Последовательность выполнения инструкций процессором
Обновлено: 07.07.2024
Внутренняя структура процессора и процесс выполнения инструкций
Базовая аппаратная система компьютера состоит из пяти компонентов: арифметического блока, контроллера, памяти и устройств ввода и вывода. Компоненты, такие как арифметические блоки и контроллеры, объединены вместе и вместе называются центральным процессором (ЦП).
(1) Контроль процедуры
ЦП контролирует последовательность выполнения программ, выполняя инструкции, что является важной функцией ЦП.
(2) Управление работой
Для реализации функции инструкции требуется несколько сигналов операции.ЦП генерирует сигнал операции для каждой инструкции и отправляет сигнал операции различным компонентам, а также управляет соответствующими компонентами для работы в соответствии с функциональными требованиями инструкции.
(3) Контроль времени
ЦП выполняет управление временем для различных операций, то есть управления временем. ЦП должен строго контролировать весь процесс выполнения каждой инструкции, то есть время появления, продолжительность и временная последовательность сигнала операции во время выполнения инструкции должны строго контролироваться.
(4) Обработка данных
ЦП обрабатывает данные с помощью арифметических и логических операций, а результаты обработки данных используются людьми. Следовательно, обработка данных также является наиболее фундаментальной задачей центрального процессора.
ЦП в основном состоит из арифметического блока, контроллера, внутренней шины комбинации регистров и других компонентов.
Калькулятор
Арифметический блок состоит из арифметико-логического блока (Арифметико-логический блок, ALU), регистра накопления (AC), регистра буфера данных (DR) и регистра состояния состояния. Он является компонентом обработки данных и выполняет различные арифметические и логические операции компьютера. . По сравнению с контроллером арифметический блок принимает команду контроллера действовать, то есть все операции, выполняемые арифметическим блоком, направляются управляющим сигналом, выдаваемым контроллером, поэтому он является исполнительным компонентом.
Арифметико-логический блок (АЛУ)
ALU - важный компонент арифметического устройства, отвечающий за обработку данных и выполнение арифметических и логических операций с данными.
Регистр накопления (AC)
AC обычно для краткости называется аккумулятором.Это регистр общего назначения, функция которого заключается в обеспечении рабочей области для ALU, когда арифметико-логический блок арифметического блока выполняет арифметические или логические операции. Окончательный результат вычислений помещается в AC, поэтому в арифметическом блоке есть как минимум один регистр накопления.
Регистр буфера данных (DR)
При выполнении операций чтения и записи во внутренней памяти используйте DR для временного хранения инструкции или слова данных, считанного и записанного внутренней памятью, чтобы изолировать данные, считанные и записанные в разные периоды времени. DR используется в качестве станции передачи данных между ЦП, памятью и периферийным оборудованием; как буфер рабочей скорости между ЦП, памятью и периферийным оборудованием; в арифметическом блоке с одной структурой аккумулятора DR также может использоваться как регистр операнда .
Государственный регистр состояния (ПСР)
PSW сохраняет содержимое различных кодов условий, установленных по результатам выполнения или тестирования арифметических инструкций и логических инструкций, которые в основном разделены на флаги состояния и флаги управления. Эти флаги обычно сохраняются триггером, который сохраняет состояние после выполнения текущей инструкции. Обычно арифметическая операция дает результат операции, а логическая операция дает решение.
Контроллер
Арифметический блок может только выполнять вычисления, а контроллер служит для управления работой всего ЦП, определяя автоматизацию рабочего процесса компьютера. Он должен не только обеспечивать правильное выполнение программы, но и уметь обрабатывать аномальные события. Контроллер обычно включает в себя несколько частей, таких как логика управления командами, логика управления синхронизацией, логика управления шиной и логика управления прерываниями.
