Co je design CPU?
Návrh centrální procesorové jednotky (CPU) je návrh důležitého aspektu počítače. Návrh je obvykle prováděn technikem počítačového designu specializujícím se na CPU. Obecně je prvním krokem návrhu CPU rozhodování o tom, jaké jsou konstrukční priority a jaké cíle mají být s CPU dosaženy. Navrhování nového procesoru může trvat až pět let, někdy i déle, a celkové náklady na období návrhu se mohou pohybovat v řádu desítek milionů amerických dolarů (USD). Tyto náklady se liší v závislosti na typu procesoru, který se může pohybovat od vysoce výkonných až po nízko koncové procesory pro zabudovaná zařízení a modely pro všeobecné použití.
Vždy je třeba se zabývat několika oblastmi návrhu CPU, včetně integrace instrukční sady, kterou mohou programátoři použít. Bez sady instrukcí nejsou programátoři schopni vyvíjet programy, které běží na počítači pomocí daného CPU. Instrukční sada specifikuje mnoho základních informací, například jak číst a zapisovat data a kde jsou umístěny konkrétní věci, jako je paměť.
Další nedílnou součástí návrhu CPU je navrhování fyzické reprezentace hardwaru. Protože navrhování CPU je komplikovaný a časově náročný proces, je obvykle nutné použít počítačový simulátor k vizualizaci veškerého prototypovaného hardwaru. Ve většině případů mnoho návrhářů CPU pracuje společně na tomto aspektu návrhu CPU.
Jeden z posledních kroků návrhu CPU se nazývá kontrola návrhových pravidel. Účelem tohoto procesu je zajistit, aby návrh CPU vyhovoval technickým pravidlům používaným k zajištění účinné výroby čipu. Výroba není dokonalý proces, takže obvykle existují proměnné a nepřesné akce. Konstrukce čipu musí být schopna odolat některým chybám během výroby, ale stále musí řádně fungovat.
Při navrhování nového procesoru existuje několik společných cílů návrhu a pro daný procesor je často více než jeden cíl. Někdy chce designér vyrobit CPU, které umí více s méně. Cílem nemusí být výroba CPU, který je mnohem rychlejší než stávající návrhy, ale výroba určitého standardu, který je levnější nebo energeticky účinnější. V jiných případech může být cílem skutečně vybudování rychlejšího CPU bez ohledu na spotřebu nákladů nebo energie. Dalším typem designového cíle by mohlo být vybudování CPU, který funguje lépe, když se používá v paralelním výpočtu nebo efektivněji s určitými typy procesů.