Una analogía compleja industrial altamente eficiente sería adecuada.
Los complejos industriales son básicamente una red de fábricas conectadas por un camino que toma materias primas e instrucciones para procesarlas, hace el trabajo de proceso y ensamblaje, y eventualmente envía productos terminados a revendedores.
El siguiente es un diagrama lógico de los componentes dentro de una CPU.
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Las “carreteras” dentro de un chip se llaman autobuses y son las grandes franjas verdes y azules. Como en la vida real, las carreteras tienen diferentes restricciones de velocidad y las virutas no son diferentes. Hay una conexión entre estos dos buses llamada acertadamente puente que garantiza que cada uno pueda operar a su propia velocidad y sin interferirse entre sí. Los componentes lentos que producen y consumen datos rápidamente están unidos a las carreteras azules, mientras que las rápidas están en las carreteras verdes.
El núcleo es el lugar principal donde se lleva a cabo la producción y montaje de piezas. Primero trae “las instrucciones para el proceso y el ensamblaje” de la memoria usando el controlador de memoria y las almacena temporalmente en I-Cache . El núcleo lee una sola línea de instrucciones de este manual recuperado y ejecuta esa instrucción fielmente una por una.
Cualquier “materia prima” o datos que se introducen se almacenan temporalmente en el D-cache por razones de proximidad. Las fábricas siempre tienen almacenes cercanos que almacenan en caché las materias primas y los productos terminados y lo mismo se aplica en una CPU.
La tarea de “envío” es un proceso asincrónico que ocurre mientras los bienes se producen en segundo plano y lo mismo se aplica para una CPU. Los datos permanecen inactivos en el caché D mientras el controlador de memoria trabaja en su logística de envío. Mientras tanto, el núcleo está ocupado haciendo sus negocios. Una vez que se completa la tarea de envío, el controlador de memoria usa el controlador de interrupción para decirle al núcleo que la tarea se ha completado, ya que un gerente de fábrica recibiría una notificación cuando el envío esté en camino o haya llegado.
Esa es la operación de la CPU en pocas palabras.
