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

Chaque ordinateur est doté d’un processeur, qu’il s’agisse d’un processeur compact ou de grande puissance, sinon il ne pourrait pas fonctionner. Bien entendu, le processeur, également appelé unité centrale de traitement ou unité de traitement centrale, est un élément important d’un système opérationnel, mais il n’est pas le seul..

Les processeurs actuels sont presque tous au moins dual-core, ce qui signifie que le processeur entier lui-même contient deux cœurs distincts 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 chaînées 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. Le dessin de l’environnement de bureau, des fenêtres et des graphismes de jeu incombe à votre carte graphique - qui contient des centaines de processeurs pour traiter rapidement des données simultanément - mais dans une certaine mesure, ils nécessitent également 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 “Pont de lierre” pour Intel et “Piledriver” pour AMD - sont constamment améliorés pour intégrer le maximum de performances dans un minimum d’espace et de consommation d’énergie. Malgré toutes les différences architecturales, les processeurs suivent quatre étapes principales chaque fois qu'ils traitent des instructions: extraire, décoder, exécuter et écrire en écriture..

Aller chercher

L'étape de récupération est ce que vous attendez. 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 à l'intérieur du cache du processeur. Le processeur a une zone appelée compteur de programme qui agit essentiellement comme un signet, permettant au processeur de savoir où la dernière instruction s'est terminée et où commence la suivante..

Décoder

Une fois qu'il a récupéré l'instruction immédiate, il le décode. Les instructions impliquent souvent plusieurs zones du cœur du processeur - telles que l'arithmétique - et le cœur du processeur doit comprendre cela. Chaque partie a ce qu’on appelle un code opération qui indique au cœur du processeur ce qu’il convient de faire avec les informations qui le suivent. Une fois que le cœur du processeur a compris tout cela, ses différentes zones peuvent se mettre au travail..

Exécuter

L'étape d'exécution est l'endroit où le processeur sait ce qu'il doit faire et va de l'avant. Ce qui se passe exactement ici varie considérablement en fonction des zones du cœur de processeur utilisées et des informations qui y sont insérées. Par exemple, le processeur peut effectuer des opérations arithmétiques à l’intérieur de l’ALU ou de l’unité logique arithmétique. Cette unité peut se connecter à différentes entrées et sorties pour obtenir des résultats précis 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 laisserai cela pour vos propres recherches si vous êtes intéressé.

Écriture

La dernière étape, appelée writeback, simple, mémorise le résultat de ce qui a été travaillé. L’emplacement exact de la sortie dépend des besoins de l’application en cours d’exécution, mais il reste souvent dans les registres du processeur pour un accès rapide, car les instructions suivantes l’utilisent souvent. À partir de là, il sera traité jusqu'à ce que des parties de cette sortie aient besoin d'être traitées à nouveau, ce qui peut signifier qu'elles vont dans la RAM..

C'est juste un cycle

Tout ce processus s'appelle un cycle d'instruction. Ces cycles d’instructions sont extrêmement rapides, surtout maintenant que nous disposons de puissants processeurs à hautes fréquences. De plus, notre processeur entier avec ses cœurs multiples effectue cela sur chaque cœur, de sorte que les données peuvent être traitées environ autant de fois plus rapidement que les cœurs de votre processeur que s'il était bloqué avec un seul cœur de performances similaires. Les processeurs ont également des jeux d’instructions optimisés câblés dans le circuit, ce qui peut accélérer les instructions familières qui leur sont envoyées. Un exemple populaire est l'ESS.

Conclusion

N'oubliez pas qu'il s'agit d'une description très simple de ce à quoi les processeurs sont destinés. En réalité, ils sont beaucoup plus complexes et font bien plus que nous ne le réalisons. La tendance actuelle est que les fabricants de processeurs essaient de rendre leurs puces aussi efficaces que possible, ce qui implique de réduire les transistors. Ivy Bridge Ce que vous devez savoir sur le processeur Ivy Bridge d'Intel [MakeUseOf explique] Ce que vous devez savoir sur le processeur Ivy Bridge d'Intel [MakeUseOf explique] Intel vient de publier son nouveau processeur, le nom de code Ivy Bridge, pour les ordinateurs de bureau et les ordinateurs portables. Vous trouverez ces nouveaux produits dans la série 3000 et vous pouvez en acheter au moins… les transistors mesurent 22 nm, et il reste encore un peu de chemin à parcourir avant que les chercheurs ne rencontrent une limite physique. Imaginez tous ces traitements se déroulant dans un espace aussi réduit. Nous verrons comment les processeurs s'amélioreront une fois que nous en serons là.

Où pensez-vous que les processeurs iront ensuite? Quand vous attendez-vous à voir des processeurs quantiques, en particulier sur 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