Language
Country/Area
No result found
Khám phá CPU cổ đại: Các chương trình ban đầu tương tác với bộ xử lý tiền CPUID như thế nào?
Trong thế giới máy tính ngày nay, việc thu thập thông tin chi tiết về bộ xử lý đã trở nên vô cùng dễ dàng, phần lớn là nhờ vào sự ra đời của lệnh CPUID. Tính năng này ra đời vào năm 1993 khi Intel lần đầu giới thiệu bộ xử lý Pentium và SL-enhanced 486, cho phép các lập trình viên dễ dàng truy vấn loại bộ xử lý và các tính năng mà nó hỗ trợ, chẳng hạn như MMX và SSE. Trước khi lệnh CPUID trở nên phổ biến, các lập trình viên đã sử dụng một số phương pháp độc đáo để xác định loại bộ xử lý, đây là một cuộc phiêu lưu kỹ thuật vào thời điểm đó.
Trước khi có CPUID, các lập trình viên dựa vào các mã máy được coi là bí truyền để khám phá ra những khác biệt tinh tế trong hành vi của CPU.
Với sự ra đời của bộ xử lý 80386, bộ xử lý sẽ chỉ ra phiên bản của nó thông qua thanh ghi EDX khi khởi động lại. Tuy nhiên, thông tin này chỉ có sẵn sau khi khởi động lại và không có cách chuẩn nào để ứng dụng có thể đọc trực tiếp giá trị này. Điều này có nghĩa là các lập trình viên phải sử dụng nhiều phương tiện khác nhau để xác định các CPU khác nhau. Ví dụ, bộ xử lý dòng 680x0 của Motorola không bao giờ có bất kỳ lệnh CPUID nào. Các nhà phát triển phải sử dụng một số lệnh đặc biệt để xác định loại bộ xử lý và các lệnh này yêu cầu thực thi đặc quyền. Trong bối cảnh này, bộ xử lý 68010 đánh dấu lệnh MOVE từ thanh ghi trạng thái là lệnh đặc quyền, khiến lệnh này tuân thủ các yêu cầu ảo hóa.
Sự xuất hiện của lệnh CPUID không chỉ mang lại sự tiện lợi cho các lập trình viên của kiến trúc x86 mà còn ảnh hưởng đến thiết kế của các kiến trúc khác như ARM. Các kiến trúc này thường cung cấp các thanh ghi tương tự như CPUID để có được thông tin cơ bản về bộ xử lý.
Quy trình gọi CPUID
Mã hoạt động trong CPUID là 0F A2. Thông thường trong ngôn ngữ lắp ráp, lệnh CPUID không yêu cầu đối số vì nó ngầm sử dụng thanh ghi EAX để xác định loại thông tin chính cần trả về. Cuộc gọi này được gọi là "lá" của CPUID. Theo thuật ngữ của Intel, lần đầu tiên CPUID được gọi, EAX phải được đặt thành 0 để có được các tham số chức năng cao nhất được CPU hỗ trợ.
Để có được thông tin chức năng mở rộng, bit cao nhất của EAX trong lệnh gọi CPUID phải được đặt thành 1.
Với sự phát triển của máy tính nói chung, phạm vi hiệu quả của nhiều lá cơ bản thu được dựa trên CPUID đã đạt tới 23h. Dựa trên lệnh gọi tới CPUID, có thể thu được nhiều thông tin khác nhau, chẳng hạn như ID nhà sản xuất và khả năng hỗ trợ các tính năng khác nhau của bộ xử lý. Trong nhiều trường hợp, thông tin trả về không được tiết lộ trong tài liệu công khai, do đó các nhà phát triển cần dựa vào kinh nghiệm và tài liệu để khám phá bí mật của bộ xử lý.
Trình diễn trả về dữ liệu
Khi EAX được đặt thành 0, CPU sẽ trả về chuỗi ID nhà sản xuất—chuỗi ASCII gồm 12 ký tự được lưu trữ theo trình tự trong các thanh ghi EBX, EDX và ECX. Theo thông tin mới nhất, ID nhà sản xuất bộ xử lý tiêu chuẩn như sau:
- Chính hãng AMD – AMD
- Chính hãng Intel – Intel
- CentaurHauls – IDT WinChip/Centaur
- TransmetaCPU – Transmeta
- VÉA VÉA VÉA – VÉA
Thông tin bộ xử lý và cờ tính năng
Bằng cách đặt EAX thành 1, bạn có thể nhận được thông tin về bước xử lý, kiểu máy và sê-ri, điều này rất quan trọng để đánh giá hiệu suất của từng kiểu máy. Điều này thể hiện nhận dạng bộ xử lý và trả về cờ chức năng cùng thông tin tính năng bổ sung trong các thanh ghi EAX, EDX và ECX.
Tất cả thông tin về bộ xử lý đều dành riêng cho nhà sản xuất, nhưng trong hầu hết các trường hợp, các giá trị của Intel được các nhà sản xuất khác sử dụng để đảm bảo khả năng tương thích.
Sự xuất hiện của phương pháp này cho phép các nhà phát triển hiểu rõ mức độ vật lý của bộ xử lý. Theo thời gian, công nghệ này ngày càng được sử dụng rộng rãi hơn, do đó thúc đẩy sự tiến bộ của toàn bộ công nghệ máy tính. Ngoài ra, điều này còn thúc đẩy việc thiết kế bộ xử lý đa lõi và thúc đẩy sự phát triển liên tục của các kiến trúc bộ xử lý tiếp theo.
Kết luận và suy nghĩ
Với sự phát triển liên tục của công nghệ xử lý, ảnh hưởng của lệnh CPUID ngày càng rõ ràng hơn, cung cấp thông tin phần cứng quan trọng cho nhiều chương trình và hệ thống khác nhau. Tuy nhiên, khi công nghệ tương lai ngày càng phát triển, chúng ta không khỏi thắc mắc: khi phần cứng thay đổi nhanh chóng, làm thế nào để lập trình trong tương lai có thể hiểu thông minh hơn các đặc điểm phần cứng này và tối ưu hóa hiệu suất của chúng?
