturada ba'zi protsessorlar bir-biridan mutlaqo 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 signali chastotasi kabi ko'rsatkich bilan baholamasligingiz kerak. Ba'zan soat tezligi past bo'lgan "foiz" yanada samarali bo'lishi mumkin. Quyidagi ko'rsatkichlar juda muhim: buyruqni bajarish uchun zarur bo'lgan soat tsikllari soni, bir vaqtning o'zida bajarishi mumkin bo'lgan buyruqlar soni va boshqalar. Protsessor imkoniyatlarini baholash (xususiyatlari) Kundalik hayotda, protsessorning imkoniyatlarini baholashda siz quyidagi ko'rsatkichlarga e'tibor berishingiz kerak (qoida tariqasida, ular qurilmaning qadoqlarida yoki narxlar ro'yxatida yoki do'kon katalogida ko'rsatilgan): Yadrolar soni. Ko'p yadroli protsessorlar bitta matritsada (bitta paketda) 2, 4 va boshqalarni o'z ichiga oladi. hisoblash yadrolari. Yadrolar sonini ko'paytirish protsessorlarning quvvatini sezilarli darajada oshirishning eng samarali usullaridan biridir. Ammo shuni yodda tutish kerakki, ko'p yadroli dasturlarni qo'llab-quvvatlamaydigan dasturlar (qoida tariqasida, bu eski dasturlar) ko'p yadroli protsessorlarda tezroq ishlamaydi, chunki bir nechta yadrodan foydalana olmaydi; kesh hajmi. Kesh - bu protsessorning juda tez ichki xotirasi bo'lib, agar operativ xotira bilan ishlashda "uzilishlar" ni qoplash zarur bo'lsa, u o'ziga xos bufer sifatida foydalanadi. Kesh qanchalik katta bo'lsa, shuncha yaxshi bo'lishi mantiqan. iplar soni - tizimning o'tkazuvchanligi. Iplar soni ko'pincha yadrolar soni bilan bir xil emas. Misol uchun, to'rt yadroli Intel Core i7 8 ta ipda ishlaydi va o'z ishlashi bo'yicha ko'plab olti yadroli protsessorlardan ustun turadi; takt 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. qanchalik samarali bo'ladi. protsessorning anakartdagi tizim boshqaruvchisiga ulangan avtobus tezligi. texnik jarayon - u qanchalik kichik bo'lsa, protsessor kamroq energiya sarflaydi va shuning uchun kamroq isitiladi. Siz ushbu satrlarni smartfon, planshet yoki kompyuteringizdan o'qiyapsiz. Ushbu qurilmalarning har biri mikroprotsessorga asoslangan. Mikroprotsessor har qanday hisoblash qurilmasining yuragi hisoblanadi. Mikroprotsessorlarning ko'p turlari mavjud, ammo ularning barchasi bir xil vazifalarni bajaradi. Bugun biz protsessor qanday ishlashi va u qanday vazifalarni bajarishi haqida gapiramiz. Bir qarashda, bularning barchasi aniq ko'rinadi. Ammo ko'plab foydalanuvchilar kompyuterning ishlashini ta'minlaydigan eng muhim komponent haqidagi bilimlarini chuqurlashtirishdan manfaatdor bo'ladi. Qanday qilib oddiy raqamli mantiqqa asoslangan texnologiya sizning kompyuteringizga nafaqat matematik muammolarni hal qilish, balki ko'ngilochar markaz bo'lishga imkon berishini bilib olamiz. Qanday qilib ikkita raqam - bitta va nol rang-barang o'yinlar va filmlarga aylanadi? Ko'pchilik o'zlariga bu savolni qayta-qayta so'rashgan va javob olishdan xursand bo'lishadi. Darhaqiqat, hatto eng so'nggi o'yin konsollari asoslangan AMD Jaguar protsessori ham xuddi shu qadimiy mantiqqa asoslangan. Ingliz adabiyotida mikroprotsessor ko'pincha CPU (markaziy protsessor) deb ataladi. Ushbu nomning sababi zamonaviy protsessorning bitta chip ekanligidadir. Insoniyat tarixidagi birinchi mikroprotsessor korporatsiya tomonidan 1971 yilda yaratilgan. Intelning mikroprotsessor sanoati tarixidagi o'rni Gap Intel 4004 modeli haqida ketmoqda.U kuchli emas edi va faqat qo'shish va ayirish amallarini bajarishni bilardi. Shu bilan birga, u faqat to'rt bitli ma'lumotni qayta ishlay olardi (ya'ni 4 bitli edi). Ammo o'z davri uchun uning paydo bo'lishi muhim voqea edi. Axir, butun protsessor bitta chipga to'g'ri keladi. Intel 4004 paydo bo'lgunga qadar kompyuterlar butun mikrosxemalar yoki diskret komponentlar (tranzistorlar)ga asoslangan edi. 4004 mikroprotsessori birinchi portativ kalkulyatorlardan birining asosini tashkil etdi. Uy kompyuterlari uchun birinchi mikroprotsessor 1974 yilda taqdim etilgan Intel 8080 protsessoridir. 8 bitli kompyuterning barcha hisoblash quvvati bitta chipda joylashgan edi. Lekin, albatta, muhim narsa Intel 8088 protsessorining e'lon qilinishi edi.U 1979 yilda paydo bo'lgan va 1981 yildan boshlab birinchi ommaviy shaxsiy kompyuterlar IBM PC-da qo'llanila boshlandi. Keyinchalik, protsessorlar rivojlana boshladi va kuchga ega bo'ldi. Mikroprotsessor sanoatining tarixidan ozgina bo'lsa-da xabardor bo'lgan har bir kishi 8088 raqami 80286 bilan almashtirilganini eslaydi. Keyin 80386, keyin esa 80486. Keyin Pentiumlarning bir necha avlodlari paydo bo'ldi: Pentium, Pentium II, III va Pentium 4. Hammasi. bu Intel protsessorlari asosiy 8088 dizayniga asoslangan. Ular orqaga qarab mos edi. Bu shuni anglatadiki, Pentium 4 8088 uchun har qanday kod qismini qayta ishlay oladi, lekin u buni taxminan besh ming marta oshgan tezlikda amalga oshirdi. O'shandan beri ko'p yillar o'tmadi, lekin mikroprotsessorlarning yana bir necha avlodlari o'zgardi. 2004 yildan beri Intel ko'p yadroli protsessorlarni taklif qila boshladi. Ularda ishlatiladigan tranzistorlar soni millionlab ko'paydi. Ammo hozir ham protsessor dastlabki chiplar uchun yaratilgan umumiy qoidalarga bo'ysunadi. Jadvalda Intel mikroprotsessorlarining 2004 yilgacha va shu jumladan tarixi ko'rsatilgan. Unda aks ettirilgan ko'rsatkichlar nimani anglatishiga ba'zi tushuntirishlar beramiz: Ism. Protsessor modeli Sana Protsessor birinchi marta taqdim etilgan yil. Ko'pgina protsessorlar bir necha marta taqdim etilgan, har safar ularning soat tezligi oshirilgan. Shunday qilib, chipning navbatdagi modifikatsiyasi uning birinchi versiyasi bozorda paydo bo'lganidan keyin ham bir necha yil o'tib qayta e'lon qilinishi mumkin edi. Transistorlar Chipdagi tranzistorlar soni. Bu ko‘rsatkich muttasil ortib borayotganini ko‘rishingiz mumkin. Mikronlar (kengligi mikronlarda). Bir mikron metrning milliondan biriga teng. Bu qiymat chipdagi eng nozik simning qalinligi bilan aniqlanadi. Taqqoslash uchun, inson sochining qalinligi 100 mikron. Soat tezligi. Protsessorning maksimal tezligi Ma'lumotlar kengligi. Protsessorning arifmetik-mantiqiy birligining "bitness" (ALU, ALU). 8-bitli ALU ikkita 8-bitli raqamga qoʻshish, ayirish, koʻpaytirish va boshqa amallarni bajarishi mumkin. 32-bitli ALU 32-bitli raqamlar bilan ishlashi mumkin. Ikkita 32 bitli raqamni qo'shish uchun sakkiz bitli ALU to'rtta ko'rsatmalarni bajarishi kerak. 32-bitli ALU bu vazifani bitta ko'rsatmada bajara oladi. Ko'p hollarda (hammasida emas) tashqi ma'lumotlar shinasining kengligi ALU ning "bitness"iga to'g'ri keladi. 8088-da 16-bitli ALU, lekin 8-bitli avtobus bor edi. Keyinchalik Pentiumlar uchun vaziyat avtobus allaqachon 64-bit, ALU esa 32-bit bo'lganida odatiy hol edi. MIPS (soniyada millionlab ko'rsatmalar). Protsessorning ishlashini taxminiy baholash imkonini beradi. Zamonaviy mikroprotsessorlar juda ko'p turli xil vazifalarni bajaradilarki, bu ko'rsatkich o'zining asl qiymatini yo'qotdi va asosan bir nechta protsessorlarning ishlov berish quvvatlarini solishtirish uchun ishlatilishi mumkin (ushbu jadvalda bo'lgani kabi) Soat tezligi, shuningdek, tranzistorlar soni va protsessor tomonidan soniyada bajariladigan operatsiyalar soni o'rtasida to'g'ridan-to'g'ri bog'liqlik mavjud. Misol uchun, 8088 protsessorining soat tezligi 5 MGts ga yetdi va ishlash: soniyada atigi 0,33 million operatsiya. Ya'ni, bitta buyruqni bajarish uchun taxminan 15 protsessor tsikli kerak bo'ldi. 2004 yilda protsessorlar har bir soat siklida ikkita buyruqni bajarishga muvaffaq bo'lishdi. Ushbu yaxshilanish chipdagi protsessorlar sonini ko'paytirish orqali amalga oshirildi. Chip, shuningdek, integral sxema (yoki shunchaki mikrosxema) deb ham ataladi. Ko'pincha bu kichik va ingichka kremniy plastinka bo'lib, uning ichiga tranzistorlar "bosib qo'yilgan". Yoni ikki yarim santimetrga etgan chip o'n millionlab tranzistorlarni o'z ichiga olishi mumkin. Eng oddiy protsessorlar tomonlari bir necha millimetrgacha bo'lgan kvadratchalar bo'lishi mumkin. Va bu o'lcham bir necha ming tranzistorlar uchun etarli. Mikroprotsessor mantig'i Mikroprotsessor qanday ishlashini tushunish uchun u asos bo'lgan mantiqni o'rganish, shuningdek, assembler tili bilan tanishish kerak. Bu mikroprotsessorning ona tili. Mikroprotsessor ma'lum bir mashina ko'rsatmalarini (ko'rsatmalarini) bajarishga qodir. Ushbu buyruqlar yordamida protsessor uchta asosiy vazifani bajaradi: Protsessor o'zining arifmetik mantiq qurilmasidan foydalanib, matematik amallarni bajaradi: qo'shish, ayirish, ko'paytirish va bo'lish. Zamonaviy mikroprotsessorlar suzuvchi nuqta operatsiyalarini to'liq qo'llab-quvvatlaydi (maxsus suzuvchi nuqta arifmetik protsessoridan foydalangan holda) Mikroprotsessor ma'lumotlarni bir turdagi xotiradan ikkinchisiga ko'chirishga qodir Mikroprotsessor qaror qabul qilish va o'z qarori asosida "sakrash", ya'ni yangi ko'rsatmalar to'plamini bajarishga o'tish qobiliyatiga ega. Mikroprotsessor quyidagilarni o'z ichiga oladi: Manzil avtobusi. Ushbu avtobus kengligi 