Was ist eine CPU? Hier finden Sie alles, was Sie wissen müssen
Wenn Sie gerade erst etwas über die Welt der Computer und Elektronik lernen, kann die Terminologie, die für die verschiedenen Teile verwendet wird, verwirrend sein. Ein Komponentenbegriff, auf den Sie möglicherweise gestoßen sind, ist „CPU“, was für „ Zentraleinheit “ steht.
CPUs befinden sich in fast allen Geräten, die Sie besitzen, sei es eine Smartwatch, ein Computer oder ein Thermostat. Sie sind für die Verarbeitung und Ausführung von Anweisungen verantwortlich und fungieren als Gehirn Ihrer Geräte. Hier erklären wir, wie CPUs mit anderen Teilen Ihrer Geräte interagieren und was sie so wichtig für den Rechenprozess macht.
Was macht eine CPU zu einer CPU?
Die CPU ist die Kernkomponente, die ein Computergerät ausmacht, und obwohl sie von entscheidender Bedeutung ist, kann die CPU nur zusammen mit anderer Hardware funktionieren. Der Siliziumchip sitzt in einem speziellen Sockel auf der Hauptplatine (Motherboard oder Mainboard) im Inneren des Geräts. Es ist vom Speicher getrennt, in dem Informationen vorübergehend gespeichert werden. Es ist außerdem von der Grafikkarte oder dem Grafikchip getrennt, der die auf Ihrem Bildschirm angezeigten Videos und 3D-Grafiken rendert.
CPUs werden durch die Anordnung von Milliarden mikroskopisch kleiner Transistoren auf einem einzigen Computerchip hergestellt. Diese Transistoren ermöglichen es der CPU, die Berechnungen durchzuführen, die zum Ausführen von Programmen erforderlich sind, die im Speicher Ihres Systems gespeichert sind. Als winzige Schalter wechseln sie zwischen Ein- und Aus-Zuständen und übermitteln die binären Einsen und Nullen, die allen Ihren Aktionen auf dem Gerät zugrunde liegen, sei es das Ansehen von Videos oder das Verfassen einer E-Mail.
Einer der häufigsten Fortschritte in der CPU-Technologie besteht darin, diese Transistoren immer kleiner zu machen. Dies hat im Laufe der Jahrzehnte zu einer Verbesserung der CPU-Geschwindigkeit geführt, die oft als Moores Gesetz bezeichnet wird.
Bei modernen Geräten verfügt ein Desktop oder Laptop über eine dedizierte CPU, die viele Verarbeitungsfunktionen für das System ausführt. Mobilgeräte und einige Tablets verwenden stattdessen ein System-on-a-Chip (SoC), einen Chip, der die CPU zusammen mit anderen Komponenten verpackt.Sowohl Intel als auch AMD bieten CPUs an , auf denen auch Grafikchips und Speicher gespeichert sind, was bedeutet, dass sie mehr als nur Standard-CPU-Funktionen können.
Was macht eigentlich eine CPU?
Im Kern nimmt eine CPU Anweisungen von einem Programm oder einer Anwendung entgegen und führt eine Berechnung durch. Dieser Prozess gliedert sich in drei Hauptphasen: Abrufen, Dekodieren und Ausführen. Eine CPU ruft die Anweisung aus dem RAM ab, dekodiert, was die Anweisung tatsächlich ist, und führt sie dann unter Verwendung relevanter Teile der CPU aus.
Die ausgeführte Anweisung oder Berechnung kann grundlegende Arithmetik, das Vergleichen von Zahlen, das Ausführen einer Funktion oder das Verschieben von Zahlen im Speicher umfassen. Da alles in einem Computergerät durch Zahlen dargestellt wird, kann man sich die CPU wie einen Taschenrechner vorstellen, der unglaublich schnell läuft. Die daraus resultierende Arbeitslast könnte Windows starten, ein YouTube-Video anzeigen oder den Zinseszins in einer Tabelle berechnen.
In modernen Systemen fungiert die CPU wie der Zirkusdirektor, indem sie Daten nach Bedarf an spezielle Hardware weiterleitet. Beispielsweise muss die CPU die Grafikkarte anweisen, eine Explosion anzuzeigen, weil Sie in einem Spiel ein Treibstofffass abgeschossen haben, oder das Solid-State-Laufwerk anweisen, ein Office-Dokument für einen schnelleren Zugriff in den RAM des Systems zu übertragen.
Kerne, Uhren und Kosten
Ursprünglich hatten CPUs einen einzigen Prozessorkern. Die moderne CPU von heute besteht aus mehreren Kernen, die es ihr ermöglichen, mehrere Anweisungen gleichzeitig auszuführen, wodurch mehrere CPUs effektiv auf einem einzigen Chip untergebracht werden. Prozessoren der Einstiegsklasse verfügen heute über zwei bis vier Kerne, während sechs bis acht Kerne eher in Gaming-Geräten und PCs zum Einsatz kommen. High-End-Modelle können bis zu 32 Kerne haben, und professionelle Hardware kann darüber hinausgehen.
Viele Prozessoren verwenden auch eine Technologie namens Simultaneous Multithreading. Stellen Sie sich einen einzelnen physischen CPU-Kern vor, der zwei Ausführungszeilen (Threads) gleichzeitig ausführen kann und dadurch auf der Seite des Betriebssystems als zwei „logische“ Kerne erscheint. Diese virtuellen Kerne sind nicht so leistungsstark wie physische Kerne, da sie sich die gleichen Ressourcen teilen, aber insgesamt können sie dazu beitragen, die Multitasking-Leistung der CPU zu verbessern, wenn kompatible Software ausgeführt wird.
Bei CPUs wird die Taktrate prominent beworben. Dies ist die Zahl „Gigahertz“ (GHz), die effektiv angibt, wie viele Befehle eine CPU pro Sekunde verarbeiten kann, aber das ist nicht das ganze Bild der Leistung. Die Taktrate spielt vor allem beim Vergleich von CPUs derselben Produktfamilie oder Generation eine Rolle. Wenn alles andere gleich bleibt, bedeutet eine schnellere Taktrate einen schnelleren Prozessor. Allerdings wird ein 3-GHz-Prozessor aus dem Jahr 2010 aufgrund des fortschrittlicheren zugrunde liegenden Siliziums des neueren Modells weniger Arbeit leisten als ein 2-GHz-Prozessor aus dem Jahr 2020.
Wie viel sollte man für eine CPU bezahlen? Um einen allgemeinen Überblick zu geben: Sofern Sie kein Hardcore-Gamer sind oder Videos bearbeiten möchten, müssen Sie nicht mehr als 200 bis 300 US-Dollar ausgeben. Sie können dazu beitragen, die Kosten niedrig zu halten, indem Sie auf die neueste Hardware verzichten und stattdessen auf eine neuere CPU-Generation setzen.
Bei Intel-CPUs bedeutet das Chips der 12. oder 13. Generation. Sie können ihre Generation anhand des Produktnamens bestimmen. Beispielsweise ist der Core i7-10700K ein älterer Chip der 10. Generation, während der Core i5-13600K ein neuerer Chip der 13. Generation ist.
Ähnliches macht AMD mit seinen Ryzen-CPUs: Der Ryzen 9 3950X ist ein Chip der 3. Generation, während der Ryzen 7 5700X die CPU der vierten Generation ist, die auf der Zen-3-Architektur des Unternehmens basiert. Ryzen 4000 wurde als Laptop-Chip-Reihe und in APU-Form mit sehr begrenzter Verfügbarkeit auf Desktops durch Systemhersteller veröffentlicht. Vor diesem Hintergrund lässt sich darüber streiten, ob der Ryzen 7000 (technisch gesehen) die fünfte Generation der AMD Ryzen-CPU ist, aber es ist die neueste, und zuletzt hat AMD seine Laptop-, APU- und Desktop-Plattformen unter dem Ryzen 7000-Banner vereint.
Wie wichtig ist die CPU?
Heutzutage ist Ihre CPU nicht mehr so wichtig für die Gesamtsystemleistung wie früher, aber sie spielt immer noch eine wichtige Rolle für die Reaktion und Geschwindigkeit Ihres Computergeräts, und ohne sie würde es überhaupt nicht funktionieren. Gamer werden im Allgemeinen von höheren Taktraten profitieren, während anspruchsvollere Aufgaben wie CAD- und Videobearbeitung durch eine höhere CPU-Kernanzahl eine Verbesserung erfahren.
Sie sollten bedenken, dass Ihre CPU Teil eines Systems ist. Daher möchten Sie sicherstellen, dass Sie über genügend RAM und schnellen Speicher verfügen, der Daten an Ihre CPU weiterleiten kann . Das vielleicht größte Fragezeichen hängt über Ihrer Grafikkarte, da Sie bei Ihrem PC generell ein gewisses Gleichgewicht benötigen, sowohl hinsichtlich der Leistung als auch der Kosten.
Nachdem Sie nun die Rolle einer CPU verstanden haben, sind Sie in einer besseren Position, eine fundierte Entscheidung über Ihre Computerhardware zu treffen. Nutzen Sie unseren CPU-Kaufratgeber, um mehr über die besten derzeit verfügbaren Chips zu erfahren. Wenn Sie das getan haben, sehen Sie sich die Top-Optionen in unseren Listen der besten Intel-Prozessoren und der besten AMD-Prozessoren an, die derzeit verfügbar sind.