Логика управления синхронизацией должна обеспечивать необходимые управляющие сигналы для каждой инструкции в хронологическом порядке. Логика шины - это схема управления информационным трактом, которая обслуживает несколько функциональных компонентов. Логика управления прерываниями используется для управления различными запросами прерывания и постановки запросов прерывания в очередь в соответствии с уровнем приоритета и передачи их ЦП для обработки один за другим.
Логика управления инструкциями должна завершать операции выборки инструкций, анализа инструкций и выполнения инструкций.Процесс делится на этапы выборки инструкций, инструкций декодирования, выполнения в соответствии с кодами операций инструкции и формирования следующей инструкции.
Регистр инструкций (IR)
Когда ЦП выполняет команду, он сначала извлекает ее из внутренней памяти в буферный регистр, а затем отправляет в IR для временного хранения. Декодер команд генерирует различные инструкции микроопераций в соответствии с содержимым IR, контролирует работу других компонентов и завершает все Желаемая функция.
Счетчик программ (ПК)
ПК имеет две функции: регистрацию информации и подсчет, также известные как счетчик команд. Выполнение программы делится на две ситуации: последовательное выполнение, но выполнение передачи. Когда программа начинает выполняться, начальный адрес программы отправляется на ПК. Адрес определяется, когда программа загружается в контент, поэтому контент ПК является адресом первой инструкции программы. При выполнении инструкции ЦП автоматически изменяет содержимое ПК, чтобы он всегда поддерживал адрес следующей инструкции, которая должна быть выполнена.
Адресный регистр (AR)
AR сохраняет адрес блока памяти, к которому в настоящее время обращается ЦП. Из-за разницы в скорости работы памяти и ЦП необходимо использовать AR для хранения адресной информации до тех пор, пока не будут завершены операции чтения и записи памяти.
Декодер инструкций (ID)
Инструкции делятся на две части: код операции и адресный код.Для выполнения любой данной инструкции необходимо проанализировать код операции, чтобы идентифицировать завершенную операцию. Идентификатор предназначен для анализа и объяснения поля кода операции в инструкции, идентификации операции, указанной в инструкции, отправки конкретных управляющих сигналов операционному контроллеру, управления работой каждого компонента и выполнения требуемых функций.
Зарегистрировать группу
Группу регистров можно разделить на специальные регистры и общие регистры. Регистры в арифметическом блоке и контроллере являются специализированными регистрами, и их функции фиксированы. Регистры общего назначения широко используются и могут определяться программистом, их количество варьируется от процессора к процессору.
Инструкция MOV
Этап снятия пальцев:
В программный счетчик ПК загружается адрес 101 первой инструкции, содержимое ПК помещается на шину адреса команд, инструкция декодируется и запускается команда чтения. Команда MOV считывается с адреса 101 и загружается в регистр команд IR через шину команд IBus.Содержимое программного счетчика PC увеличивается на 1 и становится 102, готовым для следующей команды. Код операции в регистре инструкций IR декодируется, и ЦП распознает, что это инструкция MOV, и этап выборки инструкции завершается.
Этап выполнения:
Операционный контроллер OC отправляет управляющий сигнал в общий регистр и выбирает R1 (10) в качестве исходного регистра и RO (00) в качестве целевого регистра. OC отправляет управляющий сигнал в ALU, назначает ALU для выполнения операции передачи, открывает трехступенчатый вентиль выхода ALU и отправляет выход ALU (10) на шину данных DBus. На DBus могут быть только одни данные в любой момент. Данные в DBus вводятся в регистр буфера данных DR, а данные в DR вводятся в целевой регистр RO. Содержимое RO изменяется с 00 на 10, пока не будет выполнена инструкция MOV.
Инструкция LAD
Этап снятия пальцев:
Этап выборки инструкции LAD точно такой же, как и у инструкции MOV.
Этап выполнения:
OC выдает команду управления, открывает трехступенчатый вентиль выхода IR, помещает прямой адресный код 6 в команду на шину данных DBus, загружает адресный регистр AR, считывает число 100 в блоке хранения чисел 6 в DBus и устанавливает Войдите в буферный регистр DR. Загрузите число 100 в DR в общий регистр R1, исходное значение 10 в R1 перезаписывается, и теперь выполняется инструкция LAD.
