Aký je ďalší krok inštrukcie CPU?

Ďalší krok inštrukcie CPU úplne závisí od toho, čo je inštrukcia * Current * a aká je architektúra procesora. Neexistuje žiadna jediná odpoveď. Môžeme však načrtnúť všeobecný proces:

Po dokončení procesora je typický tok:

1. Zvýšenie počítadla programu (PC): PC je register, ktorý obsahuje adresu pamäte ďalšej inštrukcie, ktorá sa má vykonať. CPU automaticky zvyšuje postup na nasledujúcu inštrukciu v sekvencii (pokiaľ ho nezmení inštrukcia skoku alebo vetvy).

2. načítať ďalšiu inštrukciu: CPU načíta inštrukciu umiestnenú na adrese uloženej v počítači z pamäte.

3. dekódujte pokyny: Inštrukcia načítaná je dekódovaná, aby sa určilo, ktorá operácia je potrebné vykonať a ktoré operátory (údaje) sú zapojené.

4. Vykonajte pokyny: CPU vykonáva inštrukciu a vykonáva zadanú operáciu. To by mohlo zahŕňať prístup k pamäť, vykonávanie aritmetických alebo logických operácií, manipuláciu s registrami alebo riadenie toku programu (skoky, vetvy atď.).

5. Napíšte (ak je to potrebné): Ak inštrukcia zahŕňa zapisovanie údajov do registra alebo umiestnenia pamäte, výsledok je zapísaný späť.

Čo ho robí zložitým:

* Typy inštrukcií: Rôzne pokyny (aritmetické, logické, prístup k pamäti, riadiaci tok) majú rôzne cesty vykonávania.

* Potrubie: Moderné CPU používajú potrubie, kde sa v rôznych fázach spracúva viac pokynov v rôznych fázach (načítať, dekódovať, vykonať, zapisovať). „Ďalší krok“ pre jednu inštrukciu môže byť prepojený s vykonávaním ďalších pokynov.

* predpoveď pobočky: Ak je súčasnou inštrukciou vetvou (podmienený skok), CPU by sa mohla pokúsiť predpovedať výsledok, aby sa predišlo čakaniu na vyhodnotenie stavu vetvy pred načítaním následných pokynov. Ak je predpoveď nesprávna, vyžaduje sa spláchnutie potrubia.

* prerušuje: Externé udalosti (prerušenia) môžu prerušiť normálnu sekvenciu vykonávania inštrukcií, čo núti CPU, aby zvládol prerušenie pred obnovením pôvodného programu.

* cache: Ak sú údaje v vyrovnávacej pamäti CPU, prístup k pamäti je výrazne rýchlejší. Ďalším krokom procesora môže byť kontrola vyrovnávacej pamäte pred prístupom do hlavnej pamäte.

Stručne povedané, existuje všeobecný cyklus, ale špecifiká sú neuveriteľne zložité a závisia od inštrukcie a architektúry CPU. Zdanlivo jednoduchý „ďalší krok“ je vysoko optimalizovaný a komplexný proces.

• Predchádzajúca strana: Aký typ pamäte sa používa v systéme založenom na procesoroch Quad Core? 
• Ďalšia strana: Prečo je Btech ComputerScience lepšia ako MCA?