Computer-Mikroprozessor-CPU erklärt

• April 28, 2024

Dies ist der dritte Artikel in der Reihe über die Funktionsweise von Computern. In diesem Artikel wird der Mikroprozessor oder die Zentraleinheit (CPU), wie er oft genannt wird, untersucht. Der Mikroprozessor wird häufig als "Herz" oder "Gehirn" des Computers angesehen, da er für die Verarbeitung von Anweisungen und Code für die Programme und das Betriebssystem auf einem Computer und anderen elektronischen Geräten verantwortlich ist.

Die CPU besteht aus zahlreichen Transistoren, die auf einem einzigen Chip miteinander verbunden sind (auch als integrierte Schaltung bezeichnet, die aus Silizium besteht). Die erste CPU, die in einem Heimcomputer verwendet wurde, war die 8088 mit 6.000 Transistoren. Heute haben CPUs wie der Pentium 4 über 55.000.000 Transistoren auf einem Chip!

Im Laufe der Jahre wurden mehrere Versionen der CPU von mehreren Herstellern auf den Markt gebracht. Der häufigste oder bekannteste CPU-Hersteller ist Intel mit seiner Prozessorreihe für IBM-kompatible Maschinen. Diese Prozessoren begannen mit 8088 und wurden dann auf 80286, 80386, 80486, Pentium, Pentium II, Pentium III, Pentium 4 und Core 2 Duo umgestellt. Diese Liste ist keine vollständige Liste aller Angebote, sondern deckt die gängigsten Chiptypen ab.

Einige zusätzliche CPUs umfassen PowerPC von IBM, SPARC von Sun Microsystems und Athlon (und andere) von AMD. Diese CPUs von verschiedenen Herstellern und für verschiedene Systemtypen bieten jedoch die gleiche Funktionalität wie die Intel-basierte CPU.

Die Geschwindigkeit einer CPU wird in Megahertz (MHz) gemessen. Dies ist die Rate, mit der eine CPU Anweisungen verarbeiten kann. Es wird auch als Taktrate eines Mikroprozessors bezeichnet. Je höher die Zahl, desto schneller kann die CPU Informationen verarbeiten, wodurch der Computer schneller läuft. Die ersten CPUs hatten eine Taktrate von etwa 2 MHz, während neuere CPUs mit laufen
2 GHz oder höher.

Die Steigerung der Geschwindigkeit und der Rechenleistung im Laufe der Jahre ist nicht ohne Probleme verlaufen. Je schneller die CPU läuft, desto mehr Wärme wird erzeugt, was zu Problemen oder Schäden an empfindlichen elektronischen Geräten führen kann. Um den Mikroprozessor kühl zu halten, sind sie mit einem Lüfter und einem Kühlkörper ausgestattet, um die Wärme vom Chip abzuleiten. Darüber hinaus besteht die Sorge, wie viele Transistoren gleichzeitig auf einem einzelnen Chip verwendet werden können, während angemessene Kosten, Sicherheit und die Grenzen der Wissenschaft eingehalten werden.

Video-Anleitungen: Wie funktioniert ein Prozessor (CPU)? Erklärvideo von BYTEthinks (April 2024).