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

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Chaque ordinateur a un processeur, que ce soit un petit processeur d'efficacité ou une grande puissance de performance, ou bien il ne pourrait pas fonctionner. Bien entendu, le processeur, aussi appelé CPU ou Central Processing Unit, est une partie importante d'un système en fonctionnement, mais ce n'est pas le seul.

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

Quels 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 pour 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 le dessin de 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 des données simultanément - mais dans une certaine mesure, ils nécessitent encore votre processeur.

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 améliorées pour offrir la plus grande quantité de performance dans un minimum 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 écrire.

Chercher

L'étape de récupération est 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 peut inclure de la RAM, mais dans les cœurs de processeurs modernes, les instructions attendent généralement le noyau à l'intérieur du cache du processeur. Le processeur a une zone appelée le compteur de programme qui agit essentiellement comme un signet, laissant le processeur savoir où la dernière instruction s'est terminée et la suivante commence.

Décoder

Une fois qu'il a récupéré l'instruction immédiate, il la décode. 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 noyau du processeur ce qui doit être fait avec les informations qui le suivent. Une fois que le cœur du processeur a compris tout cela, les différentes zones du noyau lui-même peuvent se mettre au travail.

Exécuter

L'étape d'exécution est où le processeur sait ce qu'il doit faire, et va de l'avant et le fait. Ce qui se passe exactement ici varie grandement en fonction des zones du cœur du processeur utilisées et des informations qui y sont introduites. A titre d'exemple, le processeur peut faire de l'arithmétique à l'intérieur de l'ALU, ou Arithmetic Logic Unit. Cette unité peut se connecter à différentes entrées et sorties pour croquer des nombres et obtenir le résultat désiré. Les circuits à l'intérieur de l'ALU font toute la magie, et c'est assez complexe à expliquer, alors je vais laisser cela pour votre propre recherche si vous êtes intéressé.

Reprise

L'étape finale, appelée writeback, place le résultat de ce qui a été travaillé en mémoire. L'emplacement exact 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. De là, il sera pris en charge jusqu'à ce que certaines parties de cette sortie doivent être traitées à nouveau, ce qui peut signifier qu'il va dans la RAM.

C'est juste un cycle

Tout ce processus est appelé un cycle d'instructions. Ces cycles d'instruction se produisent ridiculement vite, surtout maintenant que nous avons des processeurs puissants avec des fréquences élevées. De plus, l'ensemble de notre CPU avec ses multiples cœurs le fait sur chaque cœur, donc les données peuvent être croquées à peu près aussi vite que votre CPU a des cœurs que si elle était bloquée avec un seul noyau de performance similaire. Les processeurs ont également des jeux d'instructions optimisés câblés dans les circuits qui peuvent accélérer les instructions familières qui leur sont envoyées. Un exemple populaire est SSE.

Conclusion

N'oubliez pas que c'est une description très simple de ce que les transformateurs - en réalité, ils sont beaucoup plus complexes et font beaucoup plus que ce que nous réalisons. La tendance actuelle est que les fabricants de processeurs essaient de rendre leurs puces aussi efficaces que possible, ce qui inclut la réduction des transistors. Ce que vous devez savoir sur le pont Ivy d'Intel [MakeUseOf explique] Ce que vous devez savoir sur le pont Ivy d'Intel [Explication MakeUseOf] Intel vient de sortir son nouveau processeur, Ivy Bridge, pour les ordinateurs de bureau et portables. Vous trouverez ces nouveaux produits dans la série 3000 et vous pouvez en acheter au moins quelques-uns ... Les transistors de Read More ne font que 22nm, et il reste encore un peu 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'amélioreront une fois que nous serons aussi loin.

Où pensez-vous que les transformateurs vont aller ensuite? Quand pensez-vous voir les processeurs quantiques, en particulier dans les marchés personnels? Faites le nous savoir dans les commentaires!

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