Che cos'è un core del processore? [MakeUseOf Explains]

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

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

Cosa sono i core?

Un core del processore è un'unità di elaborazione che legge nelle istruzioni per eseguire azioni specifiche. Le istruzioni sono concatenate in modo che, se eseguite in tempo reale, costituiscano l'esperienza del computer. Letteralmente tutto ciò che fai sul tuo computer deve essere elaborato dal tuo processore. Ogni volta che apri una cartella, è necessario il tuo processore. Quando si digita in un documento di Word, è necessario anche il processore. Cose come disegnare l'ambiente desktop, le finestre e la grafica del gioco sono il lavoro della tua scheda grafica - che contiene centinaia di processori per lavorare rapidamente sui dati contemporaneamente, ma in una certa misura richiedono comunque il tuo processore anche.

Come funzionano

I design dei processori sono estremamente complessi e variano ampiamente tra aziende e persino modelli. Le loro architetture - attualmente "Ivy Bridge" per Intel e "Piledriver" per AMD - vengono costantemente migliorati per offrire il massimo delle prestazioni nel minor spazio e consumo di energia. Ma nonostante tutte le differenze architettoniche, i processori eseguono quattro passaggi principali ogni volta che elaborano le istruzioni: recupero, decodifica, esecuzione e riscrittura.

andare a prendere

Il passaggio di recupero è quello 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 moderni core del processore, le istruzioni di solito stanno già aspettando il core nella cache del processore. Il processore ha un'area chiamata contatore del programma che funge essenzialmente da segnalibro, facendo sapere al processore dove è terminata l'ultima istruzione e inizia quella successiva.

Decodificare

Una volta recuperata l'istruzione immediata, continua a decodificarla. 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 un codice operativo che dice 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 notevolmente a seconda di quali aree del core del processore vengono utilizzate e quali informazioni vengono inserite. Ad esempio, il processore può eseguire l'aritmetica all'interno della ALU o Aritmetic Logic Unit. Questa unità può connettersi a diversi ingressi e uscite per ridurre i numeri e ottenere il risultato desiderato. I circuiti all'interno della ALU fanno 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, riporta semplicemente in memoria il risultato di ciò che è stato elaborato. La destinazione esatta dell'output dipende dalle esigenze dell'applicazione in esecuzione, ma spesso rimane nei registri del processore per un accesso rapido poiché le seguenti istruzioni lo utilizzano spesso. Da lì, verrà curato fino a quando parti di tale output dovranno essere nuovamente elaborate, il che può significare che va nella RAM.

È solo un ciclo

L'intero processo è chiamato ciclo di istruzioni. Questi cicli di istruzioni avvengono in modo ridicolmente veloce, soprattutto ora che abbiamo potenti processori con alte frequenze. Inoltre, la nostra intera CPU con i suoi core multipli lo fa su ogni core, quindi i dati possono essere sgretolati circa quante volte più veloce della tua CPU ha core che se fossero bloccati con un solo core simile prestazione. Le CPU hanno anche set di istruzioni ottimizzati cablati nel circuito che possono accelerare le istruzioni familiari loro inviate. 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 Cosa devi sapere sul Ivy Bridge di Intel [MakeUseOf Explains]Intel ha appena rilasciato il suo nuovo processore aggiornato, nome in codice Ivy Bridge, sia per desktop che per laptop. Troverai questi nuovi prodotti elencati come serie 3000 e puoi acquistarne almeno alcuni ... Leggi di più "I transistor sono a soli 22 nm e c'è ancora molto da fare prima che i ricercatori incontrino un limite fisico. Immagina che tutta questa elaborazione avvenga in uno spazio così piccolo. Vedremo come miglioreranno i processori una volta arrivati ​​così lontano.

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

Crediti immagine: Olivander, Bernat Gallemí, Dominik Bartsch, Ioan Sameli, Amministrazione nazionale per la sicurezza nucleare