Vad är CPU-design? (med bilder)
CPU-design (Central Process Unit) är utformningen av en viktig aspekt av en dator. Konstruktionen utförs vanligtvis av en datorutbildningsingenjör som är specialiserad på CPU. I allmänhet är det första steget i CPU-design att bestämma vilka designprioriteringar och vilka mål som ska uppnås med CPU. Att designa en ny CPU kan ta upp till fem år, ibland längre, och den totala kostnaden för designperioden kan variera i tiotals miljoner amerikanska dollar (USD). Dessa kostnader varierar beroende på typen av CPU, som kan sträcka sig från högprestanda till låg-slut-CPU: er för inbäddade enheter och modeller för allmänt bruk.
Några områden med CPU-design måste alltid tas upp, inklusive integrationen av en instruktionsuppsättning som programmerare kan använda. Utan en instruktionsuppsättning kan programmerare inte utveckla program som körs på en dator med en given CPU. Instruktionsuppsättningen anger mycket grundläggande information, till exempel hur man läser och skriver data och var specifika saker som minne finns.
En annan integrerad del av CPU-designen är att utforma den fysiska representationen av hårdvaran. Eftersom utformning av en CPU är en komplicerad, tidskrävande process är det vanligtvis nödvändigt att använda en datorsimulator för att visualisera all den prototypade hårdvaran. I de flesta fall arbetar många CPU-designers tillsammans om denna aspekt av CPU-design.
Ett av de sista stegen i CPU-design kallas designregelkontroll. Syftet med denna process är att säkerställa att CPU-konstruktionen uppfyller tekniska regler som används för att säkerställa att chipet tillverkas effektivt. Tillverkning är inte en perfekt process, så det finns vanligtvis variabler och ogynnsamma åtgärder. Konstruktionen av ett chip måste kunna motstå vissa fel under tillverkningen men fortfarande fungera korrekt.
Vissa vanliga designmål finns när man utformar en ny CPU, och det finns ofta mer än ett mål för en given CPU. Ibland vill en designer skapa en CPU som kan göra mer med mindre. Målet kanske inte är att skapa en CPU som är mycket snabbare än befintliga konstruktioner, utan att producera en viss standard som är billigare eller mer energieffektiv. I andra fall kan målet verkligen vara att bygga en snabbare CPU utan hänsyn till kostnader eller strömförbrukning. En annan typ av designmål kan vara att bygga en CPU som fungerar bättre när den används vid parallell databehandling eller mer effektivt med vissa typer av processer.