8, 16 yoki 32 bit bo'lishi mumkin. U manzilni xotiraga yuborish bilan shug'ullanadi Ma'lumotlar avtobusi: 8, 16, 32 yoki 64 bit kengligi. Ushbu avtobus xotiraga ma'lumotlarni yuborishi yoki xotiradan ma'lumotlarni qabul qilishi mumkin. Protsessorning "bitligi" haqida gapirganda, biz ma'lumotlar avtobusining kengligi haqida gapiramiz RD (o'qish) va WR (yozish) kanallari xotira bilan o'zaro aloqani ta'minlaydi Protsessor soatlarini ta'minlovchi soat chizig'i Buyruqlar hisoblagichini qayta o'rnatadigan va ko'rsatmalarning bajarilishini qayta ishga tushiradigan chiziqni tiklash Ma'lumotlar juda murakkab bo'lganligi sababli, biz ikkala avtobusning kengligi - manzil va ma'lumotlar avtobuslari - atigi 8 bit ekanligidan kelib chiqamiz. Keling, ushbu nisbatan oddiy mikroprotsessorning tarkibiy qismlarini qisqacha ko'rib chiqaylik: A, B va C registrlari ma'lumotlarni oraliq saqlash uchun ishlatiladigan mantiqiy chiplardir Manzil qulfi A, B va C registrlariga o'xshaydi Buyruq hisoblagichi - bu qiymatni bir qadamda bir marta oshirishga (agar u tegishli buyruqni olgan bo'lsa) va qiymatni nolga tenglashtirishga (tegishli buyruq olingan taqdirda) qodir bo'lgan mantiqiy mikrosxema (latch). ALU (arifmetik mantiq birligi) 8-bitli sonlar oʻrtasida qoʻshish, ayirish, koʻpaytirish va boʻlish amallarini bajara oladi yoki oddiy toʻldiruvchi vazifasini bajaradi. Test registri - bu ALU tomonidan amalga oshirilgan taqqoslash natijalarini saqlaydigan maxsus mandal. Odatda ALU ikkita raqamni solishtiradi va ularning tengligini yoki ulardan biri boshqasidan katta ekanligini aniqlaydi. Sinov registri, shuningdek, oxirgi qo'shuvchi harakatining tashish bitini saqlashga qodir. U bu qiymatlarni tetik pallasida saqlaydi. Kelajakda bu qiymatlar buyruq dekoderi tomonidan qaror qabul qilish uchun ishlatilishi mumkin. Diagrammadagi oltita blok "3-davlat" deb belgilangan. Bu tartiblash buferlari. Bir nechta chiqish manbalari simli bo'lishi mumkin, ammo tartiblash buferi ulardan faqat bittasiga (bir vaqtning o'zida) qiymatni o'tkazishga imkon beradi: "0" yoki "1". Shunday qilib, tartiblash buferi qiymatlarni o'tkazishi yoki chiqish manbasining ma'lumotlarni uzatish qobiliyatini qoplashi mumkin. Ko'rsatmalar reestri va ko'rsatmalar dekoderi yuqoridagi barcha komponentlarni nazorat ostida ushlab turadi. Ushbu diagrammada buyruq dekoderining boshqaruv qatorlari ko'rsatilmagan, ularni quyidagi "buyruqlar" shaklida ifodalash mumkin: "Ma'lumotlar avtobusidan kelayotgan qiymatni qabul qilish uchun A ni ro'yxatdan o'tkazing" "Ma'lumotlar avtobusidan kelayotgan qiymatni qabul qilish uchun B ni ro'yxatdan o'tkazing" "Arifmetik mantiq birligidan keladigan qiymatni qabul qilish uchun C ni ro'yxatdan o'tkazing" "Ma'lumotlar avtobusidan kelayotgan qiymatni olish uchun buyruq hisoblagichini ro'yxatdan o'tkazing" "Manzil registriga ma'lumotlar shinasidan kelayotgan qiymatni oling" "Ma'lumotlar shinasidan hozirda keladigan qiymatni olish uchun buyruq registri" "Buyruqlar hisoblagichining qiymatini [birga] oshiring" "Nolga qaytarish uchun buyruq hisoblagichi" "Oltita tartiblash buferlaridan birini faollashtiring" (oltita alohida nazorat chizig'i) "Arifmetik mantiq qurilmasiga qanday operatsiyani bajarish kerakligini ayting" "Sinov registri uchun ALU dan test bitlarini qabul qiling" "RD-ni faollashtirish (kanalni o'qish)" "WR (yozuv kanalini) faollashtirish" Buyruq dekoderi test registridan, sinxronizatsiya kanalidan, shuningdek, buyruqlar registridan ma'lumotlar bitlarini oladi. Agar biz dekoder vazifalari ko'rsatmalarining tavsifini iloji boricha soddalashtirsak, aytishimiz mumkinki, aynan shu modul protsessorga hozirda nima qilish kerakligini "talab qiladi". Mikroprotsessor xotirasi Kompyuter xotirasi va uning ierarxiyasi bilan tanishish ushbu bo'lim mazmunini yaxshiroq tushunishga yordam beradi. Yuqorida biz avtobuslar (manzil va ma'lumotlar), shuningdek, o'qish (RD) va yozish (WR) kanallari haqida yozdik. Ushbu avtobuslar va kanallar xotiraga ulangan: tasodifiy kirish xotirasi (RAM, RAM) va faqat o'qish uchun xotira (ROM, ROM). Bizning misolimizda biz har bir avtobusning kengligi 8 bit bo'lgan mikroprotsessorni ko'rib chiqamiz. Bu shuni anglatadiki, u 256 baytga (ikkidan sakkizinchi darajagacha) murojaat qilish qobiliyatiga ega. Bir vaqtning o'zida u xotiradan o'qishi yoki unga 8 bit ma'lumot yozishi mumkin. Faraz qilaylik, bu oddiy mikroprotsessorda 128 bayt ROM (0-manzildan boshlanadi) yoki 128 bayt operativ xotira (128-manzildan boshlanadi). Faqat o'qish uchun mo'ljallangan xotira moduli oldindan belgilangan, belgilangan baytlar to'plamini o'z ichiga oladi. Manzil avtobusi ROMdan ma'lumotlar shinasiga o'tkazilishi kerak bo'lgan ma'lum bir baytni so'raydi. O'qish kanali (RD) o'z holatini o'zgartirganda, ROM moduli ma'lumotlar shinasiga so'ralgan baytni beradi. Ya'ni, bu holda faqat ma'lumotlarni o'qish mumkin. Protsessor nafaqat operativ xotiradan ma'lumotni o'qiy oladi, balki unga ma'lumotlarni ham yozishi mumkin. O'qish yoki yozishga qarab, signal o'qish kanali (RD) yoki yozish kanali (WR) orqali keladi. Afsuski, RAM o'zgaruvchan. Quvvat o'chirilganda, u undagi barcha ma'lumotlarni yo'qotadi. Shu sababli, kompyuter faqat o'qish uchun doimiy xotirani talab qiladi. Bundan tashqari, nazariy jihatdan, kompyuter umuman operativ xotirasiz ishlay oladi. Ko'pgina mikrokontrollerlar kerakli ma'lumotlar baytlarini bevosita protsessor chipiga joylashtirish imkonini beradi. Ammo ROMsiz buni qilish mumkin emas. Shaxsiy kompyuterlarda ROM asosiy kirish va chiqish tizimi deb ataladi (BSVV, BIOS, Basic Input / Output System). Mikroprotsessor ishga tushirilganda BIOS-da topilgan buyruqlarni bajarish orqali o'z ishini boshlaydi. BIOS buyruqlari kompyuterning uskunasini sinovdan o'tkazadi, so'ngra ular qattiq diskka kirishadi va yuklash sektorini tanlaydilar. Ushbu yuklash sektori alohida kichik dastur bo'lib, BIOS dastlab diskdan o'qiydi va keyin RAMga joylashtiradi. Shundan so'ng, mikroprotsessor RAM yuklash sektorida joylashgan buyruqlarni bajarishni boshlaydi. Yuklash sektori dasturi mikroprotsessorga qaysi ma'lumotlarni (protsessor tomonidan keyinchalik bajarish uchun mo'ljallangan) qo'shimcha ravishda qattiq diskdan RAMga ko'chirilishi kerakligini aytadi. Operatsion tizimni protsessor tomonidan yuklash jarayoni shunday sodir bo'ladi. Mikroprotsessor ko'rsatmalari Hatto eng oddiy mikroprotsessor ham juda katta ko'rsatmalar to'plamini bajara oladi. Ko'rsatmalar to'plami o'ziga xos shablondir. Ko'rsatmalar registriga yuklangan ushbu ko'rsatmalarning har biri boshqa ma'noga ega. Odamlar uchun bitlar ketma-ketligini eslab qolish oson emas, shuning uchun har bir ko'rsatma qisqa so'z sifatida tavsiflanadi, ularning har biri ma'lum bir buyruqni aks ettiradi. Bu so'zlar protsessorning assembler tilini tashkil qiladi. Assembler bu so'zlarni protsessor uchun qulay ikkilik tilga tarjima qiladi. Bu erda shartli oddiy protsessor uchun yig'ish so'zlari ro'yxati keltirilgan, biz ularni hikoyamiz uchun misol sifatida ko'rib chiqamiz: LOADA mem - ba'zi xotira manzillaridan A registrini yuklash LOADB mem - B registrini ba'zi xotira manzillaridan yuklash CONB con - B registriga doimiy qiymatni yuklang SAVEB mem - B registrining qiymatini xotirada ma'lum bir manzilda saqlash (saqlash). SAVEC mem - S registrining qiymatini xotirada ma'lum bir manzilda saqlash (saqlash). ADD - A va B registrlarining qiymatlarini qo'shing (qo'shing). Harakat natijasini C registrida saqlang SUB - A registrining qiymatidan B registrining qiymatini ayirish (ayirish). Harakat natijasini C registrida saqlash MUL - A va B registrlarining qiymatlarini ko'paytirish (ko'paytirish). Harakat natijasini C registrida saqlang DIV - A registrining qiymatini B registrining qiymatiga bo'ling. Harakat natijasini C registrida saqlang COM - A va B registrlarining qiymatlarini solishtiring (taqqoslang). Natijani test registriga o'tkazing JUMP addr - Belgilangan manzilga o'tish JEQ addr - Agar ikkita registr qiymatlarining tenglik sharti qondirilsa, ko'rsatilgan manzilga o'ting JNEQ addr - Agar ikkita registr qiymatlarining tengligi sharti bajarilmasa, ko'rsatilgan manzilga o'ting JG addr - Agar qiymat kattaroq bo'lsa, belgilangan manzilga o'ting JGE addr - Agar qiymat kattaroq yoki teng bo'lsa, belgilangan manzilga o'ting JL addr - Agar qiymat kamroq bo'lsa, belgilangan manzilga o'ting JLE addr - Agar qiymat kichik yoki teng bo'lsa, belgilangan manzilga o'ting STOP - bajarishni to'xtatish (to'xtatish). Bajarilgan harakatni bildiruvchi inglizcha so'zlar bir sababga ko'ra qavs ichida berilgan. Shunday qilib, montaj tili (ko'plab boshqa dasturlash tillari kabi) ingliz tiliga, ya'ni raqamli texnologiyalarni yaratgan odamlarning tanish aloqa vositalariga asoslanganligini ko'rishimiz mumkin. Faktorialni hisoblash misolida mikroprotsessorning ishi Mikroprotsessorning ishini "5" sonining faktorialini hisoblaydigan oddiy dasturni bajarishning aniq misolida ko'rib chiqamiz. Birinchidan, keling, ushbu