Comprendre le Fonctionnement d'un Processeur : Mémoire et Pipeline

Éléments d'information du processeur

Un processeur est capable de gérer deux types d'informations :

• Instructions : Les instructions sont les programmes exécutés par le processeur.
• Données : Ce sont les éléments avec lesquels les programmes travaillent.

Gestion des exceptions par le processeur

Une exception se produit lorsque le processeur détecte une situation anormale. Parfois, il est possible de poursuivre l'exécution du programme.

Interruption matérielle et gestionnaire

Une interruption se produit lorsqu'un périphérique matériel nécessite l'attention du processeur. Le processeur exécute alors un gestionnaire qui prend en charge le périphérique avant de reprendre l'exécution du programme principal.

Technologie Dual Channel pour la mémoire

Le Dual Channel est une technologie qui s'applique aux mémoires DDR/DDR2 et qui permet :

• Le bus processeur/mémoire est de 64 bits.
• De faire des requêtes parallèles à deux banques de mémoire simultanément. De cette façon, le bus passe à 128 bits, doublant ainsi la bande passante de la mémoire.

Pour bénéficier du Dual Channel, vous aurez besoin de :

• Modules de mémoire installés par paires, idéalement de la même marque et du même modèle.
• Une carte mère compatible avec cette technologie.

Les étapes d'exécution des instructions (Pipeline)

Un processeur exécute les instructions en plusieurs étapes :

• Recherche d'instructions (Fetch - F) : Le processeur récupère l'instruction en mémoire, pointée par le compteur ordinal (Program Counter).
• Décodage (Decode - D) : Le processeur décode l'instruction pour déterminer l'opération à effectuer et prépare les opérandes nécessaires.
• Exécution (Execute - E) : Le processeur exécute l'instruction.
• Accès mémoire (Memory Access - M) : Le processeur accède à la mémoire pour lire ou écrire des données si nécessaire.
• Écriture du résultat (Write-back - W) : Le processeur enregistre le résultat de l'exécution en mémoire ou dans le registre approprié.

La segmentation (Pipeline) des processeurs

La segmentation (ou pipeline) est une technique d'optimisation de l'exécution des instructions par les processeurs, où plusieurs instructions se chevauchent dans différentes étapes de leur traitement.

• Les segments, ou étages, sont reliés les uns aux autres.
• Tous les segments peuvent être en cours d'exécution simultanément.
• En règle générale, chaque étape s'exécute en un seul cycle d'horloge.
• L'étape la plus lente du pipeline détermine la durée du cycle d'horloge global.