Центральный процессор: различия между версиями

Центральный процессор (править)

Версия от 17:53, 3 декабря 2022

6710 байт добавлено , 17:53, 3 декабря 2022

Центральный процессор - продолжение

AE

Бюрократы, Администраторы интерфейса, Администраторы

169

правок

@@ Строка 13: / Строка 13: @@
 == А если серьезно ==
-TBD
+Современный центральный процессор - это микрочип или интегральная схема. Неразборная, очень компактная электросхема, созданная в виде кристалла на кремниевой подложки в прочном корпусе. Изготовление современных чипов максимально сложный технологический процесс и эффективно его могут выполнять всего несколько международных компаний в мире. Размер одного транзистора в таком чипе может измеряться нанометрами (миллионная часть милиметра), а их количество миллиардами. Наружу из корпуса чипа выходят контакты электропитания и контакты обмена данными.
+Набор определенных инструкций которые может выполнить процессор на аппаратном уровне определяет его архитектуру.
+Различных архитектур придумано множество, но можно выделить две популярные группы:
+ARM (упрощенный набор инструкций или RISC) - распространен в мобильных устройствах. Главный принцип простые инструкции, но эффективное энергопотребление
+x86 (сложный набор инструкций или CISC) - используется в серверах и настольных компьютерах. Умеют выполнять более сложные инструкции "из коробки".
+Из-за разницы архитектур вы не сможете запустить уже готовую (скомпилированную) программу для десктопного компьютера на телефоне.
+Еще процессоры различают по разрядности, например 32-битные или 64-битные. Разрядность определяет длину данных в единицах и нулях, которую процессор может эффективно обрабатывать простыми инструкциями. А еще процессор большей разрядности может эффективнее работать с большими объемами оперативной памяти.
+Так что же может делать любой процессор
+Читать данные из памяти и записывать данные в память.
+Складывать и сравнивать числа.
+Переходить к другому месту в списке инструкций, если выполняется какой-то тест (например, только если одно число больше другого).
+Даже этих инструкций будет достаточно, чтобы составить из неё любую самую сложную программу. Но современные процессоры умеют выполнять сотни других более сложных инструкций для максимальной оптимизации популярных задач, например архивирования данных или шифрования.
+Скорость работы процессора определяется:
+Тактовая частота в мегагерцах или гигагерцах. Один такт - это один электрический импульс переключающий транзисторы. Чем больше частота, тем быстрее процессор.
+Более оптимальная архитектура позволяет выполнять больше инструкций за один такт. Поэтому можно оценить скорость в IPS - количестве инструкций в секунду.
+Но инструкции тоже бывают разные, поэтому можно выбрать определенную популярную инструкцию и сравнить скорость по ней, напримерь в Flops-ах - в количестве операций с числами с плавающей точкой (с нецелыми числами) в секунду.
+Количество ядер. Где каждое ядро по сути отдельный мини-процессор.
+Количество потоков обработки данных, очень часто одно ядро может обрабатывать данные в 2 потока.
+Размером внутренней кеш памяти, чем больше, тем лучше.
+Из каких частей состоит процессор.
+Арифметико-логическое устройство или ALU (Arithmetic logic unit) - выполняет простые математические и логические инструкции.
+Регистры - внутренняя максимально быстрая память, куда записываются данные непосредственно для выполнения инструкциями. Туда же могут записываться и результаты выполнения. В регистр команд помещается код инструкции перед её выполнением.
+Устройство управления или CU (Control unit) - выполняет чтение из памяти (fetch), распознование инструкции (decode) и запуск её выполнения (execute).
+Устройство генерации адресов AGU (Address generation unit) - вспомогательный блок, ускоряющий расчет адресов в оперативной памяти для более быстрого доступа.
+Устройство управления памятью MMU (Memory management unit) - управляет доступом к памяти
+Кеш память (Cache) - внутрення память процессора, более быстрая чем оперативная, но медленнее чем регистры.