muammoni "daftarda" hal qilaylik: faktorial 5 = 5! = 5 * 4 * 3 * 2 * 1 = 120 C dasturlash tilida ushbu hisob-kitobni amalga oshiradigan ushbu kod qismi quyidagicha ko'rinadi: A = 1; f = 1; esa (a Ushbu dastur o'z ishini tugatgandan so'ng, f o'zgaruvchisi besh omil qiymatini o'z ichiga oladi. C kompilyatori ushbu kodni assembler tilidagi ko'rsatmalar to'plamiga tarjima qiladi (ya'ni tarjima qiladi). Biz ko‘rib chiqayotgan protsessorda operativ xotira 128-manzildan, faqat o‘qish uchun mo‘ljallangan xotira (uni yig‘ish tili mavjud) 0-manzildan boshlanadi.Shuning uchun ushbu protsessor tilida ushbu dastur quyidagicha ko‘rinishga ega bo‘ladi: // Faraz qilaylik, a 128 da // Faraz qilaylik, F 1290 CONB 1 // a = 1; 1 SAVEB 1282 CONB 1 // f = 1; 3 SAVEB 1294 LOADA 128 // agar a>5 bo‘lsa, 175 CONB 56 ga o‘tish COM7 JG 178 LOADA 129 // f = f * a; 9 LOADB 12810 MUL11 SAVEC 12912 LOADA 128 // a = a + 1; 13 CONB 114 ADD15 SAVEC 12816 Agar ST 4 ga o‘tish // 7. Endi navbatdagi savol tug'iladi: bu buyruqlarning barchasi faqat o'qish uchun xotirada qanday ko'rinadi? Ushbu ko'rsatmalarning har biri ikkilik raqam sifatida ifodalanishi kerak. Materialni tushunishni soddalashtirish uchun, biz ko'rib chiqayotgan protsessorning montaj tilidagi ko'rsatmalarining har biri o'ziga xos raqamga ega deb faraz qilaylik: YUKLASH - 1 LOADB - 2 CONB - 3 SAVEB - 4 SAVEC xotirasi - 5 Qo'shish - 6 SUB - 7 MUL - 8 DIV - 9 COM - 10 JUMP manzili - 11 JEQ manzili - 12 JNEQ manzili - 13 JG manzili - 14 JGE manzili - 15 JL manzili - 16 JLE manzili - 17 STOP - 18 // 128-manzilda a deb faraz qilaylik // 129-addr manzilida F ni qabul qilaylik mashina yo'riqnomasi / qiymat 0 3 // CONB 11 12 4 // SAVEB 1283 1284 3 // CONB 15 16 4 // SAVEB 1297 1298 1 // LOADA 1210 // CONB 511 512 10 // COM13 14 // JG 1714 3115 1 // YUKLASH 12916 12917 2 // YUKLASH 12818 12819 8 // MUL20 5 // SAVEC 12921 5 //13 2 2 //13 2 2 //1 2 2 AD SAVEC 12921 128 B //1 28 B // ADD27 5 // SAVEC 12828 12829 11 // JUMP 430 831 18 // STOP Ko'rib turganingizdek, C kodining etti qatori 18 qatorli assembler tiliga aylantirildi. Ular ROMda 32 baytni oldilar. Dekodlash Dekodlash haqidagi suhbatni filologik masalalarni ko'rib chiqishdan boshlash kerak. Afsuski, barcha kompyuter atamalari rus tilida birma-bir yozishmalarga ega emas. Terminologiyaning tarjimasi ko'pincha o'z-o'zidan sodir bo'lgan va shuning uchun bir xil inglizcha atama rus tiliga bir necha usul bilan tarjima qilinishi mumkin. Shunday qilib, mikroprotsessor mantiqining eng muhim komponenti "ko'rsatma dekoderi" bilan sodir bo'ldi. Kompyuter mutaxassislari uni ham ko'rsatmalar dekoderi, ham ko'rsatmalar dekoderlari deb atashadi. Ismning bu variantlarining hech birini boshqasidan ko'ra ko'proq yoki kamroq "to'g'ri" deb atash mumkin emas. Har bir mashina kodini mikroprotsessorning turli komponentlarini harakatga keltiradigan signallar to'plamiga aylantirish uchun ko'rsatmalar dekoderi kerak. Agar biz uning harakatlarining mohiyatini soddalashtiradigan bo'lsak, demak, u "dasturiy ta'minot" va "apparat" ni muvofiqlashtiradi. Qo'shish amalini bajaruvchi ADD buyrug'i misolida dekoder buyrug'ining ishlashini ko'rib chiqamiz: Protsessorning birinchi soat siklida ko'rsatma yuklanadi. Ushbu bosqichda buyruq dekoderiga quyidagilar kerak: buyruq hisoblagichi uchun tartiblash buferini faollashtirish; o'qish kanalini (RD) faollashtirish; buyruqlar registriga kiritilgan ma'lumotlarni o'tkazib yuborish uchun tartiblash buferi mandalini faollashtiring Protsessorning ikkinchi soat siklida ADD buyrug'i dekodlanadi. Ushbu nuqtada arifmetik mantiq birligi qo'shishni amalga oshiradi va qiymatni C registriga o'tkazadi Protsessor soat chastotasining uchinchi siklida ko'rsatmalar hisoblagichi o'z qiymatini bittaga oshiradi (nazariy jihatdan, bu harakat ikkinchi tsiklda sodir bo'lgan voqea bilan kesishadi) Har bir buyruqni mikroprotsessor komponentlarini ma'lum bir tartibda boshqaradigan ketma-ket bajariladigan operatsiyalar to'plami sifatida ko'rsatish mumkin. Ya'ni, dastur ko'rsatmalari juda jismoniy o'zgarishlarga olib keladi: masalan, mandalning holatini o'zgartirish. Ba'zi ko'rsatmalar bajarish uchun ikki yoki uchta protsessor soat siklini talab qilishi mumkin. Boshqalar hatto besh yoki olti tsiklga muhtoj bo'lishi mumkin. Mikroprotsessorlar: unumdorlik va tendentsiyalar Protsessordagi tranzistorlar soni uning ishlashida muhim omil hisoblanadi. Yuqorida ko'rsatilganidek, 8088 bitta buyruqni bajarish uchun 15 soat tsiklini talab qildi. Va bitta 16 bitli operatsiyani bajarish uchun jami 80 ga yaqin tsikl kerak bo'ldi. Ushbu protsessorning ALU multiplikatori shunday tashkil etilgan. Transistorlar qanchalik ko'p va ALU multiplikatori qanchalik kuchli bo'lsa, protsessor bir tsiklda shunchalik ko'p ishlay oladi. Ko'pgina tranzistorlar quvur liniyasi texnologiyasini qo'llab-quvvatlaydi. Quvurli arxitektura doirasida bir-birining ustiga bajariladigan ko'rsatmalarning qisman o'xshashligi mavjud. Yo'riqnomani bajarish uchun bir xil beshta sikl kerak bo'lishi mumkin, lekin agar protsessor bir vaqtning o'zida beshta ko'rsatmani (tugatishning turli bosqichlarida) qayta ishlasa, o'rtacha bitta ko'rsatma bajarish uchun protsessorning takt chastotasining bir siklini oladi. Ko'pgina zamonaviy protsessorlarda bir nechta buyruq dekoderlari mavjud. Va ularning har biri quvur liniyasini qo'llab-quvvatlaydi. Bu protsessor siklida bir nechta buyruqlarni bajarishga imkon beradi. Ushbu texnologiya ajoyib tranzistorlar majmuasini talab qiladi. 64-bitli protsessorlar 64-bitli protsessorlar bir necha yil oldin keng tarqalgan bo'lsa-da, ular nisbatan uzoq vaqtdan beri mavjud: 1992 yildan beri. Hozirda Intel ham, AMD ham shunday protsessorlarni taklif qilmoqda. 64-bitli protsessorni 64-bitli arifmetik mantiq birligi (ALU), 64-bitli registrlar va 64-bitli avtobuslarga ega boʻlgan protsessor deb hisoblash mumkin. Protsessorlarga 64-bit kerak bo'lishining asosiy sababi shundaki, bu arxitektura manzil maydonini kengaytiradi. 32-bitli protsessorlar faqat ikki yoki to'rt gigabayt operativ xotiraga kirishlari mumkin. Bir paytlar bu raqamlar ulkan bo'lib tuyulardi, lekin yillar o'tdi va bugun siz bunday xotira bilan hech kimni ajablantirmaysiz. Bir necha yil oldin an'anaviy kompyuterning xotirasi 256 yoki 512 megabayt edi. O'sha kunlarda 4 GB chegarasi faqat katta ma'lumotlar bazalari bilan ishlaydigan serverlar va mashinalarga to'sqinlik qildi. Ammo juda tez ma'lum bo'ldiki, hatto oddiy foydalanuvchilar ham ba'zan ikki yoki hatto to'rt gigabayt operativ xotiraga ega emaslar. Bu zerikarli cheklov 64-bitli protsessorlarga taalluqli emas. Hozirgi kunda ular uchun mavjud bo'lgan manzil maydoni cheksiz ko'rinadi: baytning ikkidan oltmish to'rtinchi darajali darajasi, ya'ni milliard gigabaytga o'xshash narsa. Yaqin kelajakda bunday ulkan operativ xotira kutilmaydi. 64-bitli manzil shinasi, shuningdek, tegishli anakartlarning keng va yuqori tezlikdagi ma'lumotlar avtobuslari 64-bitli kompyuterlarga qattiq disk va video karta kabi qurilmalar bilan o'zaro aloqada bo'lgan holda ma'lumotlarni kiritish va chiqarish tezligini oshirishga imkon beradi. Ushbu yangi imkoniyatlar zamonaviy hisoblash mashinalarining ish faoliyatini sezilarli darajada oshiradi. Lekin hamma foydalanuvchilar 64-bitli arxitekturaning afzalliklaridan foydalana olmaydi. Bu, birinchi navbatda, video va fotosuratlarni tahrirlash bilan shug'ullanadigan, shuningdek, turli xil katta hajmdagi rasmlar bilan ishlaydiganlar uchun kerak. 64-bitli kompyuterlar kompyuter o'yinlarini biluvchilar tomonidan yuqori baholanadi. Ammo kompyuter yordamida ijtimoiy tarmoqlarda oddiygina muloqot qiladigan va Internetda kezadigan va matnli fayllarni tahrirlaydigan foydalanuvchilar, ehtimol, ushbu protsessorlarning hech qanday afzalliklarini sezmaydilar. computer.howstuffworks.com saytidan olingan materiallar asosida Shaxsiy kompyuter juda murakkab va ko'p qirrali narsadir, lekin har bir tizim blokida biz barcha operatsiyalar va jarayonlarning markazini topamiz - mikroprotsessor. Kompyuter protsessori nimadan iborat va u nima uchun? Ehtimol, ko'pchilik shaxsiy kompyuterning mikroprotsessori nimadan iboratligini bilishdan xursand bo'ladi. U deyarli butunlay oddiy tosh va toshlardan iborat. Ha, bu to'g'ri ... Protsessorda kremniy kabi moddalar mavjud - qum va granit jinslarini tashkil etuvchi bir xil material. Hoffa protsessori Shaxsiy kompyuter uchun birinchi mikroprotsessor deyarli yarim asr oldin - 1970 yilda Marslik Edvard Xoff va uning Intel kompaniyasidagi muhandislar jamoasi tomonidan ixtiro qilingan. Hoffning birinchi protsessori faqat 750 kHz chastotada ishladi. Bugungi kunda kompyuter protsessorining asosiy xarakteristikalari, albatta, yuqoridagi ko'rsatkich bilan taqqoslanmaydi, hozirgi "toshlar" ularning ajdodlaridan bir necha ming marta kuchliroqdir va bundan oldin vazifalar bilan biroz tanishib chiqqan ma'qul. bu hal qiladi. Ko'pchilik protsessorlar "o'ylashi" mumkin deb o'ylashadi. Darhol aytishim