Принцип работы современного компьютерного процессора

Как работает процессор компьютера?

Процессор – это, без сомнения, главный компонент любого компьютера. Именно этот небольшой кусочек кремния, размером в несколько десятков миллиметров выполняет все те сложные задачи, которые вы ставите перед своим компьютером. Здесь выполняется операционная система, а также все программы. Но как все это работает? Этот вопрос мы попытаемся разобрать в нашей сегодняшней статье.

Процессор управляет данными на вашем компьютере и выполняют миллионы инструкций в секунду. И под словом процессор, я подразумеваю именно то, что оно на самом деле означает – небольшой чип из кремния, который фактически выполняет все операции на компьютере. Перед тем как перейти к рассмотрению как работает процессор, нужно сначала подробно рассмотреть что это такое и из чего он состоит.

Что такое процессор или CPU?

Сначала давайте рассмотрим что такое процессор. CPU или central processing unit (центральное обрабатывающее устройство) – который представляет из себя микросхему с огромным количеством транзисторов, сделанную на кристалле кремния. Первый в мире процессор был разработан корпорацией Intel в 1971 году.

Все началось с модели Intel 4004. Он умел выполнять только вычислительные операции и мог обрабатывать только 4 байта данных. Следующая модель вышла в 1974 году  – Intel 8080 и мог обрабатывать уже 8 бит информации. Дальше были 80286, 80386, 80486. Именно от этих процессоров произошло название архитектуры.

Мы не будем рассматривать транзисторы, переместимся на уровень выше. Каждый процессор состоит из таких компонентов:

• Ядро – здесь выполняется вся обработка информации и математические операции, ядер может быть несколько;
• Дешифратор команд – этот компонент относится к ядру, он преобразует программные команды в набор сигналов, которые будут выполнять транзисторы ядра;
• Кэш – область сверхбыстрой памяти, небольшого объема, в которой хранятся данные, прочитанные из ОЗУ;
• Регистры – это очень быстрые ячейки памяти, в которых хранятся сейчас обрабатываемые данные. Их есть всего несколько и они имеют ограниченный размер – 8, 16 или 32 бит именно от этот зависит разрядность процессора;
• Сопроцессор – отдельное ядро, которое оптимизировано только для выполнения определенных операций, например, обработки видео или шифрования данных;
• Адресная шина – для связи со всеми, подключенными к материнской плате устройствами, может иметь ширину 8, 16 или 32 бит;
• Шина данных – для связи с оперативной памятью. С помощью нее процессор может записывать данные в память или читать их оттуда. Шина памяти может быть 8, 16 и 32 бит, это количество данных, которое можно передать за один раз;
• Шина синхронизации – позволяет контролировать частоту процессора и такты работы;
• Шина перезапуска – для обнуления состояния процессора;

Главным компонентом можно считать ядро или вычислительное-арифметическое устройство, а также регистры процессора. Все остальное помогает работать этим двум компонентам. Давайте рассмотрим какими бывают регистры и какое у них предназначение.

• Регистры A, B, C – предназначены для хранения данных во время обработки, да, их только три, но этого вполне достаточно;
• EIP – содержит адрес следующей инструкции программы в оперативной памяти;
• ESP – адрес данных в оперативной памяти;
• Z – содержит результат последней операции сравнения;

Конечно, это далеко не все регистры памяти, но эти самые главные и ими больше всего пользуется процессор во время выполнения программ. Ну а теперь, когда вы знаете из чего состоит процессор, можно рассмотреть как он работает.

Вычислительное ядро процессора может выполнять только математические операции, операции сравнения и перемещение данных между ячейками и оперативной памятью, но этого вполне достаточно, чтобы вы могли играть игры, смотреть фильмы и просматривать веб-страницы и многое другое.

Фактически любая программа состоит из таких команд: переместить, сложить, умножить, делить, разница и перейти к инструкции если выполняется условие сравнения. Конечно, это далеко не все команды, есть другие, которые объединяют между собой уже перечисленные или упрощают их использование.

