Teile eines Mikroprozessors

Ein Mikroprozessor oder eine Zentraleinheit (CPU) ist eine interne Hardwarekomponente, die die mathematischen Berechnungen durchführt, die Computer zum Ausführen von Programmen und Ausführen von Befehlen benötigen. Prozessoren bestehen normalerweise aus Silizium, das winzige elektrische Komponenten enthält, die auf der Oberfläche eingebettet sind. Typische Computerprogramme, die von CPUs verarbeitet werden müssen, umfassen Internetbrowser, Spiele und Videobearbeitungssoftware.

Arithmetische Logikeinheiten (ALUs) in Mikroprozessoren ermöglichen Computern das Addieren, Subtrahieren, Multiplizieren, Dividieren und Ausführen anderer logischer Operationen mit hoher Geschwindigkeit. Dank fortschrittlicher ALUs sind moderne Mikroprozessoren und GPUs (Grafikprozessoren) in der Lage, sehr komplizierte Operationen mit großen Gleitkommazahlen durchzuführen.

Cache-Speicher ist ein Bereich auf der CPU, in dem Kopien allgemeiner Befehle, die zum Ausführen von Funktionen und zum Ausführen von Programmen erforderlich sind, vorübergehend gespeichert werden. Da der Prozessor über einen eigenen kleineren, schnelleren Cache-Speicher verfügt, kann er Daten schneller verarbeiten als das Lesen und Schreiben in den Hauptsystemspeicher. Typen von Mikroprozessorspeichern umfassen ROM (nur lesen) und RAM (random access).

Grundsätzlich sind Transistoren Halbleiterbauelemente, die zum Schalten elektronischer Signale verwendet werden. Bei Mikroprozessoren bedeutet eine höhere Anzahl von Transistoren eine leistungsfähigere CPU. Intel Pentium 4-Prozessoren haben beispielsweise etwa 40 bis 50 Millionen Transistoren, während ältere Pentium 3-CPUs 9,5 Millionen haben. Mehr Transistoren ermöglichen Pipelining und mehrere Befehlsdecoder, wodurch mehrere Prozesse während jedes Taktzyklus abgeschlossen werden können.

Steuersignale sind elektronische Signale, die die Prozessorkomponenten steuern, die verwendet werden, um eine Operation auszuführen oder einen Befehl auszuführen. Ein als "Sequenzer" bezeichnetes Element sendet Steuersignale, um der bestimmten Einheit mitzuteilen, was sie als nächstes tun muss. Zum Beispiel kann ein Lese- oder Schreibsignal an den Cache-Speicher gesendet werden, um diesen mitzuteilen, dass der Prozessor bereit ist, Daten in den Prozessorspeicher zu lesen oder zu schreiben.

Die Gruppe von Befehlen, die ein Prozessor ausführen kann, werden als "Befehlssatz" bezeichnet. Der Befehlssatz bestimmt Dinge wie die Art von Programmen, mit denen eine CPU arbeiten kann. Register sind kleine Speicherplätze, die auch Befehle enthalten. Im Gegensatz zu regulären Speicherplätzen werden Register mit einem Namen anstelle einer Nummer bezeichnet. Zum Beispiel enthält der IP (Befehlszeiger) den Ort des nächsten Befehls, und der "Akkumulator" ist dort, wo der Prozessor den nächsten Wert speichert, an dem er arbeiten möchte.