İşlemci Çekirdeği Nedir? [MakeUseOf açıklar]

Her bilgisayarın bir işlemcisi vardır, ister küçük bir verimlilik işlemcisi, isterse yüksek performanslı bir güç santrali, yoksa işlev göremez. Tabii ki, CPU veya Merkezi İşlem Birimi olarak da adlandırılan işlemci, çalışan bir sistemin önemli bir parçasıdır, ancak tek değil.

Günümüzün işlemcileri neredeyse en azından çift çekirdeklidir, yani işlemcinin tamamı kendisinin bilgiyi işleyebileceği iki ayrı çekirdek içerir. Fakat işlemci çekirdeği nedir ve tam olarak ne yaparlar??

Çekirdek Nedir?

Bir işlemci çekirdeği, belirli eylemleri gerçekleştirmek için talimatları okuyan bir işlem birimidir. Talimatlar birlikte zincirlenmiştir, böylece gerçek zamanlı olarak çalıştırıldıklarında bilgisayar deneyiminizi oluştururlar. Kelimenin tam anlamıyla bilgisayarınızda yaptığınız her şeyin işlemciniz tarafından işlenmesi gerekir. Bir klasörü her açışınızda işlemciniz için bu gereklidir. Bir sözcük belgesine yazdığınızda, bu işlemcinizi de gerektirir. Masaüstü ortamını, pencereleri ve oyun grafiklerini çizmek gibi şeyler grafik kartınızın işidir - aynı anda veri üzerinde aynı anda hızlı bir şekilde çalışacak yüzlerce işlemci içerir - ancak yine de işlemcinize ihtiyaç duyarlar.

Onlar nasıl çalışır

İşlemcilerin tasarımları son derece karmaşıktır ve şirketler ve hatta modeller arasında geniş ölçüde farklılık gösterir. Mimarileri - şu anda “Sarmaşık köprü” Intel ve “piledriver” AMD için - en az miktarda alan ve enerji tüketiminde en fazla performansı sağlayacak şekilde sürekli geliştirilmektedir. Ancak tüm mimari farklılıklara rağmen, işlemciler talimatları işlerken dört ana adımdan geçer: getirme, kod çözme, yürütme ve geri yazma.

getirmek

Getirme adımı, beklediğiniz şeydir. Burada, işlemci çekirdeği, genellikle bir tür bellekten, onu bekleyen yönergeleri alır. Bu RAM içerebilir, ancak modern işlemci çekirdeğinde, talimatlar genellikle işlemci önbelleğinin içindeki çekirdeği bekliyor. İşlemcinin, program sayacı adı verilen ve esasen bir yer imi işlevi gören ve işlemciye en son komutun nerede bittiğini ve bir sonrakinin nerede başladığını bildiren bir alanı vardır..

Kod Çözme

Hemen talimat aldığında, kodunu çözmek için devam eder. Talimatlar çoğu zaman işlemci çekirdeğinin aritmetik gibi birden çok alanını içerir ve işlemci çekirdeğinin bunu çözmesi gerekir. Her bölümün işlemci çekirdeğine onu izleyen bilgilerle ne yapılması gerektiğini söyleyen bir opcode adı verilen bir şey vardır. İşlemci çekirdeği bunların hepsini çözdükten sonra çekirdeğin farklı alanları işe yarayabilir.

gerçekleştirmek

Yürütme adımı, işlemcinin ne yapması gerektiğini bildiği yerdir ve aslında devam eder ve bunu yapar. Burada tam olarak ne olduğu, işlemci çekirdeğinin hangi alanlarının kullanıldığına ve hangi bilgilerin girildiğine bağlı olarak büyük ölçüde değişir. Örnek olarak, işlemci ALU veya Aritmetik Mantık Birimi içinde aritmetik yapabilir. Bu ünite, gevrek sayılar almak ve istenen sonucu elde etmek için farklı giriş ve çıkışlara bağlanabilir. ALU içindeki devre tüm sihirleri yapar ve açıklamak oldukça karmaşıktır, bu yüzden ilgilenirseniz bunu kendi araştırmanız için bırakacağım.

Cevap yazmak

Geri yazma olarak adlandırılan son adım, basitçe üzerinde çalışılanın sonucunu belleğe yerleştirir. Çıktının tam olarak nereye gittiği, çalışan uygulamanın gereksinimlerine bağlıdır, ancak aşağıdaki talimatlar sıklıkla kullandığı için hızlı erişim için işlemci kayıtlarında kalır. Oradan, bu çıktının parçalarının bir kez daha işlenmesi gerekene kadar ilgilenilir, bu RAM'e gireceği anlamına gelir.

Sadece Bir Döngü

Tüm bu süreç bir talimat döngüsü olarak adlandırılır. Bu komut döngüleri, özellikle yüksek frekanslı güçlü işlemcilere sahip olduğumuz için gülünç derecede hızlı gerçekleşiyor. Ek olarak, birden fazla çekirdeği olan tüm CPU'muz bunu her çekirdeğe göre yapar, böylece CPU'nuzun çekirdeğinde olduğu gibi, benzer performansa sahip tek bir çekirdeğe sıkışmış durumdayken veriler kabaca kırılabilir. CPU'lar ayrıca kendilerine gönderilen bilinen talimatları hızlandırabilen devrelere bağlanmış optimize komut setlerine sahiptir. Popüler bir örnek SSE'dir..

Sonuç

Bunun işlemcilerin ne yapmaları gerektiğinin çok basit bir açıklaması olduğunu unutmayın - gerçekte onlar çok daha karmaşıktır ve bizim yaptığımızdan çok daha fazlasını yaparlar. Mevcut eğilim, işlemci üreticilerinin fişlerini olabildiğince verimli hale getirmeye çalıştıkları ve bu transistörlerin büzülmesini de içeriyor. Ivy Bridge Intel'in Ivy Bridge'i Hakkında Bilmeniz Gerekenler [MakeUseOf Açıklamasını Yapıyor] Intel'in Ivy Bridge'i Hakkında Bilmeniz Gerekenler [MakeUseOf Açıklamasını Yapıyor] Intel, hem masaüstü hem de dizüstü bilgisayarlar için yeni güncellenmiş işlemcisi olan Ivy Bridge kodunu yayınladı. 3000 serisi olarak listelenen bu yeni ürünleri bulacaksınız ve bunlardan en azından birisini satın alabilirsiniz… transistörleri sadece 22nm'dir ve araştırmacılar fiziksel bir sınırla karşılaşmadan önce hala gitmesi gereken biraz şey var. Bu kadar küçük bir alanda meydana gelen tüm bu işlemleri hayal edin. İşlemcileri o kadar ileri götürdükçe nasıl geliştiğini göreceğiz.

Sizce işlemciler nereye gidecek? Kuantum işlemcileri ne zaman, özellikle kişisel pazarlarda görmeyi bekliyorsunuz? Yorumlarda bize bildirin!

Resim Kredisi: Olivander, Bernat Gallemí, Dominik Bartsch, Ioan Sameli, Ulusal Nükleer Güvenlik İdaresi