Cos'è un core del processore? [MakeUseOf Explains]

Ogni computer ha un processore, che si tratti di un piccolo processore di efficienza o di un potente generatore di prestazioni, altrimenti non sarebbe in grado di funzionare. Ovviamente, il processore, chiamato anche CPU o Central Processing Unit, è una parte importante di un sistema funzionante, ma non è l'unico.

I processori odierni sono quasi tutti almeno dual-core, il che significa che l'intero processore stesso contiene due core separati con i quali può elaborare le informazioni. Ma quali sono i core del processore e cosa fanno esattamente?

Cosa sono i core?

Un core del processore è un'unità di elaborazione che legge le istruzioni per eseguire azioni specifiche. Le istruzioni sono incatenate insieme in modo che, quando vengono eseguite in tempo reale, costituiscono l'esperienza del tuo computer. Letteralmente tutto ciò che fai sul tuo computer deve essere elaborato dal tuo processore. Ogni volta che apri una cartella, questo richiede il tuo processore. Quando si digita in un documento word, anche questo richiede il processore. Cose come disegnare l'ambiente desktop, le finestre e la grafica di gioco sono il lavoro della tua scheda grafica - che contiene centinaia di processori per lavorare rapidamente sui dati simultaneamente - ma in qualche misura richiedono ancora il tuo processore.

Come funzionano

I progetti dei processori sono estremamente complessi e variano notevolmente tra aziende e persino modelli. Le loro architetture - al momento “Ivy bridge” per Intel e “Battipalo” per AMD - vengono costantemente migliorati per offrire la maggior quantità di prestazioni nella minore quantità di spazio e consumo energetico. Ma nonostante tutte le differenze architetturali, i processori passano attraverso quattro fasi principali ogni volta che elaborano le istruzioni: recupero, decodifica, esecuzione e writeback.

andare a prendere

Il passo di recupero è ciò che ti aspetti che sia. Qui, il core del processore recupera le istruzioni che lo stanno aspettando, di solito da una sorta di memoria. Ciò potrebbe includere la RAM, ma nei core dei processori moderni, le istruzioni in genere sono già in attesa del core all'interno della cache del processore. Il processore ha un'area chiamata contatore del programma che agisce essenzialmente come un segnalibro, consentendo al processore di sapere dove finisce l'ultima istruzione e inizia il successivo.

Decodificare

Una volta che ha recuperato l'istruzione immediata, continua a decodificarlo. Le istruzioni spesso coinvolgono più aree del core del processore, come l'aritmetica, e il core del processore deve capirlo. Ogni parte ha qualcosa chiamato opcode che indica al core del processore cosa dovrebbe essere fatto con le informazioni che lo seguono. Una volta che il core del processore ha capito tutto, le diverse aree del core stesso possono mettersi al lavoro.

Eseguire

Il passo di esecuzione è dove il processore sa cosa deve fare, e in realtà va avanti e lo fa. Ciò che accade esattamente qui varia molto a seconda di quali aree del core del processore vengono utilizzate e quali informazioni vengono inserite. Ad esempio, il processore può eseguire operazioni aritmetiche all'interno dell'ALU o dell'unità di logica aritmetica. Questa unità può connettersi a diversi ingressi e uscite per crimpare i numeri e ottenere il risultato desiderato. Il circuito all'interno dell'ALU fa tutta la magia, ed è abbastanza complesso da spiegare, quindi lo lascerò per la tua ricerca, se sei interessato.

Rispondere

Il passaggio finale, chiamato writeback, pone semplicemente in memoria il risultato di ciò che è stato lavorato. L'esatta destinazione dell'output dipende dalle esigenze dell'applicazione in esecuzione, ma spesso rimane nei registri del processore per un accesso rapido poiché le istruzioni seguenti spesso la usano. Da lì, si prenderà cura di fino a quando le parti di tale output devono essere elaborate ancora una volta, il che significa che va nella RAM.

È solo un ciclo

Questo intero processo è chiamato un ciclo di istruzioni. Questi cicli di istruzioni si verificano in modo ridicolo velocemente, specialmente ora che disponiamo di potenti processori con alte frequenze. Inoltre, la nostra intera CPU con i suoi core multipli lo fa su tutti i core, quindi i dati possono essere croccati più velocemente di quanto la CPU abbia un core che se fosse bloccato con un solo core di prestazioni simili. Le CPU hanno anche set di istruzioni ottimizzati cablati nel circuito che possono accelerare le istruzioni familiari inviate a loro. Un esempio popolare è SSE.

Conclusione

Non dimenticare che questa è una descrizione molto semplice di quali processori - in realtà sono molto più complessi e fanno molto più di quanto pensiamo. La tendenza attuale è che i produttori di processori stanno cercando di rendere i loro chip il più efficienti possibile, e ciò include la riduzione dei transistor. Ivy Bridge Quello che devi sapere su Ivy Bridge di Intel [MakeUseOf Explains] Cosa devi sapere su Ivy Bridge di Intel [MakeUseOf Explains] Intel ha appena rilasciato il suo nuovo processore, Ivy Bridge, in codice, sia per desktop sia per laptop. Troverai questi nuovi prodotti elencati come serie 3000 e potrai comprarne almeno alcuni ... I nuovi transistor di Read More sono solo a 22 nm, e c'è ancora un po 'di strada da fare prima che i ricercatori incontrino un limite fisico. Immagina tutto questo processo che si verifica in uno spazio così piccolo. Vedremo come miglioreranno i processori una volta arrivati ​​così lontano.

Dove pensi che i processori andranno dopo? Quando ti aspetti di vedere i processori quantistici, specialmente nei mercati personali? Fateci sapere nei commenti!

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

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