Ein Prozessor oder CPU ist eine Platine in einem Computer, die Anweisungen für Programme ausführt. Moderne Computerprozessoren können Millionen von Anweisungen in einer Sekunde verarbeiten. Prozessoren gelten als Hauptchip eines Computers.
Es ist schwierig, eine neue Technologie zu bewerten, ohne ihren Prozessor zu berücksichtigen. Das Problem ist, dass es schwierig ist, zu entschlüsseln, was ein Prozessor tut, selbst wenn Sie ein Technikfreak sind.
Prozessoren sind das Gehirn hinter einem Computer. Sie steuern die Logik, die Berechnungen durchführt und Programme auf Ihrem Computer ausführt.
Was ist ein Prozessor?
Ein Prozessor ist ein Stück Hardware, das die Anweisungen interpretiert, die einen Computer antreiben. Prozessoren sind aus gutem Grund das Gehirn eines Computers. Ohne einen Prozessor könnten Computer keine Programme ausführen.
Prozessoren werden auch als Central Processing Units (CPUs) bezeichnet. Technisch gesehen gibt es mehr als einen Prozessor in einem Computer, wie z. B. eine Graphics Processing Unit (GPU). Aber die CPU ist wohl die wichtigste.
Verarbeitungseinheiten erhalten Anweisungen aus dem Arbeitsspeicher (RAM) eines Computers. Die CPU decodiert und verarbeitet eine Aktion, wenn eine Anweisung empfangen wird. Dann liefert die CPU eine Ausgabe.
Intel und AMD sind die bekanntesten Unternehmen in der CPU-Branche für Desktops, Laptops und Servercomputer. Intel Core und AMD Ryzen sind einige der beliebtesten Desktop-Prozessoren. Apple, Nvidia und Qualcomm sind alle CPUs für mobile Geräte.
Wo befindet sich die Zentraleinheit?
Prozessoren befinden sich auf der Hauptplatine eines Computers. Sie werden an einen CPU-Sockel oder einen CPU-Steckplatz angeschlossen. Neben einer CPU befindet sich ein Hebel, mit dem sichergestellt wird, dass sie an der Hauptplatine befestigt bleibt.
Teile eines Computerprozessors
Ein Computerprozessor besteht aus vier Komponenten: ALU, FPU, Register und Cache-Speicher.
Die Arithmetic Logic Unit (ALU) führt alle arithmetischen und logischen Operationen aus. Es arbeitet mit ganzen Zahlen, die ganze Zahlen sind. Die Floating Point Unit (FPU) manipuliert Gleitkommazahlen, also Zahlen, die eine Dezimalstelle enthalten.
Dann ist da noch das Register. Das Register enthält Anweisungen, die von anderen Teilen eines Computers empfangen werden. Es teilt der ALU mit, welche Prozesse auszuführen sind, und speichert die Ergebnisse dieser Operationen.
Prozessoren umfassen L1- und L2-Speicher. Dieser Speicher-Cache ermöglicht es dem Prozessor, Daten lokal zu speichern, ohne sie aus dem RAM abrufen zu müssen. Die Einbeziehung dieser Komponente trägt dazu bei, eine CPU schneller und effizienter zu machen.
Wie funktioniert eine CPU?
CPUs können mit mehr Schnickschnack als je zuvor ausgestattet sein. Im Kern verwenden sie die gleichen Prozesse. Diese Prozesse werden als Abruf-Ausführungs-Zyklus bezeichnet. Dieser Zyklus besteht aus drei Schritten: Holen; dekodieren; und ausführen.
Bringen
Der erste Schritt im Abruf-Ausführungs-Zyklus ist das Abrufen. Es beinhaltet das Empfangen – oder „Abholen“ – einer Anweisung. Diese Anweisung wird vom RAM an die CPU gesendet.
Dekodieren
Die CPU verarbeitet eine Anweisung unter Verwendung ihres Decoders, wenn sie von dem Anweisungsregister gesendet wird. Die CPU wandelt die Anweisung in eine Reihe von Signalen um, die von anderen Teilen der CPU interpretiert werden können.
Ausführen
Am Ende dieses Prozesses führt der Computer die decodierten Anweisungen aus. Anweisungen werden zur Ausführung an andere Teile eines Prozessors gesendet. Das CPU-Register speichert Anweisungen nach der Ausführung. Dies hilft, die Geschwindigkeit eines Prozessors zu verbessern, da er sich an einige Anweisungen erinnern kann, die er verarbeitet hat.
CPU-Spezifikationen: Ein kurzer Überblick
Während CPUs alle dasselbe tun – Anweisungen verarbeiten – variieren die Spezifikationen für eine CPU je nach Anwendungsfall. Lassen Sie uns einige der wichtigsten Spezifikationen besprechen, die Sie kennen sollten.