ДОБАВИТЬ инструкцию
Этап снятия пальцев:
Фаза выборки инструкции ADD такая же, как и для других инструкций.
Этап выполнения:
Операционный контроллер OC отправляет управляющий сигнал в общий регистр, выбирая R1 (100) в качестве исходного регистра и R2 (20) в качестве целевого регистра. ALU выполняет операцию сложения R1 и R2, открывает выходной трехступенчатый вентиль ALU, помещает результат операции 120 на шину данных DBus и затем вводит буферный регистр DR. Сигнал переноса, сгенерированный ALU, сохраняется в регистре слова состояния PSW, значение 120 в DR загружается в R2, а исходный номер 20 R2 перезаписывается. На этом выполнение инструкции ADD заканчивается.
Инструкция СТО
Этап снятия пальцев:
Фаза выборки команды STO такая же, как и у других команд.
Этап выполнения:
Операционный контроллер OC отправляет управляющий сигнал в общий регистр и выбирает R3 (30) в качестве адреса памяти данных. Откройте трехсторонний вентиль выхода регистра общего назначения, поместите адрес 30 в DBus и загрузите его в адресный регистр AR и декодируйте адрес. Операционный контроллер OC отправляет управляющий сигнал в общий регистр, выбирает R2 (120) в качестве данных записи цифровой памяти и помещает их в DBus. Запишите значение 120 в блок 30 хранения данных, и исходные данные 40 будут удалены. На этом выполнение инструкции STO заканчивается.
Инструкция JMP
Этап снятия пальцев:
Цикл выборки инструкции JMP такой же, как и у других инструкций.
Этап выполнения:
OC выдает команду управления, открывает трехступенчатый вентиль выхода IR, отправляет адресный код 101 в IR в DBus и вводит адресный код 101 на DBus в счетчик программ ПК, и первоначальный адрес 106 в ПК заменяется. Таким образом, следующая инструкция не выбирается из блока 106, а передается в блок 101. На этом цикл выполнения инструкции JMP заканчивается.
Вышеупомянутый контент представляет собой краткое изложение и сортировку функций ЦП, составления и инструкций по выполнению.Есть недостатки, и я надеюсь, что каждый сможет их критиковать и исправлять.
Интеллектуальная рекомендация
совместный запрос mysql с тремя таблицами (таблица сотрудников, таблица отделов, таблица зарплат)
1. Краткое изложение проблемы: (внизу есть инструкция по созданию таблицы, копирование можно непосредственно практиковать с помощью (mysql)) Найдите отделы, в которых есть хотя бы один сотрудник. Отоб.
[Загрузчик классов обучения JVM] Третий день пользовательского контента, связанного с загрузчиком классов
IP, сеанс и cookie
Мы уже рассмотрели способ, которым процессоры выполняют инструкции, который называется командным циклом. Но что такое инструкция, когда мы говорим о процессорах? Если вы этого не знаете или это слово вводит вас в заблуждение, то не волнуйтесь, прочитав эту статью полностью, вы без проблем поймете, что такое инструкция компьютерной программы.
Процессоры миллионов компьютеров по всему миру знают только одно - непрерывно выполнять инструкции. А что такое инструкция? Читай дальше что бы узнать.
Что такое инструкция?
- Биты инструкций: эти биты указывают, какую инструкцию будет выполнять ЦП, и поэтому путь, по которому инструкция будет следовать для выполнения, также называется кодом операции.
- Биты адресации: указывают, по какому адресу памяти хранятся данные.
- Биты режима: биты режима указывают, как выполняется инструкция, они используются, когда есть несколько способов выполнить инструкцию или есть разные условия.
Если вы хотите узнать, как процессор выполняет инструкции, мы рекомендуем статью " Вот как ваш процессор выполняет инструкции, которые дает ему программное обеспечение ”В HardZone, на том же сайте.