kerakki, bunda zarracha haqiqat yo'q. Shaxsiy kompyuterning har qanday o'ta kuchli protsessori ko'plab tranzistorlardan iborat - signalni keyingi uzatish yoki to'xtatish uchun bitta funktsiyani bajaradigan kalitlar turi. Tanlov signal kuchlanishiga bog'liq. Agar boshqa tomondan qarasangiz, mikroprotsessor nimadan iboratligini va u registrlardan - axborotni qayta ishlash kataklaridan iborat ekanligini ko'rishingiz mumkin. "Tosh" ni shaxsiy kompyuter qurilmalarining qolgan qismi bilan ulash uchun "avtobus" deb nomlangan maxsus yuqori tezlikdagi yo'l qo'llaniladi. Kichkina elektromagnit signallar u bo'ylab chaqmoq tezligida "uchib ketadi". Kompyuter yoki noutbukning protsessori shunday ishlaydi. Mikroprotsessorli qurilma Kompyuter protsessori qanday ishlaydi? Har qanday mikroprotsessorda 3 ta komponentni ajratish mumkin: Protsessor yadrosi (bu erda nol va birlarni ajratish sodir bo'ladi); Kesh-xotira - bu protsessor ichidagi ma'lumotlarning kichik xotirasi; Soprotsessor har qanday protsessorning maxsus miya markazi bo'lib, unda eng murakkab operatsiyalar amalga oshiriladi. Bu yerda siz multimedia fayllari bilan ishlaysiz. Soddalashtirilgan versiyadagi kompyuter protsessorining diagrammasi quyidagicha ko'rinadi: Mikroprotsessorning asosiy ko'rsatkichlaridan biri uning taktli chastotasidir. Bu "tosh" sekundiga qancha soat aylanishini ko'rsatadi. Kompyuter protsessorining kuchi yuqorida sanab o'tilgan ko'rsatkichlarning kombinatsiyasiga bog'liq. Shuni ta'kidlash kerakki, bir vaqtlar raketalarning uchirilishi va sun'iy yo'ldoshlari hozirgi hamkasblariga qaraganda minglab marta past chastotali mikroprotsessorlar tomonidan boshqarilgan. Va bitta tranzistorning o'lchami 22 nm, tranzistorlar orasidagi qatlam faqat 1 nm. Malumot uchun, 1 nm qalinligi 5 atomga teng! Endi siz kompyuter protsessorining qanday ishlashini va shaxsiy kompyuterlar ishlab chiqaradigan kompaniyalarda ishlaydigan olimlar tomonidan qanday muvaffaqiyatlarga erishganini bilasiz. - Bu butun kompyuterning tezligi katta bog'liq bo'lgan asosiy hisoblash komponentidir. Shuning uchun, odatda, kompyuter konfiguratsiyasini tanlashda birinchi navbatda protsessorni, keyin esa hamma narsani tanlang. Oddiy vazifalar uchun Agar kompyuter hujjatlar va Internet bilan ishlash uchun ishlatilsa, u holda chastotasi biroz farq qiladigan Pentium G5400 / 5500/5600 (2 yadro / 4 ta) o'rnatilgan video yadroli arzon protsessor sizga mos keladi. Video tahrirlash uchun Videoni tahrirlash uchun zamonaviy ko'p tarmoqli AMD Ryzen 5/7 protsessorini (6-8 yadro / 12-16 ip) olish yaxshidir, u yaxshi video karta bilan birgalikda o'yinlarni ham yaxshi bajara oladi. AMD Ryzen 5 2600 protsessori O'rtacha o'yin kompyuteri uchun Sof o'rta darajadagi o'yin kompyuteri uchun Core i3-8100 / 8300 ni olish yaxshiroqdir, ular halol 4 yadroga ega va o'rta sinf video kartalari (GTX 1050/1060/1070) bilan o'yinlarda yaxshi ishlaydi. Intel Core i3 8100 protsessori Kuchli o'yin kompyuteri uchun Kuchli o'yin kompyuteri uchun 6 yadroli Core i5-8400 / 8500/8600 va yuqori darajadagi i7-8700 (6 yadro / 12 ip) video kartasi bo'lgan shaxsiy kompyuterni olish yaxshiroqdir. Ushbu protsessorlar o'yinlarda eng yaxshi natijalarni ko'rsatadi va kuchli video kartalardan (GTX 1080/2080) to'liq foydalanishga qodir. Intel Core i5 8400 protsessori Har qanday holatda, qancha yadro va protsessor chastotasi qanchalik baland bo'lsa, shuncha yaxshi bo'ladi. Moliyaviy imkoniyatlaringizga e'tibor qarating. 2. Protsessor qanday ishlaydi Markaziy ishlov berish bloki silikon kristalli bosilgan elektron platadan va turli elektron komponentlardan iborat. Kristall shikastlanishga yo'l qo'ymaydigan va issiqlik tarqatuvchi sifatida ishlaydigan maxsus metall qopqoq bilan qoplangan. Kengashning boshqa tomonida protsessorni anakartga ulaydigan oyoqlar (yoki yostiqlar) mavjud. 3. Protsessor ishlab chiqaruvchilari Kompyuterlar uchun protsessorlar ikkita yirik kompaniya - Intel va AMD tomonidan dunyodagi bir qancha yuqori texnologiyali zavodlarda ishlab chiqariladi. Shuning uchun protsessor, ishlab chiqaruvchidan qat'i nazar, kompyuterning eng ishonchli komponenti hisoblanadi. Intel bugungi protsessorlarda mavjud bo'lgan texnologiya bo'yicha yetakchi hisoblanadi. AMD o'z tajribasini qisman o'zlashtirib, o'ziga xos narsalarni qo'shib, yanada demokratik narx siyosatini olib boradi. 4. Intel va AMD protsessorlari o'rtasidagi farq nima Intel va AMD protsessorlari asosan arxitekturada (elektron sxema) farqlanadi. Ba'zilar ba'zi vazifalarda, boshqalari esa boshqalarda yaxshiroq. Intel Core protsessorlari odatda har bir yadroga nisbatan yuqori mahsuldorlikka ega, bu esa ularni ko'pgina zamonaviy o'yinlarda AMD Ryzen protsessorlaridan ustun qiladi va kuchli o'yin kompyuterlarini yaratish uchun ko'proq mos keladi. AMD Ryzen protsessorlari, o'z navbatida, video tahrirlash kabi ko'p bosqichli vazifalarda g'alaba qozonadi, printsipial jihatdan, o'yinlarda Intel Core'dan kam emas va professional vazifalar va o'yinlar uchun ishlatiladigan universal kompyuter uchun juda mos keladi. Adolat uchun shuni ta'kidlash kerakki, 8 ta jismoniy yadroli eski arzon AMD FX-8xxx seriyali protsessorlari videoni tahrirlashda yaxshi ish qiladi va bu maqsadlar uchun byudjet varianti sifatida foydalanish mumkin. Ammo ular o'yinlar uchun kamroq mos keladi va eskirgan AM3 + soketli anakartlarga o'rnatiladi, bu kelajakda kompyuteringizni yaxshilash yoki ta'mirlash uchun komponentlarni almashtirishni muammoli qiladi. Shuning uchun zamonaviyroq AMD Ryzen protsessorini va mos keladigan soket AM4 anakartini olish yaxshiroqdir. Agar sizning byudjetingiz cheklangan bo'lsa, lekin kelajakda siz kuchli shaxsiy kompyuterga ega bo'lishni istasangiz, unda siz avval arzon modelni sotib olishingiz mumkin va 2-3 yildan so'ng protsessorni yanada kuchliroqsiga o'zgartiring. 5. Protsessor rozetkasi Soket protsessorni anakartga ulash uchun ulagichdir. Protsessor rozetkalari protsessor oyoqlari soni yoki ishlab chiqaruvchining ixtiyoriga ko'ra alfanumerik belgi bilan belgilanadi. Protsessor rozetkalari doimiy ravishda o'zgarib turadi va yildan-yilga yangi modifikatsiyalar paydo bo'ladi. Umumiy tavsiya - so'nggi rozetkaga ega protsessorni sotib olish. Bu keyingi bir necha yil ichida protsessorni ham, anakartni ham almashtirishni ta'minlaydi. Intel protsessor soketlari Albatta eskirgan: 478, 775, 1155, 1156, 1150, 2011 Eskirgan: 1151, 2011-3 Zamonaviy: 1151-v2, 2066 AMD protsessor soketlari Eskirgan: AM1, AM2, AM3, FM1, FM2 Eskirgan: AM3 +, FM2 + Zamonaviy: AM4, TR4 Protsessor va anakart bir xil rozetkalarga ega bo'lishi kerak, aks holda protsessor oddiygina o'rnatilmaydi. Bugungi kunda eng mos keladigan protsessorlar quyidagi rozetkalarga ega. Intel 1150- ular hali ham sotuvda, lekin keyingi bir necha yil ichida ular foydalanishdan chiqib ketadi va protsessor yoki anakartni almashtirish yanada muammoli bo'ladi. Ularning modellari keng assortimentga ega - eng arzonidan juda kuchligacha. Intel 1151- zamonaviy protsessorlar, ular qimmatroq emas, lekin ancha istiqbolli. Ularning modellari keng assortimentga ega - eng arzonidan juda kuchligacha. Intel 1151-v2- 1151 rozetkaning ikkinchi versiyasi 8 va 9-avlodning eng zamonaviy protsessorlarini qo'llab-quvvatlashda avvalgisidan farq qiladi. Intel 2011-3- professional shaxsiy kompyuterlar uchun kuchli 6/8/10 yadroli protsessorlar. Intel 2066- professional shaxsiy kompyuterlar uchun eng kuchli va qimmat 12/16/18 yadroli protsessorlar. AMD FM2+- ofis vazifalari va eng oddiy o'yinlar uchun o'rnatilgan grafikali protsessorlar. Tizimga ham byudjet, ham o'rta sinf protsessorlari kiradi. AMD AM3+- eskirgan 4/6/8 yadroli protsessorlar (FX), eski versiyalari video tahrirlash uchun ishlatilishi mumkin. AMD AM4- professional vazifalar va o'yinlar uchun zamonaviy ko'p bosqichli protsessorlar. AMD TR4- professional shaxsiy kompyuterlar uchun eng kuchli va qimmat 8/12/16 yadroli protsessorlar. Eski rozetkalarda kompyuter sotib olishni o'ylash amaliy emas. Umuman olganda, men 1151 va AM4 rozetkalarida protsessorlarni tanlashni cheklashni tavsiya qilaman, chunki ular eng zamonaviy va har qanday byudjet uchun etarlicha kuchli kompyuterni yig'ish imkonini beradi. 6. Protsessorlarning asosiy xarakteristikalari Barcha protsessorlar, ishlab chiqaruvchidan qat'i nazar, yadrolar soni, iplar, chastotalar, kesh xotirasi, qo'llab-quvvatlanadigan RAM chastotasi, o'rnatilgan video yadrosi va boshqa parametrlar bilan farqlanadi. 6.1. Yadrolar soni Yadrolar soni protsessor ishlashiga eng katta ta'sir ko'rsatadi. Ofis yoki multimedia kompyuteri kamida 2 yadroli protsessorni talab qiladi. Agar kompyuter zamonaviy o'yinlar uchun ishlatilishi kerak bo'lsa, unda kamida 4 yadroli protsessor kerak. 6-8 yadroli protsessor video tahrirlash va og'ir professional ilovalar uchun javob beradi. Eng kuchli protsessorlar 10-18 yadroga ega bo'lishi mumkin, ammo ular juda qimmat va murakkab professional vazifalar uchun mo'ljallangan. 