Qu'est-ce qu'un cœur de processeur? [MakeUseOf explique]

Publicité

Chaque ordinateur possède un processeur, qu’il s’agisse d’un petit processeur efficace ou d’une grande puissance, sinon il ne pourrait pas fonctionner. Bien sûr, le processeur, également appelé CPU ou Central Processing Unit, est un élément important d'un système qui fonctionne, mais ce n'est pas le seul.

Les processeurs d'aujourd'hui sont presque tous au moins dual-core, ce qui signifie que l'ensemble du processeur lui-même contient deux cœurs distincts avec lesquels il peut traiter les informations. Mais que sont les cœurs de processeur et que font-ils exactement?

Que sont les noyaux?

Un cœur de processeur est une unité de traitement qui lit des instructions pour effectuer des actions spécifiques. Les instructions sont enchaînées afin que, lorsqu'elles sont exécutées en temps réel, elles constituent votre expérience informatique. Littéralement, tout ce que vous faites sur votre ordinateur doit être traité par votre processeur. Chaque fois que vous ouvrez un dossier, cela nécessite votre processeur. Lorsque vous tapez dans un document Word, cela nécessite également votre processeur. Des choses comme dessiner l'environnement de bureau, les fenêtres et les graphiques de jeu sont le travail de votre carte graphique - qui contient des centaines de processeurs pour travailler rapidement sur les données simultanément - mais dans une certaine mesure, ils nécessitent toujours votre processeur ainsi que.

Comment ils travaillent

Les conceptions des processeurs sont extrêmement complexes et varient considérablement entre les entreprises et même les modèles. Leurs architectures - actuellement «Ivy Bridge» pour Intel et "Piledriver" pour AMD - sont constamment améliorés pour offrir le maximum de performances dans le moins d'espace et de consommation d'énergie. Mais malgré toutes les différences architecturales, les processeurs passent par quatre étapes principales chaque fois qu'ils traitent des instructions: récupérer, décoder, exécuter et réécrire.

Récupérer

L'étape de récupération correspond à ce que vous attendez d'elle. Ici, le cœur du processeur récupère les instructions qui l'attendent, généralement à partir d'une sorte de mémoire. Cela pourrait inclure de la RAM, mais dans les cœurs de processeur modernes, les instructions attendent généralement déjà le cœur dans le cache du processeur. Le processeur possède une zone appelée compteur de programmes qui agit essentiellement comme un signet, permettant au processeur de savoir où se termine la dernière instruction et où commence la suivante.

Décoder

Une fois qu'il a récupéré l'instruction immédiate, il continue de la décoder. Les instructions impliquent souvent plusieurs zones du cœur du processeur - telles que l'arithmétique - et le cœur du processeur doit le comprendre. Chaque partie a quelque chose appelé un opcode qui indique au cœur du processeur ce qui doit être fait avec les informations qui le suivent. Une fois que le cœur du processeur a tout compris, les différentes zones du cœur lui-même peuvent fonctionner.

Exécuter

L'étape d'exécution est l'endroit où le processeur sait ce qu'il doit faire et va de l'avant et le fait. Ce qui se passe exactement ici varie considérablement en fonction des zones du cœur du processeur utilisées et des informations qui y sont insérées. Par exemple, le processeur peut faire de l'arithmétique à l'intérieur de l'ALU, ou unité logique arithmétique. Cette unité peut se connecter à différentes entrées et sorties pour calculer les nombres et obtenir le résultat souhaité. Les circuits à l'intérieur de l'ALU font toute la magie, et c'est assez complexe à expliquer, donc je vais laisser cela pour vos propres recherches si vous êtes intéressé.

Écriture différée

La dernière étape, appelée écriture différée, remet simplement en mémoire le résultat de ce qui a été travaillé. La destination exacte de la sortie dépend des besoins de l'application en cours d'exécution, mais elle reste souvent dans les registres du processeur pour un accès rapide car les instructions suivantes l'utilisent souvent. À partir de là, il sera pris en charge jusqu'à ce qu'une partie de cette sortie doive être à nouveau traitée, ce qui peut signifier qu'elle entre dans la RAM.

C’est juste un cycle

L'ensemble de ce processus est appelé un cycle d'instructions. Ces cycles d'instruction se déroulent de manière ridiculement rapide, surtout maintenant que nous avons des processeurs puissants à hautes fréquences. De plus, l'ensemble de notre CPU avec ses multiples cœurs le fait sur chaque cœur, de sorte que les données peuvent être croisées à peu près autant de fois plus rapide que votre processeur a des cœurs que s'il était bloqué avec un seul cœur similaire performance. Les processeurs ont également des jeux d'instructions optimisés câblés dans les circuits, ce qui peut accélérer les instructions familières qui leur sont envoyées. Un exemple populaire est SSE.

Conclusion

N'oubliez pas qu'il s'agit d'une description très simple de ce à quoi les processeurs - en réalité, ils sont beaucoup plus complexes et font beaucoup plus que ce que nous pensons. La tendance actuelle est que les fabricants de processeurs tentent de rendre leurs puces aussi efficaces que possible, et cela inclut le rétrécissement des transistors. Ivy Bridge Ce que vous devez savoir sur le Ivy Bridge d'Intel [MakeUseOf explique]Intel vient de publier son nouveau processeur mis à jour, nommé Ivy Bridge, pour les ordinateurs de bureau et les ordinateurs portables. Vous trouverez ces nouveaux produits répertoriés dans la série 3000 et vous pouvez en acheter au moins certains ... Lire la suite Les transistors ne mesurent que 22 nm et il reste encore beaucoup à faire avant que les chercheurs ne rencontrent une limite physique. Imaginez tout ce traitement se produisant dans un si petit espace. Nous verrons comment les processeurs s'améliorent une fois que nous aurons atteint ce stade.

Où pensez-vous que les processeurs iront ensuite? Quand prévoyez-vous voir des processeurs quantiques, en particulier sur les marchés personnels? Faites le nous savoir dans les commentaires!

Crédits image: Olivander, Bernat Gallemí, Dominik Bartsch, Ioan Sameli, Administration nationale de la sécurité nucléaire