Инструкции по адресации
- Немедленная адресация используется, когда данные представляют собой одну и ту же инструкцию, в этом случае данные хранятся в регистре или внутренней памяти процессора, которые будут выполняться оттуда.
- Второй тип адресации - прямая, когда программа указывает адрес памяти, в котором находятся данные.
- Третий тип адресации - косвенный, который дает нам адрес, по которому находится адрес памяти, в котором находятся данные.
Следует уточнить, что некоторые инструкции не имеют режима адресации, поскольку они не требуют данных для выполнения.
Типы инструкций в ЦП
- Арифметические манипуляции инструкции - это те, которые выполняют операции математической обработки, такие как сложение, вычитание, умножение и деление. А также более сложные операции, такие как тригонометрические формулы, квадратные корни, степени.
- Освободи Себя логические инструкции - это второй тип инструкций, выполняемых ALU, на самом деле они представляют собой двоичные операции, имитирующие работу логических вентилей. То есть AND, OR, XOR, NAND, NOR, XNOR и NOT.
- Инструкции по манипулированию битами основаны на манипулировании битами идемной строки с помощью таких инструкций, как сдвиг бита влево или вправо, изменение порядка или их переключение.
- Инструкции по перемещению данных отвечает за перемещение данных из одной части памяти в другую, из одной памяти в другую, из процессора в память и из памяти в процессор.
- Инструкции по управлению программой те, которые активируются при выполнении определенных условий, таких как
- Освободи Себя инструкции по переходу - это те, которые указывают, что программа переходит не к следующему адресу памяти, а к конкретному адресу памяти, который отмечен инструкцией перехода.
Типы данных и множественность инструкций
Потому что сегодня ЦП может работать с разными типами данных, например с целыми числами и с плавающей запятой. Некоторые арифметические инструкции часто дублируются для набора команд с плавающей запятой. Существуют также векторные инструкции, такие как наборы инструкций AVX или также известные как инструкции SIMD, которые работают с несколькими операндами одновременно.
Поскольку эти инструкции выполняются в разных единицах, они в конечном итоге требуют разных битов инструкций, а это означает, что добавление новых типов данных в процессор означает во многих случаях значительное увеличение набора инструкций, их сложности. . а также часть, которая декодирует и выполняет их на ЦП.
Инструмент проще, чем машина. Зачастую инструментом работают руками, а машину приводит в действие паровая сила или животное.
Компьютер тоже можно назвать машиной, только вместо паровой силы здесь электричество. Но программирование сделало компьютер таким же простым, как любой инструмент.
Процессор — это сердце/мозг любого компьютера. Его основное назначение — арифметические и логические операции, и прежде чем погрузиться в дебри процессора, нужно разобраться в его основных компонентах и принципах их работы.
Два основных компонента процессора
Устройство управления
Устройство управления (УУ) помогает процессору контролировать и выполнять инструкции. УУ сообщает компонентам, что именно нужно делать. В соответствии с инструкциями он координирует работу с другими частями компьютера, включая второй основной компонент — арифметико-логическое устройство (АЛУ). Все инструкции вначале поступают именно на устройство управления.
Существует два типа реализации УУ:
- УУ на жёсткой логике (англ. hardwired control units). Характер работы определяется внутренним электрическим строением — устройством печатной платы или кристалла. Соответственно, модификация такого УУ без физического вмешательства невозможна.
- УУ с микропрограммным управлением (англ. microprogrammable control units). Может быть запрограммирован для тех или иных целей. Программная часть сохраняется в памяти УУ.
УУ на жёсткой логике быстрее, но УУ с микропрограммным управлением обладает более гибкой функциональностью.
Арифметико-логическое устройство
Это устройство, как ни странно, выполняет все арифметические и логические операции, например сложение, вычитание, логическое ИЛИ и т. п. АЛУ состоит из логических элементов, которые и выполняют эти операции.