6.2. Iplar soni Hyper-treading texnologiyasi har bir protsessor yadrosiga 2 ma'lumot oqimini qayta ishlash imkonini beradi, bu esa unumdorlikni sezilarli darajada oshiradi. Ko'p tarmoqli protsessorlar Intel Core i7, i9, ba'zi Core i3 va Pentium (G4560, G46xx) va aksariyat AMD Ryzen. 2 yadroli va Hyper-treading qo'llab-quvvatlovchi protsessor unumdorligi bo'yicha 4 yadroga yaqin, 4 yadroli va Hyper-treading bilan esa 8 yadroli. Masalan, Core i3-6100 (2 yadroli / 4 ta ip) Hyper-treadingsiz 2 yadroli Pentiumdan ikki baravar kuchli, ammo baribir halol 4 yadroli Core i5 dan biroz kuchsizroq. Ammo Core i5 protsessorlari Hyper-treading-ni qo'llab-quvvatlamaydi, shuning uchun ular Core i7 protsessorlaridan (4 yadro / 8 ta) sezilarli darajada past. Ryzen 5 va 7 protsessorlari mos ravishda 4/6/8 yadro va 8/12/16 ipga ega, bu ularni video tahrirlash kabi vazifalarda qirol qiladi. Yangi Ryzen Threadripper protsessorlari oilasida 16 tagacha yadro va 32 ta ipga ega protsessorlar mavjud. Ammo Ryzen 3 seriyasidan ko'p bosqichli bo'lmagan pastki protsessorlar mavjud. Zamonaviy o'yinlar ham ko'p ish zarralarini ishlatishni o'rgandilar, shuning uchun kuchli o'yin kompyuteri uchun Core i7 (8-12 ip uchun) yoki Ryzen (8-12 ip uchun) olish tavsiya etiladi. Yangi 6 yadroli Core-i5 protsessorlari narx/ishlash nisbati jihatidan ham yaxshi tanlovdir. 6.3. CPU chastotasi Protsessorning ishlashi barcha protsessor yadrolarining ishlash chastotasiga ham juda bog'liq. Oddiy kompyuterga Internetga kirish va kirish uchun, qoida tariqasida, taxminan 2 gigagertsli chastotali protsessor etarli. Ammo taxminan 3 gigagertsli chastotali ko'plab protsessorlar mavjud, ularning narxi taxminan bir xil, shuning uchun bu erda pulni tejash tavsiya etilmaydi. O'rta darajadagi multimedia yoki o'yin kompyuteri 3,5 gigagertsli protsessordan foydalanishi kerak. Kuchli o'yin yoki professional kompyuter 4 gigagertsga yaqinroq protsessorni talab qiladi. Har qanday holatda, protsessor chastotasi qanchalik baland bo'lsa, shuncha yaxshi bo'ladi va keyin moliyaviy imkoniyatlarga qarang. 6.4. Turbo Boost va Turbo Core Zamonaviy protsessorlarda asosiy chastota tushunchasi mavjud bo'lib, u xarakteristikada oddiygina protsessor chastotasi sifatida ko'rsatilgan. Biz yuqorida ushbu chastota haqida gapirdik. Intel Core i5, i7, i9 protsessorlari ham Turbo Boost-da maksimal chastota tushunchasiga ega. Bu unumdorlikni oshirish uchun yuqori yuk ostida protsessor yadrolarining chastotasini avtomatik ravishda oshiradigan texnologiya. Dastur yoki o'yin qancha kam yadro ishlatsa, ularning chastotasi shunchalik ko'p bo'ladi. Masalan, Core i5-2500 protsessorining asosiy chastotasi 3,3 gigagertsli va maksimal Turbo Boost chastotasi 3,7 gigagertsli. Yuk ostida, ishlatiladigan yadrolar soniga qarab, chastota quyidagi qiymatlarga ko'tariladi: 4 faol yadro - 3,4 gigagertsli 3 ta faol yadro - 3,5 gigagertsli 2 faol yadro - 3,6 gigagertsli 1 faol yadro - 3,7 gigagertsli AMD A, FX va Ryzen seriyali protsessorlari Turbo Core deb nomlangan shunga o'xshash avtomatik protsessorni overclock qilish texnologiyasiga ega. Misol uchun, FX-8150 protsessorining asosiy chastotasi 3,6 gigagertsli va maksimal Turbo Core chastotasi 4,2 gigagertsli. Turbo Boost va Turbo Core texnologiyalari ishlashi uchun protsessor yetarli quvvatga ega bo‘lishi va qizib ketmasligi kerak. Aks holda, protsessor yadro chastotasini oshirmaydi. Bu shuni anglatadiki, quvvat manbai, anakart va sovutgich etarlicha kuchli bo'lishi kerak. Shuningdek, ushbu texnologiyalarning ishlashiga anakartning BIOS sozlamalari va Windows-dagi quvvat manbai sozlamalari xalaqit bermasligi kerak. Zamonaviy dasturlar va o'yinlar barcha protsessor yadrolaridan foydalanadi va Turbo Boost va Turbo Core texnologiyalaridan unumdorlik unchalik katta bo'lmaydi. Shuning uchun, protsessorni tanlashda asosiy chastotaga e'tibor qaratish yaxshidir. 6.5. Kesh xotirasi Kesh xotirasi protsessor hisob-kitoblarni tezroq bajarishi kerak bo'lgan ichki xotirani anglatadi. Kesh hajmi protsessorning ishlashiga ham ta'sir qiladi, lekin yadrolar soni va protsessor chastotasidan ancha past darajada. Turli dasturlarda bu ta'sir 5-15% oralig'ida o'zgarishi mumkin. Lekin katta kesh-xotiraga ega protsessorlar ancha qimmat (1,5-2 marta). Shuning uchun bunday sotib olish har doim ham iqtisodiy jihatdan mumkin emas. Kesh xotirasining 4 darajasi mavjud: L1 keshi kichik va odatda protsessor tanlashda e'tibordan chetda qoladi. 2-darajali kesh eng muhim hisoblanadi. Past darajadagi protsessorlarda har bir yadro uchun 256 kilobayt (KB) L2 keshiga ega bo'lish odatiy holdir. O'rta darajadagi kompyuterlar uchun mo'ljallangan protsessorlar yadro uchun 512 KB L2 keshiga ega. Yuqori samarali professional va o'yin kompyuterlari uchun protsessorlar har bir yadro uchun kamida 1 megabayt (MB) L2 kesh bilan jihozlangan bo'lishi kerak. Hamma protsessorlarda L3 keshi mavjud emas. Ofis vazifalari uchun eng zaif protsessorlar 3-darajali 2 MB keshga ega bo'lishi mumkin yoki ularda umuman yo'q. Zamonaviy uy multimedia kompyuterlari uchun protsessorlarda 3-4 MB L3 kesh bo'lishi kerak. Professional va o'yin kompyuterlari uchun kuchli protsessorlar 6-8 MB L3 keshiga ega bo'lishi kerak. Faqat ba'zi protsessorlarda L4 keshi mavjud va agar mavjud bo'lsa, bu yaxshi, lekin printsipial jihatdan kerak emas. Agar protsessor 3 yoki 4-darajali keshga ega bo'lsa, u holda 2-darajali kesh hajmiga e'tibor bermaslik mumkin. 6.6. Qo'llab-quvvatlanadigan RAM turi va chastotasi Turli protsessorlar RAMning har xil turlari va chastotalarini qo'llab-quvvatlashi mumkin. Kelajakda RAMni tanlashda buni hisobga olish kerak. Eski protsessorlar maksimal chastotasi 1333, 1600 yoki 1866 MGts bo'lgan DDR3 RAMni qo'llab-quvvatlashi mumkin. Zamonaviy protsessorlar maksimal chastotasi 2133, 2400, 2666 MGts yoki undan ko'p bo'lgan DDR4 xotirasini qo'llab-quvvatlaydi va ko'pincha moslik uchun DDR3L xotirani qo'llab-quvvatlaydi, bu odatiy DDR3 dan 1,5 dan 1,35 V gacha pasaytirilgan kuchlanishda farqlanadi. Bunday protsessorlar oddiy DDR3 bilan ishlashi mumkin. Agar u mavjud bo'lsa, xotira allaqachon mavjud, ammo protsessor ishlab chiqaruvchilari DDR4 uchun mo'ljallangan, undan ham pastroq kuchlanishli 1,2 V bo'lgan xotira kontrollerlarining degradatsiyasi kuchayganligi sababli buni tavsiya etmaydi. Bundan tashqari, DDR3 slotlari bo'lgan eski anakart ham kerak bo'ladi. eski xotira uchun. Shunday qilib, eng yaxshi variant eski DDR3 xotirasini sotish va yangi DDR4 ga yangilashdir. Bugungi kunda eng maqbul narx / ishlash nisbati barcha zamonaviy protsessorlar tomonidan qo'llab-quvvatlanadigan 2400 MGts chastotali DDR4 xotira hisoblanadi. Ba'zan siz 2666 MGts chastotali xotirani biroz ko'proq sotib olishingiz mumkin. Xo'sh, 3000 MGts xotira ancha qimmatga tushadi. Bundan tashqari, protsessorlar har doim ham yuqori chastotali xotira bilan barqaror ishlamaydi. Bundan tashqari, maksimal xotira chastotasi anakart tomonidan qo'llab-quvvatlanishini ham hisobga olishingiz kerak. Ammo xotira chastotasi umumiy ishlashga nisbatan kichik ta'sir qiladi va uni ta'qib qilmaslik kerak. Ko'pincha, kompyuter komponentlarini tushunishni boshlagan foydalanuvchilarda protsessor rasmiy ravishda qo'llab-quvvatlaydigan (2666-3600 MGts) dan ancha yuqori chastotali xotira modullarining sotuvda mavjudligi haqida savol tug'iladi. Xotira ushbu chastotada ishlashi uchun anakart XMP (Extreme Memory Profile) texnologiyasini qo'llab-quvvatlashi kerak. XMP xotiraning yuqori chastotada ishlashini ta'minlash uchun avtomatik ravishda avtobus chastotasini oshiradi. 6.7. Birlashtirilgan video yadrosi Protsessor o'rnatilgan video yadroga ega bo'lishi mumkin, bu sizga ofis yoki multimediyali shaxsiy kompyuter uchun alohida video kartani sotib olishni tejash imkonini beradi (videolarni tomosha qilish, asosiy o'yinlar). Ammo o'yin kompyuteri va videoni tahrirlash uchun alohida (diskret) video karta kerak. Protsessor qanchalik qimmat bo'lsa, o'rnatilgan video yadrosi shunchalik kuchli bo'ladi. Intel protsessorlari orasida Core i7 eng kuchli o'rnatilgan videoga ega, undan keyin i5, i3, Pentium G va Celeron G. Socket FM2 + dagi AMD A seriyali protsessorlari Intel protsessorlariga qaraganda kuchliroq integratsiyalangan video yadroga ega. Eng kuchli A10, undan keyin A8, A6 va A4. Socket AM3 + FX protsessorlari o'rnatilgan video yadroga ega emas va diskret o'rta diapazonli grafik kartaga ega arzon o'yin kompyuterlari uchun asos sifatida ishlatilgan. Bundan tashqari, AMD Athlon va Phenom protsessorlarining ko'pchiligida o'rnatilgan video yadrosi yo'q va juda eski AM1 rozetkasiga ega bo'lganlarida. Ryzen G protsessorlari o'rnatilgan Vega video yadrosiga ega, bu A8, A10 seriyali oldingi avlod protsessoridan ikki baravar kuchli. Agar siz diskret grafik kartani sotib olmoqchi bo'lmasangiz, lekin vaqti-vaqti bilan oddiy o'yinlarni o'ynashni istasangiz, Ryzen G protsessorlariga ustunlik berganingiz ma'qul.Ammo o'rnatilgan grafikalar talabchan zamonaviy o'yinlarni tortib olishini kutmang. . U maksimal darajada HD piksellar sonini (1280 × 720), ba'zi hollarda Full HD (1920 × 1080) da past va o'rta grafik sozlamalarida onlayn o'yinlar va yaxshi optimallashtirilgan o'yinlardir. Youtube-da sizga kerak bo'lgan protsessorning sinovlariga qarang va u sizga mos keladimi yoki yo'qligini tekshiring. 