80486dx2-large.jpg

© Uberpenguin (http://en.wikipedia.org/wiki/User:Uberpenguin), Lizenz: GNU FDL

Prozessoren

Das Herzstück jedes Rechners

15.10.2010
Megahertz, Gigahertz, Single- und Dual-Core-Prozessoren, i386 oder AMD64? Viele Begriffe im Dunstkreis moderner Prozessoren sorgen für reichlich Verwirrung. Wir erklären die Grundlagen.

Was passiert, wenn Sie per Mausklick ein Programm starten? Auf einem modernen Betriebssystem ungefähr das Folgende: Der Kernel, also der Betriebssystem-"Kern", lädt die ausführbare Programmdatei und einige weitere Daten in den Hauptspeicher und erzeugt daraus einen so genannten Prozess. Im Speicher liegt nun eine Reihe von Instruktionen oder Kommandos, aus denen sich das Programm zusammensetzt. Der Kernel weiß, wie viele Prozessoren Sie haben und lässt diese das Programm abarbeiten. "To process" heißt auf Deutsch auch "bearbeiten": Der Prozessor schnappt sich eine Anweisung nach der anderen und führt sie aus.

Ein Prozessor ist ein Chip, der meist auf der Hauptplatine des Rechners sitzt. In Ihrem Computer gibt es mehrere Prozessoren. Derjenige, der mit der allgemeinen Bezeichnung "Prozessor" üblicherweise gemeint ist, ist der "Hauptprozessor", die Central Processing Unit (CPU). Auch Grafikkarten sind mit Prozessoren ausgestattet, den Graphical Processing Units, (GPU). Sogar Netzwerkkarten oder Videokarten der gehobeneren Preislagen bringen eigene Prozessoren mit.

Wie Prozessoren funktionieren

Ein Prozessor besteht aus mehreren Komponenten. Die Register sind kleine Zwischenspeicher, welche die CPU für interne Berechnungen verwendet. Sie sind nicht zu verwechseln mit den L1-, L2- und L3-Caches. Daneben existiert das Rechenwerk, das die echte Rechenarbeit leistet und Befehle (engl. "instructions") ausführt. Es arbeitet mit dem Befehlsdecoder zusammen, der binäre Maschinenbefehle (aus denen alle Software besteht) versteht. Das Steuerwerk sorgt für die Abarbeitung der Anweisungen in richtiger Reihenfolge. Zusammen ergeben diese Komponenten jeweils einen Prozessorkern (engl. "core").

Zusätzlich zum Kern verfügen Prozessoren über weitere Komponenten. Eine davon ist die Einheit für die Speicherverwaltung, die Memory Management Unit (MMU). Sie ist direkt mit dem Arbeitsspeicher verbunden. Auch Datenleitungen hin zu anderen Komponenten existieren – eine verbindet den Prozessor mit dem Steuerbus für alle anderen Hardware-Komponenten. Dieser Steuerbus heißt Front Side Bus (FSB). Seine Geschwindigkeit ist ausschlaggebend dafür, wie schnell der Prozessor Daten mit anderen Komponenten (mit Ausnahme des RAMs) austauschen kann.

L1-, L2- und L3-Caches sind zusätzliche Zwischenspeicher in CPUs, die es ermöglichen, auf erst kürzlich verwendete Speicherinhalte erneut und wesentlich schneller zuzugreifen. Die drei Caches unterscheiden sich in Größe und Geschwindigkeit. L1 ist der kleinste aber schnellste Cache, L2 und L3 sind jeweils langsamer, dafür aber auch wesentlich größer (bis zu 256 MByte). L1- und L2-Caches besitzt meist jeder Prozessorkern separat. Gibt es mehrere Kerne auf einem Prozessor, teilen diese sich den L3-Cache.

Die Taktrate

Die Taktrate von Prozessoren ist ein klassischer Faktor beim Leistungsvergleich verschiedener CPUs. Sie wird in Hertz angegeben: Hertzzahlen geben Frequenzen an, also die Zahl sich wiederholender Operationen in einer Sekunde. Bei Prozessoren meint die Taktfrequenz die Zahl der möglichen Rechenoperationen pro Sekunde. Ein Prozessor mit einer Taktfrequenz von einem Gigahertz (1 GHz) schafft also eine Milliarde Operationen pro Sekunde.