Все перемещения данных выполняются с помощью инструкции перемещения (mov), эта инструкция перемещает данные между ячейками регистров, между регистрами и оперативной памятью, между памятью и жестким диском.

Для арифметических операций есть специальные инструкции. А инструкции перехода нужны для выполнения условий, например, проверить значение регистра A и если оно не равно нулю, то перейти к инструкции по нужному адресу.

Также с помощью инструкций перехода можно создавать циклы.

Все это очень хорошо, но как же все эти компоненты взаимодействуют между собой? И как транзисторы понимают инструкции? Работой всего процессора управляет дешифратор инструкций. Он заставляет каждый компонент делать то, что ему положено. Давайте рассмотрим что происходит когда нужно выполнить программу.

На первом этапе дешифратор загружает адрес первой инструкции программы в памяти в регистр следующей инструкции EIP, для этого он активирует канал чтения и открывает транзистор-защелку чтобы пустить данные в регистр EIP.

Во втором тактовом цикле дешифратор инструкций преобразует команду в набор сигналов для транзисторов вычислительного ядра, которые выполняют ее и записывают результат в один из регистров, например, С.

Каждая инструкция уже закодирована последовательностью транзисторов, и преобразованная в сигналы, она вызывает физические изменения в процессоре, например, изменению положения защелки, которая позволяет записать данные в ячейку памяти и так далее. На выполнение разных команд нужно разное количество тактов, например, для одной команды может понадобиться 5 тактов, а для другой, более сложной до 20. Но все это еще зависит от количества транзисторов в самом процессоре.

Ну с этим все понятно, но это все будет работать только если выполняется одна программа, а если их несколько и все одновременно. Можно предположить, что у процессора есть несколько ядер, и тогда на каждом ядре выполняется отдельная программ. Но нет, на самом деле там таких ограничений нет.

В один определенный момент может выполняться только одна программа. Все процессорное время разделено между всеми запущенными программами, каждая программа выполняется несколько тактов, затем процессор передается другой программе, а все содержимое регистров сохраняется в оперативную память. Когда управление возвращается этой программе, то в регистры грузятся ранее сохраненные значения.

Выводы

Вот и все, в этой статье мы рассмотрели как работает процессор компьютера, что такое процессор и из чего он состоит. Возможно, это немного сложно, но мы рассмотрели все более просто. Надеюсь, теперь вам стало более ясно то, как работает это очень сложное устройство.

На завершение видео об истории создания процессоров:

Источник: //losst.ru/kak-rabotaet-protsessor-kompyutera

Как работает процессор компьютера? Принцип работы

Практически все знают, что в компьютере главным элементом среди всех «железных» компонентов является центральный процессор. Но круг людей, которые представляют себе, как работает процессор, является весьма ограниченным.

Большинство пользователей об этом и понятия не имеют. И даже когда система вдруг начинает «тормозить», многие считают, что это процессор плохо работает, и не придают значения другим факторам.

Для полного понимания ситуации рассмотрим некоторые аспекты работы ЦП.

Что такое центральный процессор?

Центральный процессор (ЦП или в английском варианте CPU) является сердцем любой компьютерной системы. На него возложены все вычислительные операции, причем не только арифметические или вычисления с плавающей запятой (изменяющаяся мантисса), но и логические.

Сам процессор представляет собой небольшую квадратную пластину (чип), внутри которой находятся миллионы транзисторов. Иногда это устройство называют еще интегральной микросхемой.

Из чего состоит процессор?

Если говорить о том, как работает процессор Intel или его конкурент AMD, нужно посмотреть, как устроены эти чипы. Первый микропроцессор (кстати, именно от Intel, модель 4040) появился еще в далеком 1971 году. Он мог выполнять только простейшие операции сложения и вычитания с обработкой всего лишь 4 бит информации, т. е. имел 4-битную архитектуру.

Современные процессоры, как и первенец, основаны на транзисторах и обладают куда большим быстродействием.

Изготавливаются они методом фотолитографии из определенного числа отдельных кремниевых пластинок, составляющих единый кристалл, в который как бы впечатаны транзисторы. Схема создается на специальном ускорителе разогнанными ионами бора.