7. Protsessorlarning boshqa xarakteristikalari Shuningdek, protsessorlar ishlab chiqarish jarayoni, quvvat sarfi va issiqlik tarqalishi kabi parametrlar bilan tavsiflanadi. 7.1. Ishlab chiqarish jarayoni Texnik jarayon - bu protsessorlarni ishlab chiqarish texnologiyasi. Uskunalar va ishlab chiqarish texnologiyasi qanchalik zamonaviy bo'lsa, texnik jarayon shunchalik nozik bo'ladi. Quvvat iste'moli va issiqlik tarqalishi protsessor ishlab chiqarilgan texnik jarayonga juda bog'liq. Jarayon texnologiyasi qanchalik nozik bo'lsa, protsessor shunchalik tejamkor va sovuqroq bo'ladi. Zamonaviy protsessorlar 10 dan 45 nanometrgacha (nm) jarayonda ishlab chiqariladi. Qiymat qanchalik past bo'lsa, shuncha yaxshi. Lekin, birinchi navbatda, quyida muhokama qilinadigan protsessorning quvvat sarfi va tegishli issiqlik tarqalishiga e'tibor bering. 7.2. CPU quvvat sarfi Yadrolar soni va protsessor chastotasi qanchalik ko'p bo'lsa, uning quvvat sarfi shunchalik ko'p bo'ladi. Bundan tashqari, energiya iste'moli ishlab chiqarish jarayoniga juda bog'liq. Texnik jarayon qanchalik nozik bo'lsa, energiya sarfi shunchalik kam bo'ladi. E'tiborga olish kerak bo'lgan asosiy narsa shundaki, kuchli protsessorni zaif anakartga o'rnatib bo'lmaydi va u kuchliroq quvvat manbaiga muhtoj bo'ladi. Zamonaviy protsessorlar 25 dan 220 vattgacha iste'mol qiladi. Ushbu parametr ularning qadoqlarida yoki ishlab chiqaruvchining veb-saytida o'qilishi mumkin. Anakartning parametrlari, shuningdek, u qanday protsessor quvvat sarfi uchun mo'ljallanganligini ko'rsatadi. 7.3. Protsessorning issiqlik tarqalishi Protsessorning issiqlik tarqalishi uning maksimal quvvat sarfiga teng deb hisoblanadi. U shuningdek vattlarda o'lchanadi va termal dizayn quvvati (TDP) deb ataladi. Zamonaviy protsessorlar 25-220 vatt oralig'ida TDPga ega. Pastroq TDP bilan protsessorni tanlashga harakat qiling. Optimal TDP diapazoni 45-95 Vt. 8. Protsessorlarning xarakteristikalari qanday aniqlanadi Yadrolar soni, chastota va kesh xotirasi kabi protsessorning barcha asosiy xususiyatlari odatda sotuvchilarning narxlar ro'yxatida ko'rsatilgan. Muayyan protsessorning barcha parametrlari ishlab chiqaruvchilarning rasmiy veb-saytlarida (Intel va AMD) ko'rsatilishi mumkin: Model raqami yoki seriya raqami bo'yicha har qanday protsessorning barcha xususiyatlarini saytda topish juda oson: Yoki Google yoki Yandex qidiruv tizimida model raqamingizni kiriting (masalan, "Ryzen 7 1800X"). 9. Protsessor modellari Protsessor modellari har yili o'zgarib turadi, shuning uchun bu erda men ularning hammasini bermayman, lekin men faqat kamroq tez-tez o'zgarib turadigan va osongina harakat qilishingiz mumkin bo'lgan protsessorlar seriyasini (chiziqlarini) beraman. Men zamonaviyroq seriyali protsessorlarni sotib olishni tavsiya qilaman, chunki ular samaraliroq va yangi texnologiyalarni qo'llab-quvvatlaydi. Protsessor chastotasi qanchalik baland bo'lsa, seriya nomidan keyin model raqami shunchalik yuqori bo'ladi. 9.1. Intel protsessor liniyalari Eski seriyalar: Celeron - ofis vazifalari uchun (2 yadroli) Pentium - boshlang'ich sinf multimedia va o'yin kompyuterlari uchun (2 yadroli) Zamonaviy seriyalar: Celeron G - ofis vazifalari uchun (2 yadroli) Pentium G - kirish toifasidagi multimedia va o'yin kompyuterlari uchun (2 yadroli) Core i3 - kirish toifasidagi multimedia va o'yin kompyuterlari uchun (2-4 yadroli) Core i5 - o'rta darajadagi o'yin kompyuterlari uchun (4-6 yadroli) Core i7 - kuchli o'yinlar va professional kompyuterlar uchun (4-10 yadroli) Core i9 - o'ta kuchli professional shaxsiy kompyuterlar uchun (12-18 yadro) Barcha Core i7, i9, ba'zi Core i3 va Pentium protsessorlari Hyper-threading texnologiyasini qo'llab-quvvatlaydi, bu esa unumdorlikni sezilarli darajada oshiradi. 9.2. AMD protsessor liniyalari Eski seriyalar: Sempron - ofis vazifalari uchun (2 yadroli) Athlon - boshlang'ich darajadagi multimedia va o'yin kompyuterlari (2 yadroli) Phenom - o'rta darajadagi multimedia va o'yin kompyuterlari uchun (2-4 yadroli) Eskirgan seriyalar: A4, A6 - ofis vazifalari uchun (2 yadroli) A8, A10 - ofis vazifalari va oddiy o'yinlar uchun (4 yadroli) FX - video tahrirlash va unchalik og'ir bo'lmagan o'yinlar uchun (4-8 yadro) Zamonaviy seriyalar: Ryzen 3 - kirish darajasidagi multimedia va o'yin kompyuterlari (4 yadroli) Ryzen 5 - video tahrirlash va o'rta darajadagi o'yin kompyuterlari uchun (4-6 yadroli) Ryzen 7 - Kuchli o'yin va pro kompyuterlar uchun (4-8 yadroli) Ryzen Threadripper - kuchli professional kompyuterlar uchun (8-16 yadroli) Ryzen 5, 7 va Threadripper protsessorlari ko'p tarmoqli bo'lib, ularni yuqori yadro soni bilan video tahrirlash uchun ajoyib tanlov qiladi. Bundan tashqari, markalash oxirida "X" belgisi bo'lgan modellar mavjud bo'lib, ular yuqori chastotaga ega. 9.3. Epizodlar qayta boshlanmoqda Shuni ham ta'kidlash kerakki, ba'zida ishlab chiqaruvchilar eski seriyalarni yangi rozetkalar bilan qayta ishga tushiradilar. Masalan, Intel hozirda Celeron G va Pentium G integratsiyalashgan grafikaga ega, AMD Athlon II va Phenom II protsessor liniyalarini yangiladi. Ushbu protsessorlar ishlash jihatidan zamonaviy hamkasblaridan bir oz pastroq, ammo narxni sezilarli darajada oshiradi. 9.4. Yadro va protsessor ishlab chiqarish Soketlarning o'zgarishi bilan bir qatorda, protsessorlarning avlodi odatda o'zgaradi. Masalan, 1150 soketida 4-avlod Core i7-4xxx protsessorlari, 2011-3 soketida - 5-avlod Core i7-5xxx mavjud edi. 1151 rozetkaga o'tish bilan 6-avlod Core i7-6xxx protsessorlari paydo bo'ldi. Shuningdek, protsessorning avlodi rozetkani o'zgartirmasdan o'zgaradi. Masalan, 1151 rozetkada 7-avlod Core i7-7xxx protsessorlari chiqdi. Avlodlar almashinuvi yadro deb ham ataladigan protsessorning elektron arxitekturasining yaxshilanishi bilan bog'liq. Masalan, Core i7-6xxx protsessorlari Skylake kodli yadro asosida qurilgan va ularning o‘rnini bosgan Core i7-7xxx esa Kaby Lake yadrosiga asoslangan. Yadrolar juda muhimlaridan sof kosmetikaga qadar turli xil farqlarga ega bo'lishi mumkin. Misol uchun, Kaby Lake avvalgi Skylake-dan yangilangan integratsiyalangan grafikasi va K indeksi bo'lmagan protsessorlar avtobusida overclocking blokirovkasi bilan ajralib turadi. Xuddi shunday, yadrolar va AMD protsessorlarining avlodlari o'zgaradi. Masalan, FX-9xxx protsessorlari FX-8xxx protsessorlarini almashtirdi. Ularning asosiy farqi sezilarli darajada ko'tarilgan chastota va natijada issiqlik chiqishi. Lekin rozetka o'zgarmadi, lekin eski AM3 + qoladi. AMD FX protsessorlarida ko'plab yadrolar bor edi, ularning oxirgisi Zambezi va Vishera, lekin ular AM4 soketidagi Ryzen (Zen yadrosi) va TR4 soketidagi Ryzen (Threadripper yadrosi) yangi va ancha yaxshi va kuchli protsessorlar bilan almashtirildi. 10. Protsessorni overclock qilish Yorliq oxirida "K" belgisi bo'lgan Intel Core protsessorlari yuqori tayanch chastotaga va qulfdan chiqarilgan multiplikatorga ega. Yaxshiroq ishlash uchun ularni osongina overclock qilish (overclock qilish) mumkin, ammo qimmatroq Z-seriyali anakart talab qilinadi. Barcha AMD FX va Ryzen protsessorlarini multiplikatorni o'zgartirish orqali overclock qilish mumkin, ammo ularning overclock potentsiali ancha sodda. Ryzen protsessorlarini overclocking B350, X370 chipsetlariga asoslangan anakartlar tomonidan qo'llab-quvvatlanadi. Umuman olganda, overclock qilish qobiliyati protsessorni yanada istiqbolli qiladi, chunki kelajakda unumdorlikning ozgina etishmasligi bilan uni o'zgartirish mumkin bo'lmaydi, shunchaki uni overclock qiling. 11. Qadoqlash va sovutgich Belgilash oxirida "BOX" so'zi bo'lgan protsessorlar yuqori sifatli qutiga qadoqlangan va sovutgich bilan sotilishi mumkin. Biroq, ba'zi qimmatroq qutili protsessorlarda sovutgich bo'lmasligi mumkin. Belgilash oxirida "Tray" yoki "OEM" yozilsa, bu protsessor kichik plastik patnisga o'ralganligini va to'plamda sovutgich yo'qligini anglatadi. Pentium kabi kirish toifasidagi protsessorlarni sovutgich bilan sotib olish osonroq va arzonroq. Ammo o'rta yoki yuqori darajadagi protsessorni sovutgichsiz sotib olish va unga mos sovutgichni alohida tanlash ko'pincha foydalidir. Narxlari bo'yicha u taxminan bir xil bo'ladi, lekin sovutish va shovqin darajasi bo'yicha u ancha yaxshi bo'ladi. 12. Onlayn do'konda filtrlarni o'rnatish Sotuvchining veb-saytidagi "Protsessorlar" bo'limiga o'ting. Ishlab chiqaruvchini tanlang (Intel yoki AMD). Rozetkani tanlang (1151, AM4). Protsessor liniyasini tanlang (Pentium, i3, i5, i7, Ryzen). Namunani narx bo'yicha tartiblang. Arzonroqlaridan boshlab protsessorlarni ko'rib chiqing. Narxiga sizga mos keladigan eng ko'p iplar soni va chastotaga ega protsessorni sotib oling. Shunday qilib, siz eng past narxda talablaringizga javob beradigan eng yaxshi narx/ishlash protsessoriga ega bo'lasiz. 