Центральный процессорный модуль (Central Processing Unit, CPU) основан на компьютерной операции и контроле основных компонентов, реализованных технологически в технологических процессорных контурах, таких как: Основной функцией является оперативная обработка данных дешифрации команд и программного обеспечения, основной аппаратной единицы, поддерживающей работу компьютерной системы. Модуль состоит из оператора, контроллера, высокоскоростной кэшированной и внутренней шины данных на чипе, контрольной и штатной шины, и осуществляет взаимодействие с командами с помощью архитектуры внутренних функциональных модулей.
Процессор может быть разделен на три основных типа процессора рабочего класса (Desktop CPU), мобильный процессор (Mobile CPU) и серверный процессор (Server CPU). Согласно промышленным данным, в 2023 году рынок цпу в китае достиг 2160,2 МЛРД юаней (3). На техническом уровне архитектуры процессор в основном использует сложные вычислительные машины набора команд (Complex Instruction Set Computer, CISC, Классическая архитектура x86 (Reduced Instruction Set Computer, RISC) и архитектура набора команд (reduced instruction set computer). Внутренние процессорные компании реализовали прорыв в разработке автономной архитектуры командных систем (Instruction Set Architecture, ISA), представленный архитектурой LoongArch (3), типичным продуктом которого является чипы серии dragongarch серии 3C6000, разработанные на основе набора национальных команд, Был сертифицирован 2 – й уровень по безопасности и автономным характеристикам в соответствии с объявлением о надежной и надежной оценке безопасности. В области вертикального применения специализированные процессоры (Application-Specific Processor, ASP) сотрудничающие в научно-исследовательских проектах с быстрым ростом темпов роста, увеличивая их соотношение до 65% к аналогичному показанию в 2025 году, а также с высокой степенной практической практикой, например, медицинского оборудования, как основной сектор.
Состав ядра 2 определяется функцией
Процессор (Core) и управляющее ядро (Control Unit) в качестве операционного ядра компьютерной системы, наряду с внутренней памятью (Memory), входным/выходным устройством (I/O) и так называемым тремя основными компонентами электронной вычислительной системы. С точки зрения логических функций процессор состоит из трех основных модулей: контрольных, операционных и блоков памяти, и три из них осуществляют высокоскоростную передачу данных и инструкций по внутренней шине диска (Internal Bus).
Блок управления 2.1 (Control Unit, CU)
Блок управления-это командно-диспетчерский центр процессора, координирующий работу с системой, В основном состоит из регистров команд (Instruction Register, IR), дешифровщиков команд (Instruction Decoder, ID) и операционных контроллеров (Operation Controller, OC), Обеспечьте поддержку ядра для упорядоченного и согласованного функционирования компьютерной системы. Механизм работы: Предполага программ последовательн команд, удал через адресац в сво очеред памят инструкц и транзитн IR, с ID криптограф анализ инструкц opcode с операнд, увер, что инструкц приход операцион логическ исполнительн процесс и больш контролир OC посредств ритм импульсн генератор, матриц, час импульсн генератор, перезагрузк схем и ка затмен дорожк логическ, управлен Сигналы микроуправления в операционных ячейках, ячейках хранения и под внешними устройствами ввода/вывода во время и последовательно выполняются инструкциями.
2.2 операционная единица (Arithmetic и Logic Unit, ALU)
Операционная ячейка является центральным исполнительным компонентом процессора, по существу арифметической логической единицы (ALU), с двойной функцией арифметической операции и логической операции: Логическая операция включает в себя операции по смещению, логику и/или неоперативность, цифровое сравнение и логический тест. Все операции в оперативной ячейке контролируются диспетчерской передачей, исходящей из блока управления, и после получения числа операций, переданных ячейкой памяти, после выполнения указанной операции записывается результат обратно в ячейку памяти или на внешнее устройство.
2.3 ячейка памяти (Storage Unit)
Блоки памяти — это модуль временного хранения данных внутри процессора, состоящий в основном из высокоскоростного кэша (On-Chip Cache) и регистерской группы (Register File), в основе которого лежит сокращение зависимости CPU от внешней памяти (Main Memory) и уменьшение задержки с доступом к данным. Регистры, являющиеся самыми быстрыми частями памяти внутри процессора, имеют гораздо меньший цикл доступа, чем у памяти, и могут быть разделены на специальные регистры (Special-Purpose, SPRs) и универсальные регистры (General-Purpose Registers, GPRs) : Специальные регистры фиксируются для таких конкретных функциональных данных, как регистры программ для хранения (Program Counter, PC), регистры знаков состояния (Status Flag Register, SFR); Универсальный регистр имеет многоцелевые функции, которые могут быть определены программистами через набор инструкций, количество которых зависит от различий в процессорных архитектурах (2). Ограниченная площадью чипа, интенсивностью и потребностью энергии, вместимость регистра обычно находится на KB-уровне, а высокоскоростная кэшированная память на чипе реализируется в балансе между емкостью памяти и скоростью доступа через многоступенчатую кэш-архитектуру (l1/2 /L2/L3 Cache).
Реализация логики на третьем уровне
С точки зрения проектирования цифровых систем реализация нижней части процессора должна удовлетворять три основных элемента [1] : х-х комбинаторная логическая схема для выполнения оперативной функции (т.е. основной логики алу) для достижения симметричных данных; Хранящие элементы тити, представляемые регистром в качестве регистра, для данных и инструкций в процессе предварительной операции; Пожалуйста, Clock Signal (Clock Signal), используется для синхронизированного управления временем обновления данных для хранения компонентов. Сущность процессора состоит в Том, что все программы, в конечном счете, компилируются в бинарные последовательности команд (0/1 кодируются), завершая процесс обработки данных в конвейерном режиме команды, используя логику операционного блока управления, логику операционного блока и кэш данных в ячейке памяти.