Во внутренней структуре процессоров основными компонентами являются ядра, шины и функциональные частицы, называемые ревизиями.

Основные характеристики

Как и любое другое устройство, процессор характеризуется определенными параметрами, которые, отвечая на вопрос, как работает процессор, обойти стороной нельзя. Прежде всего это:

• количество ядер;
• число потоков;
• размер кэша (внутренней памяти);
• тактовая частота;
• быстрота шины.

Пока остановимся на тактовой частоте. Не зря процессор называют сердцем компьютера. Как и сердце, он работает в режиме пульсации с определенным количеством тактов в секунду. Тактовая частота измеряется в МГц или в ГГц. Чем она выше, тем больше операций может выполнить устройство.

На какой частоте работает процессор, можно узнать из его заявленных характеристик или посмотреть информацию в сведениях о системе. Но в процессе обработки команд частота может меняться, а при разгоне (оверлокинге) увеличиваться до экстремальных пределов. Таким образом, заявленная тактовая частота является всего лишь усредненным показателем.

Количество ядер – показатель, определяющий число вычислительных центров процессора (не путать с потоками – количество ядер и потоков могут не совпадать). За счет такого распределения появляется возможность перенаправления операций на другие ядра, за счет чего повышается общая производительность.

Как работает процессор: обработка команд

Теперь немного о структуре исполняемых команд. Если посмотреть, как работает процессор, нужно четко представлять себе, что любая команда имеет две составляющие – операционную и операндную.

Операционная часть указывает, что должна выполнить в данный момент компьютерная система, операнда определяет то, над чем должен работать именно процессор. Кроме того, ядро процессора может содержать два вычислительных центра (контейнера, потока), которые разделяют выполнение команды на несколько этапов:

• выработка;
• дешифрование;
• выполнение команды;
• обращение к памяти самого процессора
• сохранение результата.

Сегодня применяется раздельное кэширование в виде использования двух уровней кэш-памяти, что позволяет избежать перехвата двумя и более командами обращения к одному из блоков памяти.

Процессоры по типу обработки команд разделяют на линейные (выполнение команд в порядке очереди их записи), циклические и разветвляющиеся (выполнение инструкций после обработки условий ветвления).

Выполняемые операции

Среди основных функций, возложенных на процессор, в смысле выполняемых команд или инструкций различают три основные задачи:

• математические действия на основе арифметико-логического устройства;
• перемещение данных (информации) из одного типа памяти в другой;
• принятие решения по исполнению команды, и на его основе – выбор переключения на выполнения других наборов команд.

Взаимодействие с памятью (ПЗУ и ОЗУ)

В этом процессе следует отметить такие компоненты, как шина и канал чтения и записи, которые соединены с запоминающими устройствами. ПЗУ содержит постоянный набор байт. Сначала адресная шина запрашивает у ПЗУ определенный байт, затем передает его на шину данных, после чего канал чтения меняет свое состояние и ПЗУ предоставляет запрошенный байт.

Но процессоры могут не только считывать данные из оперативной памяти, но и записывать их. В этом случае используется канал записи.

Но, если разобраться, по большому счету современные компьютеры чисто теоретически могли бы и вовсе обойтись без ОЗУ, поскольку современные микроконтроллеры способны размещать нужные байты данных непосредственно в памяти самого процессорного чипа. Но вот без ПЗУ обойтись никак нельзя.

Кроме всего прочего, старт системы запускается с режима тестирования оборудования (команды BIOS), а только потом управление передается загружаемой операционной системе.

Как проверить, работает ли процессор?

Теперь посмотрим на некоторые аспекты проверки работоспособности процессора. Нужно четко понимать, что, если бы процессор не работал, компьютер бы не смог начать загрузку вообще.

Другое дело, когда требуется посмотреть на показатель использования возможностей процессора в определенный момент.

Сделать это можно из стандартного «Диспетчера задач» (напротив любого процесса указано, сколько процентов загрузки процессора он дает).