13. Havolalar Intel Core i7 8700 protsessori Intel Core i5 8600K protsessori Intel Pentium G4600 protsessori Protsessorning qurilmasi va ishlash printsipi Protsessor - mantiqiy va arifmetik amallarni bajaradigan, kompyuterning barcha komponentlarini boshqaradigan asosiy kompyuter qurilmasi. Protsessor miniatyura to'rtburchaklar yupqa kremniy plastinka bo'lib, unda protsessor tomonidan bajariladigan barcha funktsiyalarni bajaradigan juda ko'p tranzistorlar mavjud. Silikon plastinka juda mo'rt bo'lib, uning har qanday shikastlanishi protsessorning ishdan chiqishiga olib kelishi sababli, u plastik yoki keramika qutisiga joylashtiriladi. 1.Kirish. Zamonaviy protsessor - bu murakkab va yuqori texnologiyali qurilma bo'lib, u hisoblash texnikasi va fanning tegishli sohalaridagi barcha so'nggi yutuqlarni o'z ichiga oladi. Ko'pgina zamonaviy protsessorlar quyidagilardan iborat: barcha ko'rsatmalarni bajaradigan bir yoki bir nechta yadro; bir necha darajadagi kesh xotirasi (odatda 2 yoki uch daraja), protsessorning RAM bilan o'zaro ta'sirini tezlashtiradi; RAM boshqaruvchisi; tizim shinalari boshqaruvchisi (DMI, QPI, HT va boshqalar); Va u quyidagi parametrlar bilan tavsiflanadi: mikroarxitektura turi; soat chastotasi; bajariladigan buyruqlar to'plami; kesh darajalari soni va ularning hajmi; tizim avtobusining turi va tezligi; qayta ishlangan so'zlarning hajmi; o'rnatilgan xotira tekshirgichining mavjudligi yoki yo'qligi; qo'llab-quvvatlanadigan operativ xotira turi; manzilli xotira hajmi; o'rnatilgan grafik yadroning mavjudligi yoki yo'qligi; quvvat sarfi. Zamonaviy ko'p yadroli protsessorning soddalashtirilgan blok diagrammasi 1-rasmda ko'rsatilgan. Keling, protsessor qurilmasini ko'rib chiqishni uning asosiy qismi - yadrodan boshlaylik. 2. Protsessorning yadrosi. Protsessor yadrosi uning asosiy qismi bo'lib, u barcha funktsional bloklarni o'z ichiga oladi va barcha mantiqiy va arifmetik amallarni bajaradi. 1-rasmda protsessor yadro qurilmasining blok diagrammasi ko'rsatilgan. Rasmda ko'rib turganingizdek, har bir protsessor yadrosi bir nechta funktsional bloklardan iborat: ko'rsatmalar blokini olish; ko'rsatmalarni dekodlash uchun bloklar; ma'lumotlardan namuna olish bloklari; boshqaruv bloki; ko'rsatmalarni bajarish uchun bloklar; natijalarni saqlash uchun bloklar; uzilishlar bilan ishlash bloki; Mikrokodni o'z ichiga olgan ROM; registrlar to'plami; buyruq hisoblagichi. Ko'rsatmalarni olish bloki buyruq hisoblagichida ko'rsatilgan manzil bo'yicha ko'rsatmalarni o'qiydi. Odatda har bir soat siklida bir nechta ko'rsatmalarni o'qiydi. O'qilishi mumkin bo'lgan ko'rsatmalar soni dekodlash bloklari soni bilan belgilanadi, chunki har bir ish tsiklida dekodlash bloklarini iloji boricha yuklash kerak. Qabul qilish blokining optimal ishlashi uchun protsessor yadrosida filialni bashorat qiluvchi mavjud. O'tishni bashorat qiluvchi filial bajarilgandan keyin qaysi buyruqlar ketma-ketligi bajarilishini aniqlashga harakat qiladi. Bu shartli sakrashdan keyin protsessor yadro quvuriga yukni maksimal darajada oshirish uchun kerak. Bloklarni dekodlash, nomidan ko'rinib turibdiki, ko'rsatmalarni dekodlaydigan bloklar, ya'ni. protsessor nima qilishi kerakligini va buyruqni bajarish uchun qanday qo'shimcha ma'lumotlar kerakligini aniqlang. CISC kontseptsiyasiga asoslangan zamonaviy tijorat protsessorlarining aksariyati uchun bu vazifa juda qiyin. Gap shundaki, ko'rsatmalarning uzunligi va operandlar soni aniqlanmagan va bu protsessor ishlab chiquvchilarning hayotini sezilarli darajada murakkablashtiradi va dekodlash jarayonini ahamiyatsiz vazifaga aylantiradi. Ko'pincha, individual murakkab ko'rsatmalar mikrokod bilan almashtirilishi kerak - bitta murakkab ko'rsatma bilan bir xil harakatni birgalikda bajaradigan bir qator oddiy ko'rsatmalar. Mikrokodlar to'plami protsessorga o'rnatilgan ROMga o'rnatiladi. Bundan tashqari, mikrokod protsessorning rivojlanishini soddalashtiradi, chunki individual buyruqlarni bajarish uchun murakkab yadro bloklarini yaratishning hojati yo'q va mikrokodni tuzatish blokning ishlashidagi xatoni bartaraf etishdan ko'ra osonroqdir. Zamonaviy protsessorlarda odatda 2-4 ta buyruq dekodlash bloklari mavjud, masalan, Intel Core 2 protsessorlarida har bir yadro ikkita shunday blokdan iborat. Ma'lumot olish bloklari joriy ko'rsatmalarni bajarish uchun zarur bo'lgan kesh yoki operativ xotiradan ma'lumotlarni olish. Odatda, har bir protsessor yadrosi bir nechta ma'lumotlarni olish bloklarini o'z ichiga oladi. Misol uchun, Intel Core protsessorlari har bir yadro uchun ikkita olish blokidan foydalanadi. Boshqaruv bloki dekodlangan ko'rsatmalar asosida ko'rsatmalarni bajarish uchun bloklarning ishlashini nazorat qiladi, ular o'rtasida yukni taqsimlaydi va ko'rsatmalarning o'z vaqtida va to'g'ri bajarilishini ta'minlaydi. Bu protsessor yadrosining eng muhim bloklaridan biridir. Ko'rsatmalarni bajarish uchun bloklar har xil turdagi bir nechta bloklarni o'z ichiga oladi: ALU - arifmetik mantiq birligi; FPU - suzuvchi nuqta operatsiyalarini bajarish uchun qurilma; Ko'rsatmalar to'plamini kengaytirish bilan ishlash uchun bloklar. Qo'shimcha ko'rsatmalar ma'lumotlar oqimini qayta ishlash, shifrlash va shifrni ochish, videoni kodlash va hokazolarni tezlashtirish uchun ishlatiladi. Buning uchun protsessor yadrosiga qo'shimcha registrlar va mantiq to'plamlari kiritiladi. Hozirgi vaqtda ko'rsatmalar to'plamining eng mashhur kengaytmalari: MMX (Multimedia Extensions) - oqimli audio va video ma'lumotlarni kodlash va dekodlashni tezlashtirish uchun Intel tomonidan ishlab chiqilgan ko'rsatmalar to'plami; SSE (Streaming SIMD Extensions) - parallel hisoblash jarayoniga ega bo'lgan ma'lumotlar to'plamida bir xil ketma-ketlikni bajarish uchun Intel tomonidan ishlab chiqilgan ko'rsatmalar to'plami. Buyruqlar to'plami doimiy ravishda takomillashtirilmoqda va hozirgi vaqtda tahrirlar mavjud: SSE, SSE2, SSE3, SSSE3, SSE4; ATA (Application Targeted Accelerator) - Intel tomonidan maxsus dasturiy ta'minotning ishlashini tezlashtirish va bunday dasturlar bilan ishlashda quvvat sarfini kamaytirish uchun ishlab chiqilgan ko'rsatmalar to'plami. Ushbu ko'rsatmalardan, masalan, nazorat summalarini hisoblash yoki ma'lumotlarni qidirishda foydalanish mumkin; 3DNow - MMX ko'rsatmalar to'plamining imkoniyatlarini kengaytirish uchun AMD tomonidan ishlab chiqilgan ko'rsatmalar to'plami; AES (Advanced Encryption Standard) - Intel tomonidan bir xil algoritm yordamida ma'lumotlarni shifrlashdan foydalangan holda ilovalarning ishlashini tezlashtirish uchun ishlab chiqilgan ko'rsatmalar to'plami. Natijalarni saqlash birligi qayta ishlangan yo'riqnomada ko'rsatilgan manzil bo'yicha operativ xotirada ko'rsatmalarning bajarilishi natijasini qayd etishni ta'minlaydi. To'xtatish bloki. Uzilishlar bilan ishlash protsessorning eng muhim vazifalaridan biri bo'lib, unga hodisalarga o'z vaqtida munosabat bildirish, dastur oqimini to'xtatish va undan talab qilinadigan amallarni bajarish imkonini beradi. Uzilishlar mavjudligi tufayli protsessor psevdo-parallel ishlashga qodir, ya'ni. multitasking deb ataladigan narsaga. Interrupt bilan ishlash quyidagicha. Har bir tsiklni boshlashdan oldin protsessor uzilish so'rovini tekshiradi. Agar ishlov berish uchun uzilish mavjud bo'lsa, protsessor o'zi bajarilishi kerak bo'lgan buyruqning manzilini va oxirgi buyruq bajarilgandan keyin olingan ma'lumotlarni stekda saqlaydi va uzilishlarni qayta ishlash funktsiyasini bajarishga kirishadi. Uzilish xizmati funksiyasi bajarilishi tugagandan so'ng, unga saqlangan ma'lumotlar stekdan o'qiladi va protsessor tiklangan vazifani bajarishni davom ettiradi. Registrlar- buyruqlar bajarilishining oraliq natijalarini vaqtincha saqlash uchun protsessor tarkibiga kiruvchi kichik o'lchamdagi (bir necha yuz bayt) o'ta tezkor tasodifiy kirish xotirasi (registrlarga kirish kesh xotirasiga kirishdan bir necha barobar tezroq). Protsessor registrlari ikki turga bo'linadi: umumiy maqsadli registrlar va maxsus registrlar. Umumiy maqsadli registrlar arifmetik va mantiqiy operatsiyalarni yoki qo'shimcha buyruqlar to'plamining (MMX, SSE va boshqalar) o'ziga xos operatsiyalarini bajarishda qo'llaniladi. Maxsus maqsadli registrlar protsessor ishlashi uchun zarur bo'lgan tizim ma'lumotlarini o'z ichiga oladi. Bunday registrlarga, masalan, boshqaruv registrlari, tizim manzillari registrlari, disk raskadrovka registrlari va boshqalar kiradi. Ushbu registrlarga kirish juda qattiq tartibga solinadi. Buyruq hisoblagichi- protsessor keyingi ish siklida bajarishni boshlaydigan buyruq manzilini o'z ichiga olgan registr. 2.1 Protsessor yadrosining ishlash printsipi. Protsessor yadrosining ishlash printsipi 1946 yilda Jon fon Neyman tomonidan tasvirlangan tsiklga asoslanadi. Soddalashtirilgan shaklda protsessor yadro siklining bosqichlari quyidagicha ifodalanishi mumkin: 1. Qabul qilish bloki uzilishlarni tekshiradi. Agar uzilish mavjud bo'lsa, u holda registrlarning ma'lumotlari va buyruqlar hisoblagichi stekga suriladi va uzilishni ishlov beruvchi buyrug'ining manzili buyruqlar hisoblagichiga yoziladi. Uzilishlarni qayta ishlash funksiyasi oxirida stekdagi ma'lumotlar tiklanadi; 2. Buyruqlar hisoblagichidan ko'rsatmalarni olish bloki bajariladigan buyruqning manzilini o'qiydi. Ushbu manzilda buyruq kesh xotirasidan yoki RAMdan o'qiladi. Qabul qilingan ma'lumotlar dekodlash blokiga o'tkaziladi; 3. Buyruqning dekodlash bloki buyruqni izohlash uchun kerak bo'lganda ROMda qayd etilgan mikrokod yordamida buyruqni parolini hal qiladi. Agar bu o'tish buyrug'i bo'lsa, u holda o'tish manzili buyruq hisoblagichiga yoziladi va boshqaruv ko'rsatmalarni qabul qilish blokiga o'tkaziladi (1-band), aks holda buyruq hisoblagichi buyruq hajmiga kattalashadi (32 bitli buyruqli protsessor uchun uzunligi - 4 ga) va boshqaruvni ma'lumotlarni olish blokiga o'tkazadi; 4. Ma'lumotlarni tanlash bloki kesh xotirasidan yoki operativ xotiradan buyruqni bajarish uchun zarur bo'lgan ma'lumotlarni o'qiydi va boshqaruvni rejalashtiruvchiga o'tkazadi; 5. Boshqaruv bloki joriy vazifani qaysi buyruq bajarilishi blokiga ishlov berishni aniqlaydi va boshqaruvni shu blokga o'tkazadi; 6. Ko'rsatmalarni bajarish bloklari buyruq talab qiladigan amallarni bajaradi va boshqaruvni natijalarni saqlash blokiga o'tkazadi; 7. Natijalarni operativ xotirada saqlash zarur bo'lsa, natijalarni saqlash bloki buning uchun zarur amallarni bajaradi va boshqaruvni ko'rsatmalarni olish blokiga o'tkazadi (1-band). Yuqorida tavsiflangan sikl jarayon deb ataladi (shuning uchun protsessor protsessor deb ataladi). Bajariladigan buyruqlar ketma-ketligi dastur deyiladi. Bir sikl bosqichidan ikkinchisiga o'tish tezligi protsessorning takt tezligi bilan belgilanadi, har bir tsikl bosqichining ishlash vaqti va bitta ko'rsatmani bajarish vaqti esa protsessor yadro qurilmasi tomonidan belgilanadi.
2.2. Protsessor yadrosining ishlashini yaxshilash yo'llari. Soat chastotasini oshirish orqali protsessor yadrosining ishlashini oshirish qattiq chegaraga ega. Soat tezligini oshirish protsessor haroratini oshiradi, quvvat sarfini oshiradi va protsessorning barqarorligi va xizmat muddatini qisqartiradi. Shuning uchun protsessor ishlab chiqaruvchilari soat chastotasini oshirmasdan protsessor unumdorligini oshirish uchun turli me'moriy echimlardan foydalanadilar. Keling, protsessor ish faoliyatini yaxshilashning asosiy usullarini ko'rib chiqaylik. 2.2.1. Quvurlarni o'tkazish. Protsessor tomonidan bajarilgan har bir ko'rsatma ketma-ket barcha yadro bloklaridan o'tadi, ularning har birida buyruqni bajarish uchun zarur bo'lgan harakatlarning o'ziga xos qismi amalga oshiriladi. Agar siz birinchi ko'rsatma bo'yicha ishni tugatgandan keyingina yangi ko'rsatmani qayta ishlashni boshlasangiz, u holda protsessor yadro bloklarining aksariyati istalgan vaqtda bo'sh qoladi va shuning uchun protsessorning imkoniyatlari to'liq ishlatilmaydi. Protsessor quvur liniyasi printsipidan foydalanmasdan beshta ko'rsatmalardan (K1 - K5) iborat dasturni bajaradigan misolni ko'rib chiqing. Misolni soddalashtirish uchun, faraz qilaylik, protsessor yadrosining har bir bloki 1 takt siklida buyruqni bajaradi. Shunday qilib, siz Namuna ko'rsatmalar Dekodlash bo'yicha ko'rsatmalar Maʼlumotlar olinmoqda Ko'rsatmalarga amal qiling Natijani saqlash 1 K1 - - - - 2 - K1 - - - 3 - - K1 - - 4 - - - K1 - 5 - - - - K1 6 K2 - - - - 7 - K2 - - - 8 - - K2 - - 9 - - - K2 - 10 - - - - K2 11 K3 - - - - 12 - K3 - - - 13 - - K3 - - 14 - - - K3 - 15 - - - - K3 16 K4 - - - - 17 - K4 - - - 18 - - K4 - - 19 - - - K4 - 20 - - - - K4 21 K5 - - - - 22 - K5 - - - 23 - - K5 - - 24 - - - K5 - 25 - - - - K5 Jadvaldan ko'rinib turibdiki, protsessor beshta ko'rsatmalarni bajarish uchun 25 soat tsiklini oldi. Bunday holda, har bir tsiklda protsessor yadrosining beshta blokidan to'rttasi bo'sh edi, ya'ni. protsessor o'z potentsialining atigi 20 foizini ishlatgan. Tabiiyki, haqiqiy protsessorlarda hamma narsa murakkabroq. Turli xil protsessor bloklari turli xil murakkablikdagi vazifalarni hal qiladi. Ko'rsatmalarning o'zi ham murakkablikda farqlanadi. Ammo umuman olganda, vaziyat bir xil bo'lib qolmoqda. Ushbu muammoni barcha zamonaviy protsessorlarda hal qilish uchun ko'rsatmalarning bajarilishi quvur liniyasi printsipi asosida qurilgan, ya'ni yadro bloklari bo'shatilganda, ular oldingi ko'rsatma to'liq bo'lishini kutmasdan, keyingi ko'rsatmani qayta ishlash orqali yuklanadi. bajarilgan. Keling, beshta ko'rsatmalardan iborat bo'lgan, lekin quvur liniyasi printsipidan foydalangan holda bir xil dasturni bajarish misolini ko'rib chiqaylik. Shunday qilib, siz Namuna ko'rsatmalar Dekodlash bo'yicha ko'rsatmalar Maʼlumotlar olinmoqda Ko'rsatmalarga amal qiling Natijani saqlash 1 K1 - - - - 2 K2 K1 - - - 3 K3 K2 K1 - - 4 K4 K3 K2 K1 - 5 K5 K4 K3 K2 K1 6 - K5 K4 K3 K2 7 - - K5 K4 K3 8 - - - K5 K4 9 - - - - K5 Xuddi shu dastur 9 soat siklida bajarildi, bu quvur liniyasisiz qaraganda deyarli 2,8 baravar tezroq. Jadvaldan ko'rinib turibdiki, protsessorning maksimal yuklanishi 5-takt siklida olingan. Ushbu nuqtada protsessor yadrosining barcha bloklari ishlatilgan. Va birinchidan to'rtinchi zarbagacha, shu jumladan, konveyer to'ldirildi. Protsessor ko'rsatmalarni doimiy ravishda bajarganligi sababli, ideal holda, u 100% band bo'lishi mumkin va quvur liniyasi qanchalik uzoq bo'lsa, unumdorlik shunchalik yuqori bo'ladi. Ammo amalda bunday emas. Birinchidan, protsessor tomonidan qayta ishlangan ko'rsatmalarning haqiqiy oqimi mos kelmaydi. Unda ko'pincha o'tishlar mavjud. Shu bilan birga, shartli tarmoq buyrug'i to'liq qayta ishlanmaguncha, quvur liniyasi yangi buyruqni bajarishni boshlay olmaydi, chunki u qaysi manzilda joylashganligini bilmaydi. Shartli sakrashdan keyin konveyerni to'ldirish kerak. Va konveyer qanchalik uzoq bo'lsa, shuncha ko'p vaqt talab etadi. Natijada konveyerni joriy etishdan hosildorlik ortishi kamayadi. Shartli tarmoqlarning quvur liniyasining ishlashiga ta'sirini kamaytirish uchun protsessor yadrosiga shartli tarmoqlar uchun prognoz bloklari kiritiladi. Bu bloklarning asosiy vazifasi shartli bo‘lakning qachon yasalishini va shartli bo‘lak tuzilgandan keyin qanday buyruqlar bajarilishini aniqlashdan iborat. Agar shartli shoxchani bashorat qilish mumkin bo'lsa, u holda yangi manzilda ko'rsatmalarning bajarilishi shartli filial buyrug'ini qayta ishlash tugaguniga qadar boshlanadi. Natijada, konveyerni to'ldirishga ta'sir qilmaydi. Statistik ma'lumotlarga ko'ra, zamonaviy protsessorlarda shartli tarmoqni bashorat qilish bloklarining aniqligi 90% dan oshadi, bu esa ancha uzun, lekin ayni paytda yaxshi to'ldirilgan quvurlarni yaratishga imkon beradi. Ikkinchidan, tez-tez qayta ishlanadigan ko'rsatmalar bir-biriga bog'langan, ya'ni ko'rsatmalardan biri boshlang'ich ma'lumot sifatida boshqa ko'rsatmani bajarish natijasini talab qiladi. Bunday holda, u faqat birinchi ko'rsatma to'liq qayta ishlanganidan keyin bajarilishi mumkin. Biroq, zamonaviy protsessorlar kodni bir nechta ko'rsatmalarni oldindan tahlil qilishlari mumkin va, masalan, birinchi ko'rsatma bilan parallel ravishda, birinchi ikkitasiga hech qanday tarzda bog'liq bo'lmagan uchinchi ko'rsatmani qayta ishlashlari mumkin. Ko'pgina zamonaviy protsessorlarda ko'rsatmalarning o'zaro bog'liqligini tahlil qilish va ularni qayta ishlash tartibini tuzish vazifasi protsessorning yelkasiga tushadi, bu muqarrar ravishda uning ishlashining pasayishiga va narxning oshishiga olib keladi. Biroq, dasturni kompilyatsiya qilish bosqichida protsessor tomonidan dasturni bajarish tartibi aniqlanganda, statik rejalashtirish mashhur bo'lib bormoqda. Bunday holda, parallel ravishda bajarilishi mumkin bo'lgan ko'rsatmalar kompilyator tomonidan bitta uzun ko'rsatmaga birlashtiriladi, unda barcha ko'rsatmalar parallel ekanligi ma'lum. Bunday ko'rsatmalar bilan ishlaydigan protsessorlar VLIW (Very long instruction word) arxitekturasiga asoslangan. 2.2.2. Superskalarlik. Superscalarity - bu eng ko'p yuklangan bloklarni bir nechta misollarga kiritish mumkin bo'lgan hisoblash yadrosining arxitekturasi. Misol uchun, protsessor yadrosida ko'rsatmalarni qabul qilish birligi bir vaqtning o'zida bir nechta dekodlash birliklarini yuklashi mumkin. Bunday holda, bir vaqtning o'zida bir nechta ko'rsatmalarni parallel ravishda qayta ishlash tufayli murakkabroq harakatlarni bajaradigan va uzoqroq ishlaydigan bloklar butun quvur liniyasini kechiktirmaydi. Biroq, ko'rsatmalarning parallel bajarilishi faqat ushbu ko'rsatmalar mustaqil bo'lsa mumkin. Superskalar printsipi asosida qurilgan gipotetik protsessorning quvur liniyasi yadrosining blok diagrammasi 1-rasmda ko'rsatilgan. Ushbu rasmda har bir protsessor yadrosida bir nechta dekodlash birliklari, bir nechta ma'lumotlarni olish birliklari va bir nechta ko'rsatmalarni bajarish birliklari ishlaydi.