Wie ein Prozessor funktioniert
Netzwelt-Wissen: CPU-Technik und Architektur
Schnelle Prozessoren sind das Herzstück des Computers: Sie haben es erst möglich gemacht, 3D-Spiele oder komplizierte Simulationen in wenigen Sekunden durchzuführen. In den meisten Heim-PCs sind Modelle von Intel oder AMD verbaut. Netzwelt erklärt, wie die Chips eigentlich arbeiten.
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DerDer Physiker John v. Neumann hat das Konzept der CPU erdacht.
Längst ist das Gigahertz-Rennen zu Ende und der Takt spielt nicht mehr die Hauptrolle bei der Wahl des Prozessors. Bei Notebooks zählen vor allem Stromverbrauch, Prozessorarchitektur und Fertigungsgröße. Aufgrund der zahlreichen Produktnamen und Serien fällt die Wahl für den richtigen Prozessor oftmals schwer.
Der Hersteller AMD spielt derzeit bei Notebookprozessoren noch die zweite Geige. Das AMD-Produktportfolio kann nicht mit dem des Konkurrenten Intel mithalten, ein Großteil der aktuellen Notebooks arbeitet daher mit Intel-Chips. Die neue Tigris-Plattform soll das ändern - doch noch zögern die Notebookhersteller mit der Produktion von Geräten mit AMD-Prozessoren.
Auf dem hauseigenen Intel Developer Forum hat Intel eine neue CPU-Serie für Notebooks angekündigt, den Core i7-Mobile. PC-Anwender, die es sich leisten können, dürfen sich auf die Extreme Edition freuen. Diese lässt sich noch zusätzlich übertakten. 
Der Prozessormarkt ist in Bewegung. Kurz nachdem AMD die neue Tigris-Plattform auf den Markt gebracht hat, legte Intel mit seinen Core i-Modellen nach. Verbraucher stehen beim Rechnerkauf angesichts der neuen Chipsätze vor der Qual der Wahl. Denn je nach Preissegment bieten Händler sowohl Computer mit aktuellen Chipsätzen als auch günstige Modelle mit CPUs aus älteren Serien an.
Dells neue Poweredge-Server sollen die Rechenzentren in Unternehmen auf den neuesten Stand bringen. Die Spitzenmodelle arbeiten mit Intels Acht-Kern-Prozessor Xeon 7500.
Nach dem Erfolg des Tegra 2-Chips arbeitet Nvidia fleißig am Nachfolger mit dem Namen Kal-El. Erste Geräte mit dem mobilen Quad-Core-Prozessor werden vermutlich noch in diesem Jahr in den Handel kommen. Wie der Hersteller nun aber enthüllt, besitzt Kal-El nicht vier, sondern fünf CPU-Kerne.
Intel lebt seit mehr als 20 Jahren von der x86-Architektur, die leistungsstarke und günstige Rechner für jeden Menschen erst möglich gemacht hat. Die Zukunft gehört nach Einschätzung von Experten aber ARM.Inhaltsverzeichnis
- 1Konzept von John v. Neumann
- 2Steuereinheit und Rechenwerk
- 3Daten aus dem Speicher lesen
- 4Kommunikation über Adress-/Datenbus
- 5Intel x86: Herrscher im Consumer-PC
- 6PowerPC und ARM-Prozessoren
- 7Für Spezialisten: Sun SPARC und andere
- 8Zukunft gilt den Quanten-CPUs
Die IT-Branche lebt seit Jahren nach dem Mooreschen Gesetz: Alle 18 Monate verdoppelt sich die Zahl von Schaltungen eines Prozessors, was meist mit einer deutlich höheren Geschwindigkeit einhergeht. Damit sind viele Computer schon beim Kauf veraltet – oft bieten die großen Hersteller Intel und AMD bereits ein nachfolgendes Modell an, wenn Dell & Co. erst mit dem Einbau eines Prozessors beginnen. Möglich wird diese rasante technische Entwicklung durch immer bessere Fertigungstechniken, effizientere Materialien und neue Technologien.
Der Prozessor, die sogenannte Central Processing Unit, ist das wichtigste Bauteil jedes modernen Computers. Ohne ihn geht nichts – er ist Hirn und Herz des Computers. Dort werden die Prozesse gesteuert und kommen alle Ein- und Ausgabegeräte zusammen. Die CPU verbraucht die meiste Energie und produziert die meiste Wärme, sie macht den größten Unterschied zwischen einem langsamen und schnellen Gerät aus.
Konzept von John v. Neumann
Das grundlegende Bauprinzip jedes modernen Prozessors wurde schon weit vor dem kommerziellen Erfolg des Computer entwickelt: John von Neumann hat die Idee eines universelles Rechners erfunden, der sich in vier Hauptbereiche gliedert. Sie kann beliebige Prozesse der Reihe nach abarbeiten, ohne dass die Hardware für die spezifischen Aufgaben jedes Mal erneut angepasst oder optimiert werden muss. Die Idee wurde 1949 erstmals beim US-Militär realisiert.
Zunächst gliedert sich die Von-Neumann-Bauweise in Steuereinheit und Rechenwerk. Dazu kommt ein Speicher, in dem die Befehle der Prozesse und verarbeitete Daten abgelegt werden. Jetzt fehlt nur noch eine Schnittstelle zur Ein- und Ausgabe über weitere Bauteile. Damit diese vier Blöcke miteinander arbeiten, kommunizieren sie über ein einheitliches Bus-System. Was hier sehr einfach klingt, wird in Prozessoren mittels mehrerer Millionen Schaltungen umgesetzt.
Beiträge
insgesamt 2 BeiträgeVor allem aber interessant, dass AMD wieder langsam aber sicher aufholt. Bin gespannt wie Intel darauf antwortet. Das Preisleistungsverhältnis ist schon auf AMD Seite momentan.
Hallo, danke für den informativen Bericht! Ich will noch was sagen x64 ist nicht von Intel. Und mir fehlt da der ELBRUS 3 prozessor bei SPARC und ITANIUM wenn wenn der Elbrus gefördert...