Кроме того, можно задействовать несколько ядер процессора, используя для этого конфигурацию системы (msconfig) и дополнительные параметры загрузки.

Возможные проблемы

Наконец, несколько слов о проблемах. Вот многие пользователи часто спрашивают, мол, почему процессор работает, а монитор не включается? К центральному процессору эта ситуация не имеет никакого отношения.

Дело в том, что при включении любого компьютера сначала тестируется графический адаптер, а только потом все остальное.

Возможно, проблема состоит как раз в процессоре графического чипа (все современные видеоускорители имеют собственные графически процессоры).

Но на примере функционирования человеческого организма нужно понимать, что в случае остановки сердца умирает весь организм. Так и с компьютерами. Не работает процессор – «умирает» вся компьютерная система.

Источник: //fb.ru/article/287549/kak-rabotaet-protsessor-kompyutera-printsip-rabotyi

Как процессор влияет на производительность компьютера

Процессор является основной частью любого компьютерного устройства. Но многие пользователи имеют очень слабое представление о том, что такое процессор в компьютере и какую функцию он выполняет.

Хотя в современном мире это важная информация, зная которую можно избежать многих серьезных заблуждений. Если вы хотите узнать больше о чипе, который обеспечивает работоспособность вашего компьютера, вы обратились по адресу.

Из этой статьи вы узнаете, для чего нужен процессор и как он влияет на производительность всего устройства.

Что такое центральный процессор

В данном случае, речь идет о центральном процессоре. Ведь в компьютере есть и другие, например, видеопроцессор.

Центральный процессор – это основная часть компьютера, которая представляет собой электронный блок или интегральную схему. Он выполняет машинные инструкции, или же код программы, и является основой аппаратного обеспечения устройства.

Говоря проще, это сердце и мозг компьютера. Именно благодаря ему работает все остальное, он обрабатывает потоки данных и управляет работой всех частей общей системы.

Нижнюю часть чипа занимают контакты, через которые чипсет и осуществляет взаимодействие с остальной системой. Открыв крышку системного блока своего компьютера, вы легко сможете найти процессор, если только он не закрыт системой охлаждения.

Пока ЦП не отдаст соответствующую команду, компьютер не сможет осуществить даже самую простую операцию, например, сложить два числа. Что бы вы ни хотели осуществить на своем ПК, любое действие предполагает обращение к процессору. Именно поэтому он и является такой важной составляющей компьютера.

Современные центральные процессоры способны не только справляться со своими основными задачами, но и могут частично заменять видеокарту. Новые чипы выпускаются с отдельно отведенным местом для выполнения функций видеоконтроллера.

Этот видеоконтроллер осуществляет все базовые необходимые действия, которые нужны от видеокарты. В качестве видеопамяти, при этом, используется оперативка. Но не стоит заблуждаться, что мощный современный процессор может полностью заменить видеокарту.

  Топ лучших внешних видеокарт для ноутбука

Даже средний класс видеокарт оставляет видеоконтроллер процессоров далеко позади. Так что, вариант компьютера без видеокарты подходит разве что для офисных устройств, которые не предполагают выполнения каких-либо сложных задач, связанных с графикой.

В таких случаях действительно есть возможность сэкономить. Ведь можно просто чипсет процессор с хорошим видеоконтроллером и не тратиться на видеокарту.

Как работает процессор

Что такое процессор вроде разобрались. Но как же он работает? Это долгий и сложный процесс, но если в нем разобраться, все достаточно легко. Принцип работы центрального процессора можно рассмотреть поэтапно.

Сначала программа загружается в оперативную память, откуда черпает все необходимые сведения и набор команд обязательных к выполнению управляющий блок процессора. Затем все эти данные поступают в буферную память, так называемый КЭШ процессора.

Из буфера выходит информация, которую делят на два типа: инструкции и значения. И те и те попадают в регистры. Регистры представляют собой ячейки памяти, встроенные в чипсет. Они также бывают двух видов, в зависимости от типа информации, которую они получают: регистры команд и регистры данных.