Insbesondere bei modernen Prozessoren lässt die Taktfrequenz Rückschlüsse auf die tatsächliche Geschwindigkeit nicht mehr direkt zu. Denn neben der reinen Taktfrequenz spielen eine Vielzahl anderer Faktoren eine Rolle. Soll die Rechenleistung angegeben werden, kommt dabei meistens die Einheit FLOPS (Floating Point Operations per Second, Gleitkommazahl-Operationen pro Sekunde) zum Einsatz, die sich aus Benchmarks ergibt.

LinuxCommunity kaufen

Einzelne Ausgabe
 
Abonnements
 
TABLET & SMARTPHONE APPS
Bald erhältlich
Get it on Google Play

Deutschland

Ähnliche Artikel

  • Red Hat Enterprise Linux 5.3
    Die neue Enterprise-Linux-Version von Red Hat bringt unter anderem Unterstützung für Intels Nehalem-Prozessor und sehr große Systeme.
  • Erste Details zu neuen Atom-Prozessoren
    Der neue Netbook Prozessor von Intel heißt N450, seine Verbindung zur Außenwelt regelt der Ein-/Ausgabebaustein NM10. Das derzeit unter dem Codenamen „Pine Trail“ entwickelte Gespann soll ab Oktober erhältlich sein.
  • Version 9.3 von Ttylinux für ARM und Version 11.1 für PPC
    Die minimalistische Linux-Distribution Ttylinux ist nun auch in Varianten für ARM- und Power-CPUs erhältlich.
  • Drei Kerne
    Bei Netbooks hat sich Intels Atom-CPU als Quasi-Standard etabliert – jetzt kommen auch auch Desktops mit der Stromspar-CPU auf den Markt. Wir schauen uns zwei Geräte näher an.
  • Atom on Board
    Derzeit liegen Mini-ITX-Boards voll im Trend. Auch Kontron bietet sie seit vielen Monaten an – neuerdings sogar mit Atom-Prozessoren von Intel.
Kommentare

Infos zur Publikation

EL 01/2016: Daten sichern und synchronisieren

Digitale Ausgabe: Preis € 9,80
(inkl. 19% MwSt.)

EasyLinux erscheint vierteljährlich und kostet EUR 9,80. Weitere Informationen zum Heft finden Sie auf der EasyLinux-Homepage.

Das EasyLinux-Jahresabo mit Prämie kostet ab EUR 33,30. Details zum EasyLinux-Jahresabo finden Sie im Medialinx-Shop.

NEU: DIGITALE AUSGABEN FÜR TABLET & SMARTPHONE

HINWEIS ZU PAYPAL: Die Zahlung ist auch ohne eigenes Paypal-Konto ganz einfach per Kreditkarte oder Lastschrift möglich!      

Der Tipp der Woche

Schon gewußt?

14.11.2015

Auch unter Ubuntu 15.10 kann man wieder mit dem Startmedienersteller (alias Startup Disk Creator) ein Live-System auf einem USB-Stick einrichten. ...

Fehler des Startmedienerstellers von Ubuntu 15.10 umgehen

Aktuelle Fragen

Tails Update
Val Lerie, 11.01.2016 10:51, 0 Antworten
Hallo zusammen, updaten > update Speichern unter > Persistent nicht möglich, mit der Meldung;...
Recoll
Jürgen Heck, 20.12.2015 18:13, 4 Antworten
Wie kann man mit Recoll nach bestimmten Zeichen/Satzzeichen bzw. Zeichenkombinationen suchen, z....
Wings Platinum 4 auf Linux?
Bodo Steguweit, 18.12.2015 11:37, 4 Antworten
Hallo in die Runde ich nutze für meine Diashows Wings Platinum 4 als Diareferent. Arbeite jetzt...
Bandbreite regulieren
Georg Armani, 25.11.2015 16:50, 1 Antworten
Hallo, ich bin ein Neuling in Sachen Linux und hoffe auf Hilfe. Ich habe zwei Windows Rechner...
Windows 10 verhindert LINUX
Hans Wendel, 17.11.2015 17:47, 8 Antworten
Hallo alle, mit einem W10-Laptop (vorher war Win7) wollte ich LINUX ausprobieren. Alles, was ni...