Prozessor / CPU

Das Kernstück des Computers ist der Hauptprozessor, der auch CPU ( Central Prozessing Unit) genannt wird. Die Steuerung, Regelung und Kontrollierung sind die Aufgaben der CPU. Der Prozessor tauscht stets Informationen mit anderen Hardwarekomponenten und Bausteinen über das Mainboard aus.

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Intel CPU Prozessor mit den vielen Pins

1. Prozessor und Transistoren

Der Prozessor besteht aus mehreren Millionen Transistoren. Ein Transistor kennt die beiden Zustände 1 und 0. Dadurch ist es möglich komplexe logische Schaltungen aufzubauen. Bevor es die Transistoren gab, verwendete man Röhren. Vorteile der Transistoren sind, dass diese wenig Strom benötigen und im Vergleich zu den früher verwendeten Röhren nicht so störanfällig sind. Die Größe der Transistoren wird immer kleiner, die Schaltungen immer komplexer – die CPUs dadurch leistungsfähiger. Betrieben werden aktuelle Prozessoren mit einer Betriebsspannung von 1,3 bis 1,5 Volt.

2. CPU bzw. Prozessor – Aufbau

Der Prozessor besteht aus einer ALU (Arithmetic Logic Unit), einer CU (Control Unit) und internem Speicher. Die ALU ist für die logischen und arithmetischen Rechenoperationen zuständig. Als Kern des Prozessors gilt die Steuereinheit. Sie enthält ein Befehlsregister mit Befehlen, die die CPU ausführen kann.

Der interne Speicher ist für die schnelle Zwischenspeicherung von Befehlen. Auf dieses Register kann innerhalb von nur einer Nanosekunde zugegriffen werden.

3. Das Bussystem der CPU

Das Bussystem der CPU besteht aus Adress-, Daten- und Steuerbus.

3.1 Steuerbus der CPU

Durch Anlegen von Signalen am Steuerbus werden der Peripherie oder dem Arbeitsspeicher Anweisungen gegeben, um Daten zu senden oder anzunehmen. Folgende Signale werden an dem Steuerbus angelegt:

• Lesen und Schreiben des RAM
• Ein- und Ausgabe von peripheren Geräten
• Interrupt-Signale

3.2 Datenbus des Prozessors

Auf den Leitungen vom Datenbus werden binäre 1en und 0en übertragen. Diese anliegenden Signale dienen dem Datenaustausch zwischen CPU und RAM bzw. peripheren Geräten. Wieviele Leitungen ein Datenbus hat, hängt vom Hauptprozessor selbst ab.

3.3 Adressbus des Prozessors

Ein Adressbus überträgt nur Speicheradressen.

4. First-Level-Cache oder Level1-Cache

Der First-Level-Cache ist ein schneller Zwischenspeicher auf dem datengespeichert werden auf die die CPU wiederholt und oft zugreifen muss. Dies können entweder richtige Daten sein oder aber auch Befehlscode, wie z.B. Schleifen. Der Level1-Cache einer CPU wird mit vollem Core-Takt betrieben, weshalb sich die Größe des Level1-Caches direkt auf die Performance der CPU auswirkt.

5. Kaufkriterien CPU bzw. Hauptprozessor

Die nächsten beiden Absätze behandeln Kaufkriterien einer CPU. Bei der Auswahl der richtigen und passenden CPU ist es wichtig zu wissen, welche Kenngrößen für die Entscheidung wichtig sind.

5.1 Taktfrequenz des Hauptprozessors

Jeder Prozessor arbeitet mit einer Taktfrequenz, die von Modell zu Modell unterschiedlich ist. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass AMD-Prozessoren mit einem niedrigeren Takt laufen aber dennoch die Leistung von schnelleren Intel-Prozessoren erreichen. Hier gilt die Angabe mit dem „+“ bei den AMD-Prozessoren zu berücksichtigen. Beispiel: AMD Athlon64 X2 2000 3800+ ist vergleichbar mit einer Intel-CPU die mit 3800 MHz betrieben wird.

Angaben wie „Prescott“ oder „Manchester“ kennzeichnen den Systemkern und stehen meist in Zusammenhang mit der CPU-Architektur und der Größe des Zwischen-Speichers. Ein großer L2-Cache von 512 KByte oder 1.024 KByte ist grundsätzlich vorteilhaft, denn er bringt mehr Leistung, macht dafür die CPU jedoch auch teurer.

5.2 Prozessorsockel

Für die Kompatibilität mit dem Mainboard ist der Sockel entscheidend. Derzeit gibt es folgende Sockelarten für Desktop-Systeme:

• Sockel 370
• Sockel 478
• Sockel 754
• Sockel 775
• Sockel 939
• Sockel AM2
• Sockel A

Bei der Wahl der CPU ist darauf zu achten, dass der unterstützte Sockel zum Mainboard passt.

6. Neuer Prozessor – Hardware zu alt?

Es ist möglich, dass für Sie ein BIOS-Update notwendig sein wird. Die Leistung des Netzteils muss ausreichend für die Rechenleistung der neuen CPU sein. Eventuelle vorhandene Kühler müssen genug Kühlung für die CPU aufbringen. Am besten ist es für Heimanweder sich ein Boxed-Modell zu kaufen. Hier ist ein passender Kühler dabei.

7. Kaufentscheidung CPU

Beim Kauf eines neuen Prozessors ist auf das Preis-Leistungs-Verhältnis zu achten. Die CPU sollte etwas mehr als aktuell benötigte Leistung bieten. Der Kauf eines High-End-Prozessors lohnt sich für gewöhnliche Desktop-User nur, wenn dadurch wirklich wirtschaftliche Vorteile geschaffen werden. (Bei umfassenden Grafikprogrammen)

Technisch gesehen wissen Sie nun einiges über die CPU. Sie wissen auch worauf Sie beim Kauf des Prozessors achten müssen. Nun möchte ich Ihnen noch einen guten Onlineshop für günstige CPUs empfehlen. Dort finden Sie auch andere PC-Hardware.

[Bildquelle: Flickr.com / Uwe Hermann]