Именно сюда и попадают данные из регистров. После этого арифметико-логическое устройство считывает поступившие данные и исполняет команды, которые необходимы для обработки получившихся в итоге чисел.

Тут нас снова ждет раздвоение. Итоговые результаты делятся на законченные и незаконченные. Они идут обратно в регистры, а законченные поступают в буферную память.

КЭШ процессора состоит из двух основных уровней: верхнего и нижнего. Самые последние команды и данные отправляются в верхний кэш, а те, которые не используются, идут в нижний.

То есть, вся информация, находящаяся на третьем уровне, перебирается на второй, с которого, в свою очередь, данные идут на первый. А ненужные данные наоборот отправляются на нижний уровень.

После того как вычислительный цикл закончится, его результаты снова записываются в оперативную память компьютера. Это происходит для того, чтобы кэш центрального процессора был освобожден и доступен для новых операций.

Но иногда случаются ситуации, когда буферная память оказывается полностью заполненной, и для новых операций нет места. В таком случае, данные, которые на данный момент не используются, идут в оперативную память или же на нижний уровень памяти процессора.

  Способы подключения джойстика от PS к компьютеру

Виды процессоров

Разобравшись с принципом работы ЦП, пришло время сравнить разные его виды. Видов процессора много. Бывают как слабые одноядерные модели, так и мощные устройства с множеством ядер. Есть те, которые предназначены исключительно для офисной работы, а есть такие, что необходимы для самых современных игр.

На данный момент есть два основных создателя процессоров – это AMD и Intel. Именно они и производят самые актуальные и востребованные чипы. Нужно понимать, что разница между чипами этих двух компаний заключается не в количестве ядер или общей производительности, а в архитектуре.

То есть, продукты этих двух компаний строятся по разным принципам. И у каждого создателя свой уникальный вид процессора, имеющий отличную от конкурента структуру.

Нужно отметить, что у обоих вариантов существуют свои сильные и слабые стороны. К примеру, Intel отличаются такими плюсами:

• Меньшая энергозатратность;
• Большинство создателей железа ориентируются именно на взаимодействие с процессорами Intel;
• В играх производительность выше;
• Intel проще взаимодействовать с оперативной памятью компьютера;
• Операции, реализуемые только с одной программой, быстрее выполняются на Intel.

В то же время, присутствуют и свои минусы:

• Как правило, стоимость чипсетов Intel дороже, чем аналог AMD;
• При работе с несколькими тяжелыми программами падает производительность;
• Графические ядра слабее, чем у конкурента.

AMD отличаются следующими преимуществами:

• Гораздо более выгодное соотношение цены и качества;
• Способны обеспечить надежную работу всей системы;
• Присутствует возможность разогнать процессор, увеличив на 10-20% его мощность;
• Более мощные интегрированные графические ядра.

Однако AMD уступает по следующим параметрам:

• Взаимодействие с оперативной памятью происходит хуже;
• На работу процессора тратится больше электроэнергии;
• Частота работы на втором и третьем уровнях буферной памяти ниже;
• В играх производительность ниже.

Хоть и выделяются свои плюсы и минусы, компании продолжают выпускать лучшие процессоры. Вам остается выбрать, какой предпочтительнее именно для вас. Ведь нельзя однозначно сказать, что одна фирма лучше другой.

  Обзор Aerocool Aero-1000 – универсальный корпус для ПК

Вывод

Центральный процессор играет не просто одну из важнейших, но даже можно сказать основную роль в работе компьютера. Именно от него будет зависеть производительность всего устройства, а так же задачи, для которых вообще его возможно использовать.

Но это не значит, что обязательно покупать самый мощный процессор для средненького компьютера. Подберите оптимальную модель, которая будет соответствовать вашим требованиям.

Источник: //GeekHard.ru/kak-protsessor-vliyaet-na-proizvoditelnost-kompyutera/

Устройство процессора

Процессор – этоосновное устройство ЭВМ, выполняющеелогические и арифметические операции,и осуществляющее управление всемикомпонентами ЭВМ.

