Hvad er en processor Core? [MakeUseOf Explains]

Reklame

Hver computer har en processor, hvad enten det er en lille effektivitetsprocessor eller et stort ydeevne kraftcenter, ellers ville det ikke være i stand til at fungere. Naturligvis er processoren, også kaldet CPU eller Central Processing Unit, en vigtig del af et fungerende system, men det er ikke det eneste.

Dagens processorer er næsten alle mindst dobbeltkerner, hvilket betyder, at hele processoren i sig selv indeholder to separate kerner, som den kan behandle oplysninger med. Men hvad er processorkerner, og hvad gør de nøjagtigt?

Hvad er kerner?

En processorkerne er en behandlingsenhed, der læser instruktioner til at udføre specifikke handlinger. Instruktionerne er bundet sammen, så de, når de køres i realtid, udgør din computeroplevelse. Bogstaveligt talt skal alt, hvad du gør på din computer, behandles af din processor. Hver gang du åbner en mappe, kræver det din processor. Når du skriver i et orddokument, kræves det også din processor. Ting som at tegne skrivebordsmiljøet, windows og spilgrafik er dit grafikkorts job - hvilket indeholder hundreder af processorer, der hurtigt kan arbejde på data samtidig - men til en vis grad kræver de stadig din processor såvel.

Sådan fungerer de

Designerne af processorer er ekstremt komplekse og varierer meget mellem virksomheder og endda modeller. Deres arkitekturer - i øjeblikket “Ivy Bridge” for Intel og “Piledriver” til AMD - forbedres konstant for at pakke mest mulig ydelse i mindst mulig plads og energiforbrug. Men på trods af alle de arkitektoniske forskelle, går processorer gennem fire hovedtrin, hver gang de behandler instruktioner: hente, afkode, udføre og skrive tilbage.

Hent

Hentetrinnet er, hvad du forventer, at det skal være. Her henter processorkernen instruktioner, der venter på den, som regel fra en slags hukommelse. Dette kan omfatte RAM, men i moderne processorkerner venter instruktionerne normalt allerede på kernen inde i processorcachen. Processoren har et område kaldet programtælleren, der i det væsentlige fungerer som et bogmærke og lader processoren vide, hvor den sidste instruktion sluttede, og den næste begynder.

Decode

Når den har hentet den øjeblikkelige instruktion, fortsætter den med at afkode den. Instruktioner involverer ofte flere områder af processorkernen - såsom aritmetik - og processorkernen skal finde ud af dette. Hver del har noget, der kaldes en opcode, der fortæller processorkernen, hvad der skal gøres med de oplysninger, der følger den. Når processorens kerne har fundet ud af alt dette, kan de forskellige områder af selve kernen komme på arbejde.

Udfør

Udførelsestrinnet er, hvor processoren ved, hvad den skal gøre, og faktisk går videre og gør det. Hvad der nøjagtigt sker her, varierer meget afhængigt af hvilke områder i processorens kerne, der bruges, og hvilke oplysninger der er lagt i. Som et eksempel kan processoren udføre aritmetik inde i ALU eller Aritmetic Logic Unit. Denne enhed kan oprette forbindelse til forskellige indgange og udgange for at knuse numre og få det ønskede resultat. Kredsløbet inde i ALU gør al den magi, og det er ret kompliceret at forklare, så det overlader jeg til din egen forskning, hvis du er interesseret.

Skrive tilbage

Det sidste trin, kaldet tilbagebetaling, placerer enkelt resultatet af, hvad der er blevet arbejdet på, tilbage i hukommelsen. Hvor præcist output går, afhænger af det kørende applikations behov, men det forbliver ofte i processorregistre for hurtig adgang, da følgende instruktioner ofte bruger det. Derfra bliver det taget hånd om, indtil dele af denne output skal behandles igen, hvilket kan betyde, at det går ind i RAM.

Det er bare en cyklus

Hele denne proces kaldes en instruktionscyklus. Disse instruktionscyklusser sker latterligt hurtigt, især nu hvor vi har kraftige processorer med høje frekvenser. Derudover gør hele vores CPU med dens flere kerner dette på hver kerne, så data kan knuses omtrent lige så mange gange hurtigere som din CPU har kerner, end hvis den blev sat fast med kun en kerne af lignende ydeevne. CPU'er har også optimerede instruktionssæt, der er fastnet i kredsløbet, hvilket kan fremskynde velkendte instruktioner, der er sendt til dem. Et populært eksempel er SSE.

Konklusion

Glem ikke, at dette er en meget enkel beskrivelse af, hvad processorer skal - i virkeligheden er de langt mere komplekse og gør meget mere, end vi er klar over. Den aktuelle tendens er, at processorproducenter prøver at gøre deres chips så effektive som muligt, og det inkluderer krympning af transistorer. Ivy Bridge Hvad du skal vide om Intels Ivy Bridge [MakeUseOf Explains]Intel har netop frigivet sin nye opdaterede processor, kodenavnet Ivy Bridge, til både desktops og laptops. Du finder disse nye produkter opført som 3000-serien, og du kan købe mindst nogle af dem ... Læs mere 'S transistorer er blot 22 nm, og der er stadig lidt at gå, før forskere støder på en fysisk grænse. Forestil dig al denne behandling, der forekommer i et så lille rum. Vi ser, hvordan processorer forbedres, når vi kommer så langt.

Hvor tror du, processorer vil gå næste gang? Hvornår forventer du at se kvanteprocessorer, især på personlige markeder? Fortæl os det i kommentarerne!

Billedkreditter: Olivander, Bernat Gallemí, Dominik Bartsch, Ioan Sameli, National Nuclear Security Administration