Керуючий блок на підставі декодованих інструкцій управляє роботою блоків виконання інструкцій, розподіляє навантаження між ними, забезпечує своєчасне і вірне виконання інструкцій. Це один з найбільш важливих блоків ядра процесора.
Блоки виконання інструкцій включають декілька різнотипних блоків: - арифметичне логічний пристрій; - пристрій з виконання операцій з плаваючою крапкою;
Блоки для обробки розширення наборів інструкцій.
Додаткові інструкції використовуються для прискорення обробки потоків даних, шифрування і дешифрування, кодування відео і так далі. Для цього в ядро ??процесора вводять додаткові регістри та набори логіки.
Найбільш популярними розширеннями наборів інструкція є: (Multimedia Extensions) - набір інструкцій, розроблений компанією Intel, для прискорення кодування і декодування потокових аудіо і відео-даних; (Streaming SIMD Extensions) - набір інструкцій, розроблений компанією Intel, для виконання однієї і тій же послідовності операцій над безліччю даних з розпаралелюванням обчислювального процесу. Набори команд постійно вдосконалюються, і на даний момент є ревізії: SSE, SSE2, SSE3, SSSE3, SSE4; (Application Targeted Accelerator) - набір інструкцій, розроблений компанією Intel, для прискорення роботи спеціалізованого програмного забезпечення і зниження енергоспоживання при роботі з такими програмами. Ці інструкції можуть використовуватися, наприклад, при розрахунку контрольних сум або пошуку даних;
DNow - набір інструкцій, розроблений компанією AMD, для розширення можливостей набору інструкцій MMX; (Advanced Encryption Standard) - набір інструкцій, розроблений компанією Intel, для прискорення роботи додатків, що використовують шифрування даних за однойменним алгоритмом.
Блок збереження результатів забезпечує запис результату виконання інструкції в ОЗУ за адресою, вказаною в оброблюваної інструкції.
Блок роботи з перериваннями. Робота з перериваннями - одна з найважливіших завдань процесора, що дозволяє йому своєчасно реагувати на події, переривати хід роботи програми і виконувати необхідні від нього дії. Завдяки наявності переривань, процесор здатний до псевдопараллельной роботі, тобто до, так званої, багатозадачності.
Обробка переривань відбувається наступним чином. Процесор перед початком кожного циклу роботи перевіряє наявність запиту на переривання. Якщо є переривання для обробки, процесор зберігає в стек адреса інструкції, яку він повинен був виконати, і дані, отримані після виконання останньої інструкції, і переходить до виконання функції обробки переривання.
Після закінчення виконання функції обробки переривання, з стека зчитуються збережені в нього дані, і процесор відновлює виконання відновленої завдання.
Регістри - надшвидка оперативна пам'ять (доступ до регістрів в кілька разів швидше доступу до КЕШ-пам'яті) невеликого обсягу (кілька сотень байт), що входить до складу процесора, для тимчасового зберігання проміжних результатів виконання інструкцій. Регістри процесора діляться на два типи: регістри загального призначення і спеціальні регістри.
Регістри загального призначення використовуються при виконанні арифметичних і логічних операцій, або специфічних операцій додаткових наборів інструкцій (MMX, SSE і т.д.).
Регістри спеціального призначення містять системні дані, необхідні для роботи процесора. До таких регістрів належать, наприклад, регістри управління, регістри системних адрес, регістри налагодження і т.д. Доступ до цих регістрів жорстко регламентований.
Лічильник команд - регістр, що містить адресу команди, яку процесор почне виконувати на наступному такті роботи.
Центральний процесор lt; # 347 src= doc_zip3.jpg / gt;
Рис. 1.3 - Схема роботи процесора
Одночасно в конвеєрі може перебувати 5 або 6 команд, кожна на різній стадії роботи з нею. Таким чином, після завершення виконання однієї команди відразу починається виконання іншої, яка до цього моменту вже залучена з памяти і дешифрована. Механізм конвейеризации значно збільшує швидкодію комп'ютера.
1.3 Принцип роботи багатоядерних процесорів
Давайте згадаємо історію розвитку процесорів. Якщо розглядати історію розвитку починаючи з найперших центральних процесорів (i8086), то безумовно те, що підвищення продуктивності досягалося шляхом підвищення тактової частоти. Але будь-яка технологія має свій технологічний межа. Адже при підвищенні робочої частоти тепловиділення процесорів зростає до дуже великих значень. У цій ситуації вже не допомагає ні активне теплоотведеніе, ні застосування понад тонких транзисторів.
Так як процесоробудування не стоїть на місці, вихід з цієї ситуації був звичайно ж знайдений - багатоядерність.
Багатоядерність - це розташування на одному кристалі декількох ядер, тобто як би два проце...
