Prozessor / CPU

Der Prozessor ist das Gehirn des Computers – alles was man am PC macht, sei es Programme benutzen, drucken, Webseiten aufrufen, spielen, etc. wird vom Prozessor berechnet, verarbeitet und anschließend auf dem Bildschirm dargestellt. Eine weitere Bezeichnung für Prozessor ist CPU (Central Processing Unit) was auf Deutsch so viel wie Zentrale Steuereinheit heißt.

Der Prozessor ist auf einem Sockel auf dem Mainboard verbaut. 

Bestandteile der CPU

Steuerwerk: Das sogenannte Steuerwerk ist für die Zusammenarbeit der einzelnen Komponenten im Prozessor verantwortlich. Es liest und speichert Daten aus dem Arbeitsspeicher und verarbeitet die Ein- und Ausgaben von der Tastatur oder der Maus. Wichtige Daten, die während der Ausführung gebraucht werden, werden im schnellsten Speicher eines Prozessors, den sogenannten Registern, zwischengespeichert.

Rechenwerk: Im sogenannten Rechenwerk (auch Arithmetic Logic Unit, kurz ALU, bezeichnet) führt der Prozessor Rechnungen und Befehle aus.

• Taktfrequenz: Die Taktfrequenz bestimmt, wie lange die Rechenzeit beträgt, also wie schnell oder langsam der Computer ist. Je schneller die Taktfrequenz, desto schneller werden Befehle verarbeitet. Die Geschwindigkeit wird in Hertz angegeben. Eine Taktfrequenz von 3 bis 4 GHz (Gigahertz) ist derzeit Standard. 

• Multicore / Mehrkernprozessoren: Die Taktfrequenz kann irgendwann nicht mehr erhöht werden. Um die Leistungsfähigkeit trotzdem zu erhöhen, können mehrere Prozessorkerne zu einem Prozessor zusammengefasst werden, sogenannte Mehrkernprozessoren.

Deshalb gibt es neben Einkernprozessoren (Single-Core) noch Doppelkernprozessoren (Dual-Core), Vierkernprozessoren (Quad-Core), Sechskernprozessoren (Hexa-Core) und Achtkernprozessoren (Octa-Core).

Zwischenspeicher Cache: Der Prozessor benötigt für ein auszuführendes Programm den Zugriff auf den Arbeitsspeicher. Da der Arbeitsspeicher jedoch langsamer als der Prozessor ist ist, werden vorab Teile des Arbeitsspeichers in einen Zwischenspeicher (Cache) geladen. Dabei gibt es drei Arten von Cache, die sich hinsichtlich Größe und Geschwindigkeit entscheiden.

Bus-Systeme: Die Bus-Systeme sind für die Datenübertragung zwischen den unterschiedlichen Komponenten des Computers zuständig.

Viele Prozessoren haben noch einen integrierten Grafikprozessor. Besser ist aber eine externe Grafikkarte, vor allem für grafikintensive Darstellungen und Berechnungen.

CPUs werden nicht nur in Computern eingesetzt, sondern finden sich heute in fast allen elektronischen Geräten, z.B. Smartphones, Tablets oder Smartwatches. Die beiden wichtigsten Hersteller für CPUs sind:

• AMD
• Intel

Zusammen teilen sich diese beiden Unternehmen rund 90% des Weltmarkts für CPUs. 

Folgende Abbildung zeigt eine CPU mit 2 Kernen, das heißt, dass das Rechenwerk, Steuerwerk, Register und Cache doppelt vorhanden ist und somit die Rechenleistung verdoppelt wird.