Wat is CPU-ontwerp? (met foto's)
Het ontwerp van de centrale verwerkingseenheid (CPU) is het ontwerp van een belangrijk aspect van een computer. Het ontwerp wordt meestal uitgevoerd door een computerontwerpingenieur die gespecialiseerd is in CPU's. Over het algemeen is de eerste stap van het CPU-ontwerp het bepalen van de ontwerpprioriteiten en welke doelen met de CPU moeten worden bereikt. Het ontwerpen van een nieuwe CPU kan tot vijf jaar duren, soms langer, en de totale kosten van de ontwerpperiode kunnen oplopen tot tientallen miljoenen Amerikaanse dollars (USD). Deze kosten variëren afhankelijk van het type CPU, dat kan variëren van hoge prestaties tot low-end CPU's voor ingebedde apparaten en algemene modellen.
Een paar gebieden van CPU-ontwerp moeten altijd worden aangepakt, inclusief de integratie van een instructieset die programmeurs kunnen gebruiken. Zonder een instructieset kunnen programmeurs geen programma's ontwikkelen die op een computer worden uitgevoerd met een bepaalde CPU. De instructieset specificeert veel basisinformatie, zoals het lezen en schrijven van gegevens en waar specifieke dingen zoals geheugen zich bevinden.
Een ander integraal onderdeel van het CPU-ontwerp is het ontwerpen van de fysieke weergave van de hardware. Aangezien het ontwerpen van een CPU een gecompliceerd, tijdrovend proces is, is het meestal noodzakelijk om een computersimulator te gebruiken om alle prototyped hardware te visualiseren. In de meeste gevallen werken veel CPU-ontwerpers samen aan dit aspect van CPU-ontwerp.
Een van de laatste stappen van CPU-ontwerp wordt ontwerpregelcontrole genoemd. Het doel van dit proces is ervoor te zorgen dat het CPU-ontwerp voldoet aan de technische regels die worden gebruikt om ervoor te zorgen dat de chip effectief wordt vervaardigd. Productie is geen perfect proces, dus er zijn meestal variabelen en onnauwkeurige acties. Het ontwerp van een chip moet bestand zijn tegen enkele fouten tijdens de productie, maar moet nog steeds goed werken.
Sommige algemene ontwerpdoelen bestaan bij het ontwerpen van een nieuwe CPU, en er is vaak meer dan één doel voor een bepaalde CPU. Soms wil een ontwerper een CPU maken die meer kan doen met minder. Het doel is misschien niet om een CPU te maken die veel sneller is dan bestaande ontwerpen, maar om een bepaalde standaard te produceren die goedkoper of energiezuiniger is. In andere gevallen kan het doel inderdaad zijn om een snellere CPU te bouwen zonder rekening te houden met kosten of stroomverbruik. Een ander type ontwerpdoel zou kunnen zijn om een CPU te bouwen die beter werkt bij gebruik in parallel computing of efficiënter met bepaalde soorten processen.