Как происходит обработка данных в центральных процессорах?

Обработка данных в центральных процессорах происходит в несколько этапов: habr.com

1. Проверка наличия данных. habr.com Когда процессору требуются данные, он сначала проверяет их в регистрах и кэшах L1–L3. habr.com Если он не находит данные там, то он генерирует сигнал на шине адреса, указывающий физический адрес памяти ОЗУ, по которому нужно прочитать данные. habr.com
2. Чтение данных. habr.com Контроллер памяти получает сигнал на шине адреса от процессора и инициирует процесс чтения данных из соответствующей ячейки памяти по указанному физическому адресу. habr.com По шине данных информация помещается в кэш L3. habr.com
3. Передача данных в ядро. habr.com В отдельное ядро данные попадают с общего кэша L3, затем передаются в L2 кэш внутри каждого физического ядра процессора и окончательно попадают в L1 кэш. habr.com
4. Декодирование инструкций. habr.com digitalocean.ru Декодер преобразует машинные инструкции в управляющие сигналы, которые определяют следующие операции процессора. habr.com
5. Загрузка данных в регистры. habr.com Данные из буферов поступления обычно загружаются в регистры общего назначения (если требуется). habr.com В этих регистрах данные доступны для последующей обработки с использованием арифметико-логического устройства (ALU) или других вычислительных блоков процессора. habr.com
6. Сохранение преобразованных данных. habr.com После выполнения операций, предписанных инструкциями, преобразованные данные могут быть временно сохранены в регистрах, а затем перемещены обратно в кэш L1. habr.com Далее данные перемещаются в иерархии выше: в кэш L2, а затем в кэш L3. habr.com В конечном счёте, данные могут быть сохранены обратно в оперативную память (RAM), если это необходимо. habr.com