Der Prozessor ist das Herzstück eines modernen Computers und erfüllt wichtige und essenzielle Aufgaben. Warum er so wichtig ist, was seine Aufgaben sind und woraus er besteht, erfährst du in diesem Ratgeber. Die wohl bekanntesten CPU Hersteller, die du kennst, sind AMD und Intel.
Prozessor bzw. CPU – Was ist der Unterschied?
Manchmal hört man Prozessor und ein andermal CPU. Ist es das gleiche, oder gibt es Unterschiede? Um direkt zu erklären, warum in diesem Artikel „Prozessor“ und „CPU“ fällt. Ja, es ist exakt das Gleiche. CPU steht für „Central Processing Unit“, dass ist exakt das, wofür das deutsche Wort Prozessor steht, nur eben ohne Zentral und Einheit.
Prozessor – Das Zentrum des Computers
Wie schon der englische Name durch das „Central“, zu Deutsch zentral vermuten lässt, ist eine CPU das Herzstück eines jeden Computers. Er hat wie ein Herz einen Rhythmus, also einen Takt, in dem er Befehle ausführt, die er über den Speicher des Computers erhält. Hierbei besitzt ein Prozessor verschiedene Eigenschaften, die ihn beschreiben und ausmachen.
Taktrate
Erkundigt man sich zu Prozessoren, wird oft mit dem Prozessortakt um sich geschmissen. Dieser wird in Hertz gemessen. Ein Hertz beschreibt einen Takt, während dem Befehle bearbeitet werden. Heutige Prozessoren verfügen üblicherweise über Taktraten von 5,40 Gigahertz, wie beispielsweise der Intel Core i7-13700k.
Kernanzahl
Ein Prozessorkern ist der zentrale Teil eines Rechenwerkes. In ihm werden die einzelnen Befehle bei der jeweiligen Taktrate ausgeführt. Um die Last zu verteilen bzw. eine Steigerung der maximalen Befehlsmenge herbeizuführen, besitzen moderne Prozessoren mehrere dieser Kerne in einer CPU. Dadurch teilen diese die Last untereinander auf und können zugleich mehrere Befehle durchführen. Ein moderner Prozessor, wie der oben genannte Intel Core i7-13700k verfügen über 16 Kerne und teilweise noch mehr.
Threads
Ein Prozessor Thread ist eine Warteschlange für den eigentlichen physischen Prozessorkern. Eine häufige Fehlannahme ist, dass Threads auch Befehle ausführen. Allerdings kann ein Prozessorkern durch mehrere Threads Befehle in schnellerer Abfolge abarbeiten. Zwar werden diese in der Schlange stehenden Befehle hintereinander abgearbeitet, in der Praxis erfolgt durch die Vereinbarung von Threads und mehreren Kernen eine quasi „parallel“ ablaufende Abarbeitung der Befehle.
Cache
Jeder Prozessor besitzt einen sogenannten Cache. Hier werden die Befehle, die der Arbeitsspeicher des Computers weitergeleitet hat, „geparkt“. Das heißt, der Cache entlastet den Arbeitsspeicher und füttert den Prozessor in der geeigneten Geschwindigkeit, die meist deutlich höher ist als die des eigentlichen Arbeitsspeichers. Er ist bei der Auswahl des richtigen Prozessors eine mehrheitlich zu vernachlässigende Eigenschaft, da heutige Prozessoren üblicherweise mehr als genug davon besitzen. Bei dem meisten Cache, häufig in L1, L2 und L3 gegliedert handelt es sich um sogenannten SRAM, nicht zu vergleichen mit dem konventionellen Arbeitsspeicher bzw. DRAM.
Aufgaben eines Prozessors – Was hat eine CPU zu tun?
Oben wurden einige Eigenschaften einer CPU beschrieben und was diese verschiedenen Begriffe auf sich haben. Ebendiese Eigenschaften sind die Grundlage für das Erfüllen der Aufgaben einer CPU und was diese sind, erfährst du jetzt.
Berechnen
Jeder Prozessor besitzt ein Rechenwerk, den Kern. Dieser führt, wie oben bereits erklärt, die im Cache gelagerten Befehle über die Threads zugeführten Befehle aus. Arbeitet der Computer wie üblich im Binär/Dualsystem, führt der Prozessorkern das normale Berechnen von Nullen und Einsen durch.
Steuern
Neben dem Rechenwerk ist im Prozessor auch ein sogenanntes Steuerwerk. Dieses Steuerwerk ist verantwortlich für die Zusammenarbeit der einzelnen Komponenten innerhalb der CPU. Es sorgt für das Einziehen von Daten aus dem Arbeitsspeicher und behandelt die Ein- und Ausgaben der Peripherie.
Woraus besteht ein Prozessor?
Ein Prozessor besteht tatsächlich aus Sand. Genauer genommen aus das Silizium, welches sich im Sand befindet. Dieses wird dann extrem hoch erhitzt und zu einem Block geformt. Dieser Block, auch Ingot genannt, wird dann in „Scheiben“ geschnitten. Diese sind die sogenannten Wafer. Dieser Wafer ist die Trägerfläche für sämtliche Komponenten im Prozessor. Dieser Prozessor ist nur stark simplifiziert beschrieben. Auf dem Wafer werden daraufhin in einem Nanometer feinen Prozess die einzelnen Transistoren platziert. Das alles ist unfassbar schwer vorstellbar. Aus diesem Grund habe ich dir hier ein Video zum Prozess eingebettet.
