İşlemci Çekirdeği Nedir? [Açıklamalar MakeUseOf]

İlan

İster küçük bir verimlilik işlemcisi, ister büyük bir performans merkezi olsun, her bilgisayarın bir işlemcisi vardır, aksi halde çalışamaz. Tabii ki, CPU veya Merkezi İşlem Birimi olarak da adlandırılan işlemci, çalışan bir sistemin önemli bir parçasıdır, ancak tek değildir.

Bugünün işlemcileri neredeyse en azından çift çekirdekli, yani tüm işlemcinin kendisi bilgileri işleyebileceği iki ayrı çekirdek içeriyor. Ancak işlemci çekirdeği nedir ve tam olarak ne yaparlar?

Çekirdekler Nelerdir?

İşlemci çekirdeği, belirli eylemleri gerçekleştirme yönergelerini okuyan bir işlem birimidir. Talimatlar birlikte zincirlenir, böylece gerçek zamanlı olarak çalıştırıldığında bilgisayar deneyiminizi oluştururlar. Kelimenin tam anlamıyla bilgisayarınızda yaptığınız her şey işlemciniz tarafından işlenmelidir. Bir klasörü her açtığınızda işlemciniz gerekir. Bir word belgesine yazdığınızda, işlemciniz de gerekir. Masaüstü ortamını, pencereleri ve oyun grafiklerini çizmek gibi şeyler grafik kartınızın işidir. aynı anda hızlı bir şekilde veri üzerinde çalışmak için yüzlerce işlemci içerir - ancak bir dereceye kadar işlemcinizi hala gerektirirler de.

Onlar nasıl çalışır

İşlemci tasarımları son derece karmaşıktır ve şirketler ve hatta modeller arasında büyük farklılıklar gösterir. Mimarileri - şu anda için "Ivy Bridge" Intel ve "Piledriver" AMD - en az yer ve enerji tüketiminde en yüksek performansa sahip olacak şekilde sürekli geliştirilmektedir. Ancak tüm mimari farklılıklara rağmen, işlemciler talimatları işlediklerinde dört ana adımdan geçer: getirme, kod çözme, yürütme ve geri yazma.

getirmek

Getirme adımı, olmasını beklediğiniz şeydir. Burada, işlemci çekirdeği, genellikle bir tür bellekten, onu bekleyen talimatları alır. Bu RAM'i içerebilir, ancak modern işlemci çekirdeklerinde, talimatlar genellikle işlemci önbelleğinin içindeki çekirdeği bekler. İşlemci, program sayacı adı verilen ve esasen bir yer imi görevi gören bir alana sahiptir ve işlemciye son komutun nerede bittiğini ve bir sonrakinin nerede başladığını bildirir.

Kod Çözme

Acil talimatı getirdikten sonra, kodu çözmeye devam eder. Talimatlar genellikle işlemci çekirdeğinin aritmetik gibi birden fazla alanını içerir ve işlemci çekirdeğinin bunu çözmesi gerekir. Her bölüm, işlemci çekirdeğine, onu izleyen bilgilerle ne yapılması gerektiğini söyleyen bir opcode adı verilen bir şeye sahiptir. İşlemci çekirdeği bunu çözdükten sonra, çekirdeğin farklı alanları çalışmaya başlayabilir.

gerçekleştirmek

Yürütme adımı, işlemcinin ne yapması gerektiğini bildiği ve aslında devam edip yaptığı yerdir. Burada tam olarak ne olduğu, işlemci çekirdeğinin hangi alanlarının kullanıldığına ve hangi bilgilerin verildiğine bağlı olarak büyük ölçüde değişir. Örnek olarak, işlemci ALU veya Aritmetik Mantık Birimi içinde aritmetik yapabilir. Bu birim, sayıları ezmek ve istenen sonucu elde etmek için farklı giriş ve çıkışlara bağlanabilir. ALU içindeki devre tüm sihri yapar ve açıklamak oldukça karmaşıktır, bu yüzden ilgilenirseniz kendi araştırmanız için bırakacağım.

Cevap yazmak

Geri yazma adı verilen son adım, üzerinde çalışılanların sonucunu belleğe yerleştirir. Çıktının tam olarak nereye gittiği, çalışan uygulamanın ihtiyaçlarına bağlıdır, ancak aşağıdaki talimatlar sıklıkla kullandığından, hızlı erişim için genellikle işlemci kayıtlarında kalır. Oradan, bu çıktının parçalarının bir kez daha işlenmesi gerekene kadar halledilir, bu da RAM'e girdiği anlamına gelebilir.

Sadece Bir Döngü

Tüm bu sürece talimat döngüsü denir. Bu talimat döngüleri gülünç derecede hızlı gerçekleşiyor, özellikle de yüksek frekanslı güçlü işlemcilere sahip olduğumuzdan. Ek olarak, birden fazla çekirdeği olan tüm CPU'muz bunu her çekirdekte yapar, böylece veriler kırılabilir kabaca CPU'nuzun çekirdeğinden yaklaşık birkaç kat daha hızlıdır. verim. İşlemciler ayrıca, devrelere kablo bağlantılı olarak kendilerine gönderilen alışılmış talimatları hızlandırabilen optimize edilmiş talimat setlerine sahiptir. Popüler bir örnek SSE'dir.

Sonuç

Bunun işlemcilerin ne yapacağına dair çok basit bir açıklama olduğunu unutmayın - gerçekte onlar çok daha karmaşıktır ve fark ettiğimizden çok daha fazlasını yaparlar. Mevcut eğilim, işlemci üreticilerinin yongalarını mümkün olduğunca verimli hale getirmeye çalışması ve buna transistörlerin daraltılmasını da içeriyor. Sarmaşık köprü Intel’in Ivy Köprüsü Hakkında Bilmeniz Gerekenler [MakeUseOf Explains]Intel, masaüstü ve dizüstü bilgisayarlar için yeni güncellenmiş işlemcisini (kod adı Ivy Bridge) piyasaya sürdü. Bu yeni ürünleri 3000 serisi olarak bulabilirsiniz ve en azından bazılarını satın alabilirsiniz ... Daha fazla oku Transistörleri sadece 22nm'dir ve araştırmacılar fiziksel bir sınırla karşılaşmadan önce daha yapılması gereken çok şey vardır. Tüm bu işlemlerin bu kadar küçük bir alanda gerçekleştiğini hayal edin. Bu kadar ileri gittiğimizde işlemcilerin nasıl geliştiğini göreceğiz.

İşlemcilerin nereye gideceğini düşünüyorsunuz? Özellikle kişisel pazarlarda kuantum işlemcileri ne zaman görmeyi umuyorsunuz? Yorumlarda bize bildirin!

Resim Kredileri: Olivander, Bernat Gallemí, Dominik Bartsch, Ioan Sameli, Ulusal Nükleer Güvenlik İdaresi