Cos'è il design della CPU?

La progettazione di unità di elaborazione centrale (CPU) è la progettazione di un aspetto importante di un computer.Il design viene generalmente effettuato da un ingegnere di progettazione del computer specializzato in CPU.In generale, il primo passo del design della CPU è decidere quali sono le priorità di progettazione e quali obiettivi devono essere raggiunti con la CPU.La progettazione di una nuova CPU può richiedere fino a cinque anni, a volte più a lungo, e il costo totale del periodo di progettazione può variare in decine di milioni di dollari degli Stati Uniti (USD).Questi costi variano a seconda del tipo di CPU, che può variare dalle CPU ad alte prestazioni a quelle di fascia bassa per dispositivi incorporati e modelli di uso generale.

Alcune aree di progettazione della CPU devono sempre essere affrontate, inclusa l'integrazione di un set di istruzioni cheI programmatori possono usare.Senza un set di istruzioni, i programmatori non sono in grado di sviluppare programmi eseguiti su un computer utilizzando una determinata CPU.Il set di istruzioni specifica molte informazioni di base, come come leggere e scrivere dati e dove si trovano cose specifiche come la memoria.

Un'altra parte integrante del design della CPU sta progettando la rappresentazione fisica dell'hardware.Poiché la progettazione di una CPU è un processo complicato e che richiede tempo, è in genere necessario utilizzare un simulatore di computer per visualizzare tutto l'hardware prototipato.Nella maggior parte dei casi, molti designer della CPU lavorano insieme su questo aspetto della progettazione della CPU.

Uno dei passaggi finali del design della CPU si chiama controllo della regola del design.Lo scopo di questo processo è garantire che il design della CPU soddisfi le regole tecniche utilizzate per assicurarsi che il chip sia prodotto in modo efficace.La produzione non è un processo perfetto, quindi ci sono in genere variabili e azioni imprecise.La progettazione di un chip deve essere in grado di resistere ad alcuni errori durante la produzione ma funzionare ancora correttamente.

Esistono alcuni obiettivi di progettazione comuni durante la progettazione di una nuova CPU e spesso c'è più di un obiettivo per una determinata CPU.A volte un designer vuole creare una CPU in grado di fare di più con meno.L'obiettivo potrebbe non essere quello di creare una CPU molto più veloce dei progetti esistenti, ma di produrre un certo standard più economico o più efficiente dal punto di vista energetico.In altri casi, l'obiettivo potrebbe davvero essere quello di costruire una CPU più veloce senza riguardo al costo o all'uso di energia.Un altro tipo di obiettivo di progettazione potrebbe essere quello di costruire una CPU che funzioni meglio se utilizzata nel calcolo parallelo o in modo più efficiente con determinati tipi di processi.