Hvad er CPU-design? (med billeder)
CPU-design (Central Processing Unit) er design af et vigtigt aspekt af en computer. Designet udføres normalt af en computerdesigningeniør, der er specialiseret i CPU'er. Generelt er det første trin i CPU-design at beslutte, hvad designprioriteterne er, og hvilke mål der skal nås med CPU'en. At designe en ny CPU kan tage op til fem år, nogle gange længere, og de samlede omkostninger for designperioden kan variere i titusinder af millioner dollars. Disse omkostninger varierer afhængigt af typen af CPU, der kan variere fra høj ydeevne til lave ende CPU'er til indlejrede enheder og modeller til generelle formål.
Et par områder af CPU-design skal altid behandles, herunder integrationen af et instruktionssæt, som programmerere kan bruge. Uden et instruktionssæt er programmerere ikke i stand til at udvikle programmer, der kører på en computer ved hjælp af en given CPU. Instruktionssættet specificerer en masse grundlæggende oplysninger, f.eks. Hvordan man læser og skriver data, og hvor specifikke ting som hukommelse er placeret.
En anden integreret del af CPU-design er at designe den fysiske repræsentation af hardwaren. Da design af en CPU er en kompliceret, tidskrævende proces, er det typisk nødvendigt at bruge en computersimulator til at visualisere al den prototype hardware. I de fleste tilfælde arbejder mange CPU-designere sammen om dette aspekt af CPU-design.
Et af de sidste trin i CPU-design kaldes designregelkontrol. Formålet med denne proces er at sikre, at CPU-designet opfylder de tekniske regler, der bruges til at sikre, at chippen fremstilles effektivt. Fremstilling er ikke en perfekt proces, så der er typisk variabler og upræcise handlinger. Konstruktionen af en chip skal kunne modstå nogle fejl under fremstillingen, men stadig fungere korrekt.
Der findes nogle fælles designmål, når man designer en ny CPU, og der er ofte mere end et mål for en given CPU. Nogle gange ønsker en designer at lave en CPU, der kan gøre mere med mindre. Målet er måske ikke at fremstille en CPU, der er meget hurtigere end eksisterende design, men at producere en bestemt standard, der er billigere eller mere energieffektiv. I andre tilfælde kan målet faktisk være at bygge en hurtigere CPU uden hensyntagen til omkostninger eller strømforbrug. En anden type designmål kan være at opbygge en CPU, der fungerer bedre, når den bruges til parallel computing eller mere effektivt med visse typer processer.