Zentralprozessoreinheit
Die Central Processing Unit (CPU) ist ein Chip, der als das Gehirn des Computers fungiert. Es besteht aus Transistoren – Millionen von Transistoren sogar. Mikroprozessoren sind die Schaltkreise, die die CPU umgeben. Der Mikroprozessor ist mehr als die CPU. Es enthält andere Prozessoren, zum Beispiel die Grafikprozessoreinheit. Soundkarten und Netzwerkkarten sind von Mikroprozessoren umgeben. Eine CPU ist also Teil eines Mikroprozessors, aber ein Mikroprozessor ist mehr als die CPU.
Die CPU
Arithmetische und algebraische Operationen
Die CPU hat eine Steuereinheit, eine logische und arithmetische Einheit und Register sowie einen kleinen Speicher namens Cache. Die Logikeinheit verarbeitet Befehle jeweils einen Zyklus. Es führt diese Anweisungen basierend auf dem Computerprogramm aus, das ausgeführt wird. In diesem Sinne führt die CPU einzelne Befehle aus; und wenn es kombiniert wird, um eine Aufgabe auszuführen, ist dies ein Computerprogramm.
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Die arithmetische Einheit macht Mathe. Wenn das Computerprogramm eine mathematische Berechnung sucht, sendet die Logikeinheit diese Anweisung an die Recheneinheit, um die Aufgabe auszuführen. Nach Abschluss der Operation werden die Ergebnisse für weitere Operationen in den CPU-Cache oder zurück in die Logikeinheit gestellt.
Die Steuereinheit steuert, wie und in welcher Reihenfolge die Anweisungen verarbeitet werden.
Eine letzte Anmerkung zu einem anderen Prozessortyp, dem Vektorprozessor oder Array-Prozessor. Dies ist eine CPU, die mit einem Befehlssatz arbeitet, der eindimensionale Datenfelder enthält, die Vektoren genannt werden. Im Gegensatz zu einem als Skalarprozessor bekannten Prozessor, dessen Befehle auf einzelnen Datenelementen arbeiten. Heutzutage sind die meisten CPUs skalar.
Der Mikroprozessor
Mikroprozessor
Der Mikroprozessor besteht aus Millionen von Transistoren. Dies sind winzige elektronische Geräte, die eine elektrische Ladung tragen. Sie haben einen Ein- und Ausschalter (oder ein Tor zum Öffnen und Schließen), der den Strom durch einen bestimmten Pfad steuert, um ein gewünschtes Ergebnis zu erzielen.
Mikroprozessoren haben traditionell die CPU gehalten. Die Schaltungen der beiden Geräte sind miteinander verflochten und sorgen für einen nahtlosen Betrieb. Der Mikroprozessor empfängt elektrische Signale vom Speicher, externen und internen Festplatten, von Netzwerkkarten, von Grafik- und Videogeräten und von anderen Eingabegeräten wie einer Maus oder Klaviatur.
Allerdings landen nicht alle elektrischen Ströme in der CPU. Einige Signale gehen an spezielle Chips, die die CPU ersetzt haben. Die Chips befinden sich auf ihren eigenen Mikroprozessoren und verarbeiten ihre eigenen Ergebnisse. Trotzdem fungiert die CPU als Koordinator, in dem alle verarbeiteten Signale, auch von verschiedenen Chips, berechnet werden. Dies sind die mathematischen Operationen (auf der CPU) oder die angezeigten Endergebnisse, wie die Netzwerk- oder Video- oder Audiooperationen. Selbst wenn es andere Leistungschips auf Mikroprozessoren gibt, wird das Ergebnis auf der CPU verarbeitet.
Der Mikroprozessor ist die Halteschaltung, die mit dem Motherboard verbunden ist. Das Motherboard enthält all die verschiedenen Mikroprozessoren, aber sie arbeiten zusammen, um einen sogenannten Computer zu produzieren.
Architektur der CPU
Mikroprozessor auf dem Motherboard
Auch bei neuen Chips auf Mikroprozessoren ist die CPU immer noch die zentrale Recheneinheit, die die Operationen auf dem Computer steuert. Dies erklärt, warum CPU-Hersteller so viel Zeit damit verbringen, die Rechenleistung dieser Chips zu modifizieren und zu erweitern.
Einige der Innovationen, die dabei entstehen, umfassen das Hinzufügen weiterer CPUs zum Mikroprozessor. Intel und AMD haben beide Dual-Core-Mikroprozessoren. Das bedeutet, dass sie zwei CPUs auf dem Mikroprozessor haben. Sie sind unabhängig voneinander, nehmen jedoch die Befehlssätze aus Programmen und verarbeiten sie unabhängig, aber im Einklang.
Fortschrittliche Mikroprozessoren verfügen jetzt über Quad-Core- und Six-Core-Architekturen und darüber hinaus. Zwölf und sogar 48-Kern-CPU-Mikroprozessoren befinden sich in der Entwurfsphase.
Chips und Mikroprozessoren
Die CPU ist zwar der wichtigste Prozessor des Computers, aber viele Aufgaben wurden aus ihr entfernt und anderen Chips übertragen.
Grafikprozessoreinheiten (GPU) entfernen 2D- oder 3D-Grafikoperationen von der CPU. Sie werden in Personalcomputern, eingebetteten Systemen, Mobiltelefonen, Workstations und Spielkonsolen verwendet.
Eine Netzwerkprozessoreinheit (NPU) ist eine integrierte Schaltung, die mit einem Merkmalssatz entworfen ist, der eindeutig auf die Netzwerkbetriebsdomäne ausgerichtet ist. Internet-Operationen und Netzwerk-Feature-Sets befinden sich in der Domäne des Betriebs. Sie sind typischerweise durch Software programmierbare Geräte und haben viele generische Eigenschaften, die den Zentraleinheiten für allgemeine Zwecke ähnlich sind.
Eine Audioprozessoreinheit (APU) ist eine integrierte Schaltung, die entwickelt wurde, um Audiodaten zu verarbeiten, um einen klareren und robusteren Klang zu erzeugen. Es wird auf einem Mikroprozessor auf einer Soundkarte gespeichert.
Zusammenfassung
Die CPU ist ein Mikroprozessor. Der Mikroprozessor ist ein integrierter Schaltkreis, der aus Millionen von Transistoren besteht. Allerdings sind nicht alle Mikroprozessoren CPUs. Es gibt NPUs, GPUs und APUs, die Netzwerk-, Grafik- oder Audioverarbeitung von der CPU entfernen. Das Endergebnis ist eine schnellere CPU-Leistung. Die CPU wird nicht durch Operationen verlangsamt, die von externen Mikroprozessoren ausgeführt werden können; Und da alle zusammen arbeiten, werden die Ergebnisse schneller, robuster und mit weniger Unterbrechungen oder Ausfallzeiten angezeigt.