25–27 ноября, Онлайн, Беcплатно
Большинство логических элементов имеют два входа и один выход.
Ниже приведена схема полусумматора, у которой два входа и два выхода. A и B здесь являются входами, S — выходом, C — переносом (в старший разряд).
Схема арифметического полусумматора
Хранение информации — регистры и память
Как говорилось ранее, процессор выполняет поступающие на него команды. Команды в большинстве случаев работают с данными, которые могут быть промежуточными, входными или выходными. Все эти данные вместе с инструкциями сохраняются в регистрах и памяти.
Регистры
Регистр — минимальная ячейка памяти данных. Регистры состоят из триггеров (англ. latches/flip-flops). Триггеры, в свою очередь, состоят из логических элементов и могут хранить в себе 1 бит информации.
Прим. перев. Триггеры могут быть синхронные и асинхронные. Асинхронные могут менять своё состояние в любой момент, а синхронные только во время положительного/отрицательного перепада на входе синхронизации.
По функциональному назначению триггеры делятся на несколько групп:
- RS-триггер: сохраняет своё состояние при нулевых уровнях на обоих входах и изменяет его при установке единице на одном из входов (Reset/Set — Сброс/Установка).
- JK-триггер: идентичен RS-триггеру за исключением того, что при подаче единиц сразу на два входа триггер меняет своё состояние на противоположное (счётный режим).
- T-триггер: меняет своё состояние на противоположное при каждом такте на его единственном входе.
- D-триггер: запоминает состояние на входе в момент синхронизации. Асинхронные D-триггеры смысла не имеют.
Для хранения промежуточных данных ОЗУ не подходит, т. к. это замедлит работу процессора. Промежуточные данные отсылаются в регистры по шине. В них могут храниться команды, выходные данные и даже адреса ячеек памяти.
Принцип действия RS-триггера
Память (ОЗУ)
ОЗУ (оперативное запоминающее устройство, англ. RAM) — это большая группа этих самых регистров, соединённых вместе. Память у такого хранилища непостоянная и данные оттуда пропадают при отключении питания. ОЗУ принимает адрес ячейки памяти, в которую нужно поместить данные, сами данные и флаг записи/чтения, который приводит в действие триггеры.
Прим. перев. Оперативная память бывает статической и динамической — SRAM и DRAM соответственно. В статической памяти ячейками являются триггеры, а в динамической — конденсаторы. SRAM быстрее, а DRAM дешевле.
Команды (инструкции)
Команды — это фактические действия, которые компьютер должен выполнять. Они бывают нескольких типов:
- Арифметические: сложение, вычитание, умножение и т. д.
- Логические: И (логическое умножение/конъюнкция), ИЛИ (логическое суммирование/дизъюнкция), отрицание и т. д.
- Информационные: move , input , outptut , load и store .
- Команды перехода: goto , if . goto , call и return .
- Команда останова: halt .
Прим. перев. На самом деле все арифметические операции в АЛУ могут быть созданы на основе всего двух: сложение и сдвиг. Однако чем больше базовых операций поддерживает АЛУ, тем оно быстрее.
Инструкции предоставляются компьютеру на языке ассемблера или генерируются компилятором высокоуровневых языков.
В процессоре инструкции реализуются на аппаратном уровне. За один такт одноядерный процессор может выполнить одну элементарную (базовую) инструкцию.
Группу инструкций принято называть набором команд (англ. instruction set).
Тактирование процессора
Быстродействие компьютера определяется тактовой частотой его процессора. Тактовая частота — количество тактов (соответственно и исполняемых команд) за секунду.
Частота нынешних процессоров измеряется в ГГц (Гигагерцы). 1 ГГц = 10⁹ Гц — миллиард операций в секунду.
Чтобы уменьшить время выполнения программы, нужно либо оптимизировать (уменьшить) её, либо увеличить тактовую частоту. У части процессоров есть возможность увеличить частоту (разогнать процессор), однако такие действия физически влияют на процессор и нередко вызывают перегрев и выход из строя.
