Qu'est-ce qu'une unité de contrôle?
Une unité de contrôle est le sous-composant de l’unité centrale qui gère toutes les actions effectuées dans cette zone par un ordinateur. Il est chargé d'extraire les différentes entrées de l'ordinateur, les instructions et les données et d'indiquer au processeur quoi en faire. Étant donné que le processeur est considéré comme le cerveau de l'ordinateur, il est parfois appelé cerveau dans le cerveau. En fonction de l'architecture de la CPU, l'unité de contrôle peut avoir diverses tâches à effectuer.
L'unité de contrôle est en réalité composée de plusieurs sous-composants. Pendant les jours où tout était câblé, tout ce câblage et tous ces circuits formaient ce qu'on appelle une machine à états finis, un système ayant une fonction singulière dans la gestion des opérations de l'ordinateur. Des circuits distincts étaient chargés du décodage et du codage des instructions, tandis que d'autres géraient la logique ou comptaient les instructions sur lesquelles la CPU travaillait. Tout se passait dans l’ordre, où les circuits logiques seraient inversés d’une manière ou d’une autre pour diriger les instructions vers le stockage.
Une instruction est extraite et décodée. Elle doit ensuite être exécutée dans l’ordre, l’une après l’autre, jusqu’à son achèvement. Dans les processeurs plus anciens, l'instruction devait parcourir tout le processus et terminer le calcul avant le début du prochain. Pour accélérer le traitement, les CPU modernes utilisent ce que l’on appelle des pipelines, chaque étape faisant partie du pipeline. Pendant qu’une instruction est dans la partie exécution du pipeline, une autre est déjà en phase de décodage et une autre est en cours d’extraction. Pour gérer tout cela, l'unité de contrôle devait également jouer le rôle de multiplexeur, en prenant plusieurs entrées ou sorties et en les dirigeant dans le pipeline.
Alors que les processeurs informatiques continuaient à progresser, cela a considérablement changé. L’utilisation du microcode, de minuscules programmes logés dans une mémoire spéciale en lecture seule ultra-rapide du processeur, a remplacé l’ancien circuit câblé. Ces programmes de bas niveau ont repris le travail fastidieux de recâbler physiquement une unité de contrôle et ont simplifié les modifications apportées à l'architecture de la CPU. Les microprogrammes personnalisés de l’unité de contrôle, créés au cours de la phase de conception de la CPU, permettent l’architecture d’un type particulier de CPU.
En général, une grande partie des responsabilités de l'unité de contrôle dépendent de l'architecture de la CPU. Certains peuvent simplement extraire, décoder, coordonner l’exécution et diriger la sortie des instructions. D'autres peuvent avoir des responsabilités supplémentaires impliquant la traduction, ce qui peut ralentir le processeur. Dans ces cas, l'unité de contrôle peut être divisée en plusieurs composants, tels qu'une unité de planification séparée ou une unité de retrait chargée de l'organisation et du stockage des résultats de l'unité logique rithmétique (ALU).