Τι είναι το σχέδιο CPU;

Σχεδιασμός κεντρικής μονάδας επεξεργασίας (CPU) είναι ο σχεδιασμός μιας σημαντικής πτυχής ενός υπολογιστή.Ο σχεδιασμός πραγματοποιείται συνήθως από έναν μηχανικό σχεδιασμού υπολογιστών που ειδικεύεται σε CPU.Γενικά, το πρώτο βήμα του σχεδιασμού της CPU αποφασίζει ποιες είναι οι προτεραιότητες σχεδιασμού και ποιοι στόχοι πρέπει να επιτευχθούν με την CPU.Ο σχεδιασμός μιας νέας CPU μπορεί να διαρκέσει έως και πέντε χρόνια, μερικές φορές περισσότερο, και το συνολικό κόστος της περιόδου σχεδιασμού μπορεί να κυμαίνεται στα δεκάδες εκατομμύρια δολάρια των Ηνωμένων Πολιτειών (USD).Αυτά τα έξοδα ποικίλλουν ανάλογα με τον τύπο της CPU, το οποίο μπορεί να κυμαίνεται από υψηλές επιδόσεις έως CPU χαμηλού επιπέδου για ενσωματωμένες συσκευές και μοντέλα γενικού σκοπού.Οι προγραμματιστές μπορούν να χρησιμοποιήσουν.Χωρίς ένα σύνολο οδηγιών, οι προγραμματιστές δεν είναι σε θέση να αναπτύξουν προγράμματα που εκτελούνται σε έναν υπολογιστή χρησιμοποιώντας μια δεδομένη CPU.Το σύνολο οδηγιών καθορίζει πολλές βασικές πληροφορίες, όπως πώς να διαβάζετε και να γράφετε δεδομένα και όπου βρίσκονται συγκεκριμένα πράγματα όπως η μνήμη.

Ένα άλλο αναπόσπαστο μέρος του σχεδιασμού CPU σχεδιάζει τη φυσική αναπαράσταση του υλικού.Δεδομένου ότι ο σχεδιασμός μιας CPU είναι μια περίπλοκη, χρονοβόρα διαδικασία, είναι συνήθως απαραίτητο να χρησιμοποιηθεί ένας προσομοιωτής υπολογιστή για να απεικονίσει όλο το πρωτότυπο υλικό.Στις περισσότερες περιπτώσεις, πολλοί σχεδιαστές CPU συνεργάζονται σε αυτή την πτυχή του σχεδιασμού της CPU.

Ένα από τα τελικά βήματα του σχεδιασμού CPU ονομάζεται έλεγχος κανόνων σχεδιασμού.Σκοπός αυτής της διαδικασίας είναι να διασφαλιστεί ότι ο σχεδιασμός της CPU ικανοποιεί τους τεχνικούς κανόνες που χρησιμοποιούνται για να βεβαιωθούν ότι το τσιπ κατασκευάζεται αποτελεσματικά.Η κατασκευή δεν είναι μια τέλεια διαδικασία, επομένως υπάρχουν τυπικά μεταβλητές και ασαφείς ενέργειες.Ο σχεδιασμός ενός τσιπ πρέπει να είναι σε θέση να αντέχει κάποια σφάλματα κατά τη διάρκεια της κατασκευής, αλλά εξακολουθεί να λειτουργεί σωστά.

Υπάρχουν ορισμένοι κοινοί στόχοι σχεδιασμού κατά το σχεδιασμό μιας νέας CPU και συχνά υπάρχουν περισσότεροι από ένας στόχος για μια δεδομένη CPU.Μερικές φορές ένας σχεδιαστής θέλει να κάνει μια CPU που μπορεί να κάνει περισσότερα με λιγότερα.Ο στόχος μπορεί να μην είναι να γίνει μια CPU που είναι πολύ ταχύτερη από τα υπάρχοντα σχέδια, αλλά να παράγει ένα συγκεκριμένο πρότυπο που είναι φθηνότερο ή πιο ενεργειακά αποδοτικό.Σε άλλες περιπτώσεις, ο στόχος μπορεί πράγματι να είναι η οικοδόμηση μιας ταχύτερης CPU χωρίς να λαμβάνεται υπόψη το κόστος ή η χρήση ενέργειας.Ένας άλλος τύπος σχεδιασμού στόχος μπορεί να είναι η οικοδόμηση μιας CPU που λειτουργεί καλύτερα όταν χρησιμοποιείται σε παράλληλη υπολογιστική ή πιο αποτελεσματικά με ορισμένους τύπους διαδικασιών.