Процессор представляетсобой миниатюрную тонкую кремниевуюпластинку прямоугольной формы, накоторой размещается огромное количествотранзисторов, реализующих все функции,выполняемые процессором.

Кремневаяпластинка – очень хрупкая, а так как еелюбое повреждение приведет к выходу изстроя процессора, то она помещается впластиковый или керамический корпус.

1.Введение2.Ядро процессора2.1.Принцип работы ядра процессора2.2.Способы повышения производительностиядра процессора2.2.1.Конвейеризация2.2.2.Суперскалярность2.2.3.Параллельная обработка данных2.2.4.Технология Hyper-threading2.2.5.Технология Turbo Boost.2.2.6.Эффективность выполнения команд.2.3Способы снижения энергопотребленияядра процессора3.КЭШ-память

1. Введение

Современныйпроцессор – это сложное и высокотехнологическоеустройство, включающее в себя все самыепоследние достижения в областивычислительной техники и сопутствующихобластей науки.

Большинствосовременных процессоров состоит из:

• одного или нескольких ядер, осуществляющих выполнение всех инструкций;

• нескольких уровней КЭШ-памяти (обычно, 2 или три уровня), ускоряющих взаимодействие процессора с ОЗУ;

• контроллера ОЗУ;

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

И характеризуетсяследующими параметрами:

• типом микроархитектуры;

• тактовой частотой;

• набором выполняемых команд;

• количеством уровней КЭШ-памяти и их объемом;

• типом и скоростью системной шины;

• размерами обрабатываемых слов;

• наличием или отсутствием встроенного контроллера памяти;

• типом поддерживаемой оперативной памяти;

• объемом адресуемой памяти;

• наличием или отсутствием встроенного графического ядра;

• энергопотреблением.

Упрощеннаяструктурная схема современногомногоядерного процессора представленана рисунке 1.

Начнем обзорустройства процессора с его основнойчасти – ядра.

2. Ядро процессора

Ядро процессора– это его основная часть, содержащаявсе функциональные блоки и осуществляющаявыполнение всех логических и арифметическихопераций.

На рисунке 1приведена структурная схема устройстваядра процессора. Как видно на рисунке,каждое ядро процессора состоит изнескольких функциональных блоков:

• блока выборки инструкций;

• блоков декодирования инструкций;

• блоков выборки данных;

• управляющего блока;

• блоков выполнения инструкций;

• блоков сохранения результатов;

• блока работы с прерываниями;

• ПЗУ, содержащего микрокод;

• набора регистров;

• счетчика команд.

Блоквыборки инструкций осуществляетсчитывание инструкций по адресу,указанному в счетчике команд. Обычно,за такт он считывает несколько инструкций.

Количество считываемых инструкцийобусловлено количеством блоковдекодирования, так как необходимо накаждом такте работы максимально загрузитьблоки декодирования.

Для того чтобыблок выборки инструкций работалоптимально, в ядре процессора имеетсяпредсказатель переходов.

Предсказательпереходов пытаетсяопределить, какая последовательностькоманд будет выполняться после совершенияперехода. Это необходимо, чтобы послеусловного перехода максимально нагрузитьконвейер ядра процессора.

Блокидекодирования,как понятно из названия, – это блоки,которые занимаются декодированиеминструкций, т.е. определяют, что надосделать процессору, и какие дополнительныеданные нужны для выполнения инструкции.

Задача эта для большинства современныхкоммерческих процессоров, построенныхна базе концепции CISC, – очень сложная.

Часто отдельныесложные команды приходится заменятьмикрокодом – серией простых инструкций,в совокупности выполняющих то жедействие, что и одна сложная инструкция.Набор микрокода прошит в ПЗУ, встроенномв процессоре.

К тому же микрокод упрощаетразработку процессора, так как отпадаетнадобность в создании сложноустроенныхблоков ядра для выполнения отдельныхкоманд, да и исправить микрокод гораздопроще, чем устранить ошибку вфункционировании блока.