Выполнение инструкций
Инструкции хранятся в ОЗУ в последовательном порядке. Для гипотетического процессора инструкция состоит из кода операции и адреса памяти/регистра. Внутри управляющего устройства есть два регистра инструкций, в которые загружается код команды и адрес текущей исполняемой команды. Ещё в процессоре есть дополнительные регистры, которые хранят в себе последние 4 бита выполненных инструкций.
Ниже рассмотрен пример набора команд, который суммирует два числа:
- LOAD_A 8 . Это команда сохраняет в ОЗУ данные, скажем, <1100 1000> . Первые 4 бита — код операции. Именно он определяет инструкцию. Эти данные помещаются в регистры инструкций УУ. Команда декодируется в инструкцию load_A — поместить данные 1000 (последние 4 бита команды) в регистр A .
- LOAD_B 2 . Ситуация, аналогичная прошлой. Здесь помещается число 2 ( 0010 ) в регистр B .
- ADD B A . Команда суммирует два числа (точнее прибавляет значение регистра B в регистр A ). УУ сообщает АЛУ, что нужно выполнить операцию суммирования и поместить результат обратно в регистр A .
- STORE_A 23 . Сохраняем значение регистра A в ячейку памяти с адресом 23 .
Вот такие операции нужны, чтобы сложить два числа.
Все данные между процессором, регистрами, памятью и I/O-устройствами (устройствами ввода-вывода) передаются по шинам. Чтобы загрузить в память только что обработанные данные, процессор помещает адрес в шину адреса и данные в шину данных. Потом нужно дать разрешение на запись на шине управления.
У процессора есть механизм сохранения инструкций в кэш. Как мы выяснили ранее, за секунду процессор может выполнить миллиарды инструкций. Поэтому если бы каждая инструкция хранилась в ОЗУ, то её изъятие оттуда занимало бы больше времени, чем её обработка. Поэтому для ускорения работы процессор хранит часть инструкций и данных в кэше.
Если данные в кэше и памяти не совпадают, то они помечаются грязными битами (англ. dirty bit).
Поток инструкций
Современные процессоры могут параллельно обрабатывать несколько команд. Пока одна инструкция находится в стадии декодирования, процессор может успеть получить другую инструкцию.
Однако такое решение подходит только для тех инструкций, которые не зависят друг от друга.
Если процессор многоядерный, это означает, что фактически в нём находятся несколько отдельных процессоров с некоторыми общими ресурсами, например кэшем.
Сам процессор наверняка видели многие: квадратная печатная плата зеленого цвета, и металическая крыжка сверху, однако самое интересное скрыто внутри.
Под крышкой находится кремниевый кристалл. Его размер всего пару квадрантных сантиметров, но в нем спрятаны миллиарды транзисторов. Давайте заглянем еще глубже.
На рисунке изображено внутреннее устройство процессора. Мы можем видеть здесь уже рание упомянутые узлы, и теперь пришло время поглубже рассмотреть принцип их работы и назначение.
Не смотря на то, что вычислительные ядра (Core) обычно рассматриваются как единый модуль, внутри ядра спрятанны множество узлов: это кэш память 1 и 2 уровня, различные блоки для вычислений по разным алгоритмам, а так же свой интерфейс ввода/вывода.
По центру мы можем видеть достаточно большое пространство занимаемое кэшем 3 уровня. В отличии от 1 и 2 уровней, память 3 уровня является общей для всех ядер, что позволяет им обмениваться информацией при параллельных вычислениях, а так же быстрее принимать новые задачи по завершению предыдущих.
Справа и с низу мы можем видеть контролеры основных интерфейсов. Для того чтобы понять зачем они нужны давайте рассмотрим схему взаимодействия CPU с другими основными элементами ПК.
На картинке изображена блок-схема чипсета Z77. Чипсет это набор системной логики которая разрабатывается для работы с конкретным семейством процессоров. Включает в себя шины доступа и интерфейсы для подключения других устройств. Чипсет является основой любой материнской платы.