32- und 64-Bit-Prozessoren
Es gibt zwei Haupttypen von Prozessoren: 32-Bit und 64-Bit. Diese Zahlen beziehen sich darauf, wie viele Bits gleichzeitig zwischen verschiedenen Teilen der CPU gesendet werden können.
32-Bit-Prozessoren wurden für ihre Leistung bekannt. In jüngerer Zeit können Computer bis zu 64 Bit verarbeiten. Je höher die Bitzahl, desto schneller der Prozessor.
Taktfrequenz
Die Taktrate bezieht sich darauf, wie viele Befehle eine CPU pro Sekunde verarbeiten kann. Gigahertz (GHz) ist die Hauptmaßeinheit für die Verfolgung der Taktgeschwindigkeit. In den Prozessorspezifikationen werden Sie häufig Gigahertz-Zahlen sehen. Je höher die Taktrate, desto schneller läuft eine CPU.
Meistens ist es notwendig, die Taktraten zu vergleichen, wenn Sie CPUs derselben Generation bewerten. Dies liegt daran, dass die Taktrate zwar ein Einflussfaktor auf die Geschwindigkeit eines Prozessors ist, es aber andere Komponenten gibt, die gleichermaßen wichtig sind.
L2/L3-Cache
Eine CPU speichert häufig verwendete Daten im L2- und L3-Speicher. Anstatt den RAM jedes Mal aufrufen zu müssen, wenn die CPU eine Anweisung verarbeiten muss, kann die CPU einige häufig verwendete Anweisungen speichern.
Ein L2- oder L3-Cache ist schneller als RAM, da er Teil des Prozessors ist. Je mehr Cache Sie haben, desto schneller ist Ihre CPU.
Wie funktionieren Prozessorkerne?
In den alten Zeiten des Rechnens hatte ein Computerprozessor einen einzigen Kern. Dies bedeutet, dass es zu einem bestimmten Zeitpunkt einen Satz von Anweisungen ausführen kann. Hardware-Ingenieure haben diese Grenze verschoben, und heute sind Multi-Core-Prozessoren zum Standard geworden. Mehrkernprozessoren haben mehrere Kerne. Sie können verschiedene Befehle gleichzeitig ausführen.
Die meisten Computer haben heute zwischen zwei und vier Kerne. Sie werden diese Setups als „Dual“- bzw. „Quad“-Core bezeichnet hören. Einige Prozessoren haben je nach Einsatzzweck bis zu 12 Kerne. Je mehr Kerne eine CPU hat, desto mehr Anweisungen kann der Prozessor interpretieren.
Prozessoren mit mehreren Kernen sind einfach zwei oder mehr CPUs auf einem einzigen Chip. Ein Quad-Core-Prozessor besteht aus vier CPUs, die sich alle auf demselben Chip befinden. Zwischen jedem Kern besteht eine Verbindung, damit sie zusammenarbeiten können.
i7-Prozessoren und i9-Prozessoren
Sowohl i7-Prozessoren als auch i9-Prozessoren sind auf dem modernen Computermarkt alltäglich. Sie werden feststellen, dass diese Begriffe verwendet werden, um die Prozessoren zu beschreiben, die Laptops und Desktops verwenden.
i7 ist eine Reihe von Intel-CPUs. i7-Prozessoren haben entweder vier oder sechs Kerne und Frequenzen zwischen 2,6 und 3,7 Gigahertz.
Sie verfügen über große Mengen an Cache-Speicher, was bedeutet, dass sie mehr Anweisungen lokal speichern können. Designer, Gamer und Programmierer verwenden diesen Prozessor oft wegen seiner Leistung.
i9-Prozessoren sind eine Stufe über i7-Prozessoren. Diese Prozessoren sind am häufigsten in Desktops zu finden, obwohl einige Laptops über i9-Prozessoren verfügen. Dieser Prozessor kann auf bis zu 4,5 Gigahertz übertaktet werden. Sie sind das Spitzenmodell auf dem Markt.
Für die meisten Benutzer ist ein i7-Prozessor mehr als genug. Tatsächlich reichen frühere Generationen wie der i5 für viele Menschen aus. Wenn Sie ein Gamer oder jemand anderes sind, der viel Rechenleistung benötigt, sollten Sie sich vielleicht einen i9-Prozessor gönnen.
Fazit
CPUs sind ein wesentlicher Bestandteil eines Computers. Es ist für die Verarbeitung der Daten verantwortlich, die es Ihnen ermöglichen, Programme auf Ihrem Computer auszuführen. In den letzten Jahren wurden große Verbesserungen an CPUs vorgenommen.
Die Einführung von Mehrkernprozessoren sowie neue Innovationen wie Hyper-Threading ermöglichen unseren Computern, schneller und effizienter zu arbeiten. Jetzt können Sie wie ein Computerexperte über CPUs sprechen!
