Was sind Prozessoren?

= lat. "Procedere" = "vorangehend"

der Prozessor ist ein Mikrochip, der zur abarbeitung und vorantreiben von Prozessen dient. Er ist in vielen eingebeteten Systemen vorhanden Bsp.: in Handys, Computer, Waschmaschienen etc.

Umgangssprachlich nennt man den Processor auch gerne Herzstück oder Gehirn des Computers.

CPU

In folgenden Texten gehe ich besonders auf den Hauptprozessor/ CPU ein.

--> central Procesing unit (= zentrale recheneinheit)

Der Hauptprozessor/CPU besteht aus 5 Untereinheiten,

- das Rechenwerk

- das Steuerwerk

- dazugehörige Register

- die verschiedene Caches

- dem Speichercontroller

Steuerwerk/Leitwerk

Steuert die Befehlsverarbeitung im Processor. Bedeutet, er lädt, decodiert und interpretiert die Befehle. Dazu nutzt er den Befehldecoder, welcher Maschienenbefehele (Binäre-Code) in Mikrobefhele überstezen. Dazu schaut er in den Befehlssatzt (wo sich alle befehle des prozesirs befinden)

Außerdem gibt es mehrere Regiester(= kleine schnelere Speicher) im Steuerwerk.

Register

Register	Aufgabe
Befehlsregister	enthält immer den aktuell auszuführenden Maschienenbefehl
Befehlszähler	enthält die adresse der darauf folgenden Befehle
Status-/Flagregister	enthält den Status der aktuellen operation

Rechenwerk

Die im Steuerwerk geladen Befehele werden nun im Rechenwerk verarbeitet. Dazu führt die ALU (AretmetischLogischeEinheit) Aretmetische und Logische operationen mit hilfe von einigen registern aus.

A- Datenregister (zu verarbeideten daten)

B- Akkumulator (schon berechnete daten,welche witer berechnet werde müssen)

F- Funktion (wie berechnet werden soll)

R- Ergebnis der berechnung

D- Status

Speichercontroller

Er regelt den Datenfluss zwischen Prozessor und Arbeitsspeicher. Weil der Arbeitsspeicher viel langsamer als die CPU ist wird die Cache als Zwischenspeicher genutzt.

Cache

Hier werden schon verwendete Daten und Befehle gespeichert für den Fall der wiederverwendung.

Cache	Wo er sich befindet	wie schnel und groß er ist
L1- Cache	im Kern	klein und sehr schnel
L2- Cache	außerhalb vom Kern	langsamer und größer
L3- Cache	weit weg von Kern	am größten und langsamsten

Ablauf

1. Befehl laden (Steuerwerk)

2. Befehlszähler ergöhen und Befehl dekodieren

3. Benötigten wert laden(Rechenwerk)

4. ALU führt Oberation aus

5. Ergebnis --> Datenregister & Satusregister

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Frequenz & multicore

core= Kern

Wie schon ganz oben gennat, wird der Prozessor auch gerne als Herz oder Gehirn bezeichnet. Er verarbeitet nähmlich im computer alles und treibt sie voran. Wie ein Herz hat der Prozessor eine Taktfrequenz. Die Taktfrequenz gibt an wie schnel ein Prozessor (Kern) befehle verarbeiten kann. Die Einheit dfür lautet Hertz (Hz). Bei geraden neueren Geräten sieht man eher GHz, was für das miliarden(Giga) fache der einfachen Hz steht. Also anstat bei einem Hz 1 Befehl pro sekunde ausgeführt wird, wird bei einem GHz 1.000.000.000 Befehle pro sekunde ausgeführt. Die Anzahl der Kerne ist dabei auch sehr wichtig, denn diese werden mit der Frequenz multipliziert (werden also noch schneler.

um zu sehen wie viele Kerne ein Prozessor hat schat man au die core anzahl. Dabei gibt es...

- Single-Core (ein Kern)

- Dual-Core (zwei Kerne)

- Quad-Core (vier Kerne)

- Hexa-Core (sechs Kerne)

- Octa-Core (Acht Kerne)

Warum sind mehrere Kerne schneler?

Jeder Befehl steht in einer art Schlange um verarbeitet zu werden. Wenn der Befehl abarbeitet wurde ist der nächte dran. Dazu gibt es noch andere aufgaben für den Kern, aufgaben welche im hintergrund laufeb (Bsp.. vieren programe) Gibt es aber mehr Kerne, dann können mehrere Befehle gleichzeitig laufen und die hintergrundarbit kann auch von einem Kern übernommen werden.

Eine noch krassere Technik hat Intel sich zu nutzen gemacht. So nutzen sie Hyoer-Threading, dabe iweren zwei virtuelle kerne an einen Physikalischen Kern zur verfügung gestellt. Intl und AMD haben auch noch eine andere schlaue idee zu den Prozessoren in der Tasche. So haben sie einen turbo-boost. bei diesem wird die takt-frequenz bei dem Befehl mit mehr benötigter leistung erhöht und beu den anderen verlangsamt.

Hersteller

Die beiden Marktfürer in sachen Prozessoren sind AMD und Inter. Um mehr über beide heraus zufinden, klick einfach auf die Bilder.

AMD

Intel

Bildquellen

1. Bild: https://www.computerwissen.de/fileadmin/_processed_/5/4/csm_CPU_Hardware_Tuning_ea64ab0810.jpeg

2. Bild: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/8/82/ALU_symbol.svg/1200px-ALU_symbol.svg.png

3. Bild: https://as1.ftcdn.net/jpg/01/37/12/58/500_F_137125806_2GZKxx6yoAStIAVvcrMIIpZSzBB6mR1e.jpg

4. Bild: https://pbs.twimg.com/profile_images/1081205046426169344/E1sI3ygw_400x400.jpg

5. Bild:https://www.tagesschau.de/multimedia/bilder/intel-117~_v-original.jpg