Теперь когда мы рассмотрели устройство процессора, пора познакомиться с принципом его работы.
Как любое цифровое устройство, процессор работает на определенной частоте. Частота это количество выполняемых операций в секунду. Как не сложно догадаться, чем больше операций в секунду выполняет процессор, тем более он производителен. Большинство современных процессоров работают на частоте от 2 до 4 ГГц. Так как в системе очень много различных устройств, и все они работают с определенной, при этом разной частотой, их необходимо синхронизировать. Для этого существует основной частотный генератор (обычно именуемая BCLK), который обычно генерирует частоту в 100МГц, а все остальные частоты, в том числе и частота ядер процессора, получаются в результате умножения BCLK.
Для того чтобы лучше понять как работает процессор, и для чего он нужен, рассмотрим его работу на конкретном примере. Что может быть для нас ближе чем компьютерные игры? Возьмем их в качестве примера.
Когда мы играем в игры компьютер выполняет массу операций: это и звук, и графика, и физика, и ввод/вывод информации на переферийные устройства, и многое другое. Однако, как мы уже говорили, все эти операции для компьютера не более чем математический алгоритм. Игра представляет собой некоторое приложение. В первую очередь его необходимо загрузить. Для этого ядро операционной системы генерирует запрос на чтение данных из памяти (жесткого диска). Процессор посылает соответствующий запрос на PCH, откуда он попадает на SATA контролер, и дальше на жесткий диск, который в свою очередь считывает нужную информацию. После этого информация попадает в оперативную память, которая так же подключена к процессору. После этого становится возможным запустить алгоритм. Начинаются вычисления самой программы, того что происходит в игре. Теперь необходимо показать картинку на монитор, отрисовкой изображения и выводом его на монитор занимается видеокарта, однако она ничего не знает о том, что ей нужно рисовать. В начале процессор из оперативной памяти берет текстуры и отправляет их в память видеокарты. Затем запускает графический движек, с помощью которого он начинает создавать сцену. После того как сцена создана и положение всех объектов на ней известно, сцена отправляется для отрисовки на видеокарту. Необходимо так же воспроизвести звук: для этого процессор запускает аудио движек, и начаинет отслеживать события, которые должны приводить к воспроизведению звука. Как только такое событие наступает, процессор сообщает звуковой карте какой аудио файл нужно воспроизвести. И наконец самое главное: процессор начинает получать вводную информацию от пользователя: это движения мыши, нажатие кнопок на клавиатуре, или геймпаде, или команда с любого другого контролера. Каждое новое действие игрока приводит к изменению происходящего в игре, что запускает новые алгоритмы, и так продолжается пока вам не надоест.
Подводя итоги можно сказать что процессор это крайне многофункциональное устройство, которое следит за всем происходящим в системе, без него не обходится ни одна операция, и потому он по праву называется центральным. Ни одно устройство не начнет работать пока не получит от него команду, а значит его быстродействие является главным параметром быстродействия всей системы.
Работа над материалом: DartMaul
Q) Как правильно выбрать процессор? На что обратить внимание?
A) Основные характеристики процессора это количество ядер и частота. Однако выбор процессора неразрывно связан с выбором платформы (чипсета), который определяет массу других параметров компьютера. Вопрос выбора чипсета будет рассмотрен в соответствующем разделе о материнских платах.
Q) Что такое socket?
A) Socket это специальный разъем на материнской плате, в который устанавливается процессор. Для установки процессора в материнскую плату их версии сокетов должны быть одинаковыми.
Q) Что такое кэш память?
A) Кэш память это специальная память, расположенная внутри процессора. С ее помощью создается буфер, через который процессор загружает информацию, и обменивается ей между ядрами. Большинство современных процессоров имеют одинаковое количество кэш памяти 1 и 2 уровней, а объем кэша 3 уровня обычно зависит от количества ядер. В целом, объем кэш памяти значительного влияния на производительность не оказывает.
