В современном мире компьютерных технологий микропроцессор занимает одно из основополагающих мест. Центральный микропроцессор – это высокотехнологичное и очень сложное устройство, которое содержит в себе все заслуги, появляющиеся в сфере вычислительной техники, также в областях, прилежащих в ней.

Упрощенно устройство микропроцессора смотрится так:

Базу составляют ядра (одно либо несколько). Они отвечают за выполнение всех доверенных инструкций;

Есть некоторое количество уровней памяти КЭШ (в большинстве случаев два либо три), благодаря которым ускоряется взаимодействие микропроцессора и ОЗУ;

Контроллер ОЗУ;

Контроллер системной шины (QPI, HT, DMI и т.д.).;

Устройство управления микропроцессора характеризуется последующими параметрами:

Тип микроархитектуры;

Тактовая частота;

Уровни КЭШ-памяти;

Объем КЭШ-памяти;

Тип и скорость системной шины;

Размер обрабатываемых слов;

Интегрированный контроллер памяти (его может не быть);

Тип поддерживаемой ОЗУ;

Объем адресной памяти;

Наличие встроенного графического чипа (встроенная видеоплата совершенно не уникальность на сегодня и выступает быстрее как дополнение к более массивным, дискретным картам, хотя устройство микропроцессора позволяет использовать достаточно массивные интегрированные решения);

Количество потребляемой электроэнергии.

Микропроцессор и его свойства

Ядро микропроцессора – практически его сердечко, в каком содержаться многофункциональные блоки, осуществляющие выполнение логических и арифметических задач. Ядра работают последующим образом:

Происходит проверка блока подборки на наличие прерываний. Обнаружив подобные прерывания, они заносятся в стек. Счетчик команд получает адресок с командой обработчика прерываний. Окончив с работой функций прерываний, данные, попавшие в стек, восстанавливаются. Дальше происходит считывание адреса команды инструкций из блока подборки. Отсюда происходит считывание из ОЗУ либо КЭШ-памяти, после этого данные поступают в блок декодирования. Сейчас происходит расшифровка приобретенных команд, после этого данные передаются на блок подборки. Там данные считываются ОЗУ либо КЭШ-памятью и передаются планировщику, где определяется, какой блок должен делать операцию, после этого данные поступают конкретно туда. Блок управления инструкций делает приобретенные команды и передает итог блоку сохранения результатов.

Таковой цикл именуется процессом, а поочередно выполняемые команды являются программкой. За скорость, с которой один шаг цикла перебегает в другой, отвечает тактовая частота, а за время, отводящееся для работы шага цикла, отвечает само устройство микропроцессора, а поточнее его ядра.

Существует ряд методов, при помощи которых можно повысить производительность микропроцессора. Для этого необходимо поднять уровень тактовой частоты, который имеет определенные ограничения. Повышая тактовую частоту, обязательно  повышаешь энергопотребление и, как следствие,  температуру, а это ведет к снижению общей стабильности устройства микропроцессора.

Для того  чтоб избежать необходимости в увеличение тактовой частоты, производители решили пойти другим методом, придумывая различные строительные решения. Одним из таких решений является конвейеризация, сущность которой в том, что любая выполняемая микропроцессором аннотация попеременно поступает во все блоки ядра, где производится часть действий. Таким макаром, при выполнении всего одной аннотации большая часть блоков будет находиться в режиме простоя. Таким макаром, все современные микропроцессоры работают так:  выполнив одну операцию, они сходу приступают к другой, сокращая время простоя до минимума и увеличивая эффективность на столько, на сколько это может быть. Естественно, в эталоне все смотрится так, как будто устройство микропроцессора всегда работает с эффективностью 100%, но этого не происходит из-за того, что поступаемые команды непоследовательны.