В современныхпроцессорах, обычно, бывает 2-4 блокадекодирования инструкций, например, впроцессорах Intel Core 2 каждое ядро содержитпо два таких блока.

Блокивыборки данных осуществляютвыборку данных из КЭШ-памяти или ОЗУ,необходимых для выполнения текущихинструкций. Обычно, каждое процессорноеядро содержит несколько блоков выборкиданных. Например, в процессорах Intel Coreиспользуется по два блока выборки данныхдля каждого ядра.

Управляющийблок наосновании декодированных инструкцийуправляет работой блоков выполненияинструкций, распределяет нагрузку междуними, обеспечивает своевременное иверное выполнение инструкций. Это одиниз наиболее важных блоков ядра процессора.

Блокивыполнения инструкций включаютв себя несколько разнотипных блоков:

ALU – арифметическоелогическое устройство;

FPU – устройствопо выполнению операций с плавающейточкой;

Блоки для обработкирасширения наборов инструкций.Дополнительные инструкции используютсядля ускорения обработки потоков данных,шифрования и дешифрования, кодированиявидео и так далее. Для этого в ядропроцессора вводят дополнительныерегистры и наборы логики. На данныймомент наиболее популярными расширенияминаборов инструкция являются:

MMX (Multimedia Extensions) –набор инструкций, разработанный компаниейIntel, для ускорения кодирования идекодирования потоковых аудио ивидео-данных;

SSE (Streaming SIMDExtensions) – набор инструкций, разработанныйкомпанией Intel, для выполнения одной итой же последовательности операций надмножеством данных с распараллеливаниемвычислительного процесса. Наборы командпостоянно совершенствуются, и на данныймомент имеются ревизии: SSE, SSE2, SSE3, SSSE3,SSE4;

ATA (Application TargetedAccelerator) – набор инструкций, разработанныйкомпанией Intel, для ускорения работыспециализированного программногообеспечения и снижения энергопотребленияпри работе с такими программами. Этиинструкции могут использоваться,например, при расчете контрольных суммили поиска данных;

AES (Advanced EncryptionStandard) – набор инструкций, разработанныйкомпанией Intel, для ускорения работыприложений, использующих шифрованиеданных по одноименному алгоритму.

Блоксохранения результатов обеспечиваетзапись результата выполнения инструкциив ОЗУ по адресу, указанному в обрабатываемойинструкции.

Блокработы с прерываниями. Работас прерываниями – одна из важнейшихзадач процессора, позволяющая емусвоевременно реагировать на события,прерывать ход работы программы ивыполнять требуемые от него действия.Благодаря наличию прерываний, процессорспособен к псевдопараллельной работе,т.е. к, так называемой, многозадачности.

Обработка прерыванийпроисходит следующим образом. Процессорперед началом каждого цикла работыпроверяет наличие запроса на прерывание.Если есть прерывание для обработки,процессор сохраняет в стек адресинструкции, которую он должен былвыполнить, и данные, полученные послевыполнения последней инструкции, ипереходит к выполнению функции обработкипрерывания.

После окончаниявыполнения функции обработки прерывания,из стека считываются сохраненные в негоданные, и процессор возобновляетвыполнение восстановленной задачи.

Регистры –сверхбыстрая оперативная память (доступк регистрам в несколько раз быстреедоступа к КЭШ-памяти) небольшого объема(несколько сотен байт), входящая в составпроцессора, для временного храненияпромежуточных результатов выполненияинструкций. Регистры процессора делятсяна два типа: регистры общего назначенияи специальные регистры.

Регистры общегоназначения используются при выполненииарифметических и логических операций,или специфических операций дополнительныхнаборов инструкций (MMX, SSE и т.д.).

Регистры специальногоназначения содержат системные данные,необходимые для работы процессора. Ктаким регистрам относятся, например,регистры управления, регистры системныхадресов, регистры отладки и т.д. Доступк этим регистрам жестко регламентирован.

Счетчиккоманд –регистр, содержащий адрес команды,которую процессор начнет выполнять наследующем такте работы.

Источник: //StudFiles.net/preview/4403352/