Q) Как правильно сравнивать производительность разных процессоров из разных семейств \ производителей?
A) Чтобы измерить производительность процессора используются специальные программы, именуемые бенчмарками. Данные программы запускают алгоритм вычислений фиксированной, заранее известной длинны, и замеряют время, за которое процессор выполнит алгоритм. Бенчмарки могут использовать разные алгоритмы, и разные инструкции. Для корректного сравнения стоит использовать результаты как минимум двух тестов, один из которых использует параллельный алгоритм, другой - последовательный. Стоит отметить, что производительность последовательных вычислений (при которых используется только одно ядро), для большинства приложений имеет решающее значение, поэтому процессоры с лучшими результатами в последовательных (однопоточных) тестах являются более предпочтительными.
Q) В чем разница между параллельными и последовательными вычислениями с точки зрения процессора?
A) Последовательные вычисления, в отличии от параллельных, могут задействовать только одно ядро процессора. Следовательно количество ядер процессора на производительность таких вычислений не влияет.
Q) Что такое TDP?
A) TDP (thermal design power) переводится как требование к теплоотводу. Фактически это значение мощности процессора. Количество (пиковое) электричества которое он тратит при работе, и количество тепла, которое выделяет. Важно учитывать этот показатель (а так же TDP других устройств в системе) при выборе кулера, материнской платы и блока питания.
Q) Что такое набор инструкции процессора?
A) Инструкции процессора это математические действия, которые на аппаратном уровне способен воспринимать процессор. Большинство их них связаны регистром памяти, и командам обращения к нему. Для обычных пользователей набор инструкций процессора значения не имеет, так как все процессоры имеют достаточный их набор для большинства задач.
Q) Что такое тех. процесс?
A) Тех. процесс, по которому изготовлен кристалл процессора, это ширина проводящей дорожки + ширина изолятора. По мере развития технологий, тех процесс становится все меньше, позволяя размещать больше элементов на меньших площадях. Данный параметр не имеет значения для конечных пользователей, хотя по нему вы можете примерно определить, на новая та или иная модель процессора.
Работа над материалом: DartMaul
Разгон процессора
Автор этого материала и администрация PG не несут никакой ответственности за любые убытки или ущерб, возникшие в результате разгона процессора Вами, основанного на данном материале! Обратите внимание на риски, связанные с разгоном, т. к. это может привести к необратимому повреждению процессора. Разгон любого процессора аннулирует гарантию, поэтому, пожалуйста, имейте это ввиду, прежде чем браться за покорение частот!Общие понятия
Ближе к делу
Наверное, ни для кого не секрет, что разгон связан с повышением напряжения. Однако не все понимают почему это необходимо, и какие побочные эффекты это несет.
Процессор является крайне сложным устройством, чтобы понять принцип его работы одних только знаний физики уровня школьной программы недостаточно. Однако, что такое сопротивление, и как оно влияет на проходящий через проводник электрический ток для простого человека не секрет. Чем больше сопротивление, тем больше снижается напряжение проходя через проводник, и тем больше тепла при этом проводник выделяет. Так же не секрет, что сопротивление имеет прямую зависимость с температурой проводника.
Далее, для наглядности, рассмотрим график взаимозависимости этих 3-х критически важных при разгоне показателей: частота процессора, напряжение и температура:
Данный график составлен исходя из общего опыта автора и не подкреплен результатами конкретных тестов. Для каждого конкретного экземпляра процессора эти значения будут уникальными, а потому данный график представлен в качестве иллюстрации общих тенденций, и не может быть использован для нахождения целевых показателей разгона процессора.
По ссылке доступна версия Prime95 без поддержки набора инструкций AVX2.
Запустив все 3 программы мы можем получить необходимые данные: для создания нагрузки запускаем Prime95, частоту и VID процессора берем из CPU-Z, температуру ядер из RealTemp.
В результате мы должны получить следующее.
Читайте также: