Die Zentraleinheit (CPU) ist die Computerkomponente, die für die Interpretation und Ausführung der meisten Befehle der anderen Hardware und Software des Computers verantwortlich ist.
Arten von Geräten, die CPUs verwenden
Alle Arten von Geräten verwenden eine CPU, darunter Desktop-, Laptop- und Tablet-Computer, Smartphones und sogar Ihr Flachbildfernseher.
Intel und AMD sind die beiden beliebtesten CPU-Hersteller für Desktops, Laptops und Server, während Apple, NVIDIA und Qualcomm große Smartphone- und Tablet-CPU-Hersteller sind.
Sie werden vielleicht viele verschiedene Namen sehen, die verwendet werden, um die CPU zu beschreiben, einschließlich Prozessor, Computerprozessor, Mikroprozessor, Zentralprozessor und "das Gehirn des Computers".
Computermonitore oder Festplatten werden manchmal fälschlicherweise als CPU bezeichnet, aber diese Hardwareteile dienen ganz anderen Zwecken und sind in keiner Weise dasselbe wie die CPU.
Wie eine CPU aussieht und wo sie sich befindet
Eine moderne CPU ist normalerweise klein und quadratisch, mit vielen kurzen, abgerundeten, metallischen Anschlüssen an ihrer Unterseite. Einige ältere CPUs haben Stifte anstelle von metallischen Anschlüssen.
Die CPU wird direkt an einen CPU-"Sockel" (oder manchmal einen "Steckplatz") auf dem Motherboard angeschlossen. Die CPU wird mit der Stiftseite nach unten in den Sockel eingesetzt, und ein kleiner Hebel hilft, den Prozessor zu sichern.
Moderne CPUs können schon nach kurzer Laufzeit sehr heiß werden. Um diese Wärme abzuführen, ist es fast immer notwendig, einen Kühlkörper und einen Lüfter direkt auf der CPU anzubringen. In der Regel werden diese zusammen mit einem CPU-Kauf geliefert.
Andere fortschrittlichere Kühloptionen sind ebenfalls erhältlich, einschließlich Wasserkühlungs-Kits und Phasenwechseleinheiten.
Nicht alle CPUs haben Pins an ihrer Unterseite, aber bei denen, die das haben, verbiegen sich die Pins leicht. Seien Sie bei der Handhabung sehr vorsichtig, besonders wenn Sie sie auf dem Motherboard installieren.
CPU-Taktfrequenz
Die Taktrate eines Prozessors ist die Anzahl der Befehle, die er in einer bestimmten Sekunde verarbeiten kann, gemessen in Gigahertz (GHz).
Zum Beispiel hat eine CPU eine Taktrate von 1 Hz, wenn sie jede Sekunde eine Anweisung verarbeiten kann. Um dies auf ein realeres Beispiel hochzurechnen: Eine CPU mit einer Taktrate von 3,0 GHz kann 3 Milliarden Befehle pro Sekunde verarbeiten.
CPU-Kerne
Einige Geräte verwenden einen Single-Core-Prozessor, während andere einen Dual-Core-Prozessor (oder Quad-Core usw.) haben. Das Ausführen von zwei Prozessoreinheiten, die Seite an Seite arbeiten, bedeutet, dass die CPU gleichzeitig die doppelte Anzahl von Anweisungen pro Sekunde verw alten kann, was die Leistung drastisch verbessert.
Einige CPUs können zwei Kerne für jeden verfügbaren physischen Kern virtualisieren, eine Technik, die als Hyper-Threading bekannt ist. Virtualisierung bedeutet, dass eine CPU mit nur vier Kernen so funktionieren kann, als hätte sie acht, wobei die zusätzlichen virtuellen CPU-Kerne als separate Threads bezeichnet werden. Physische Kerne sind jedoch leistungsfähiger als virtuelle.
Wenn es die CPU zulässt, können einige Anwendungen sogenanntes Multithreading verwenden. Wenn ein Thread als einzelner Teil eines Computerprozesses verstanden wird, bedeutet die Verwendung mehrerer Threads in einem einzelnen CPU-Kern, dass mehr Anweisungen gleichzeitig verstanden und verarbeitet werden können. Einige Software kann diese Funktion auf mehr als einem CPU-Kern nutzen, was bedeutet, dass noch mehr Befehle gleichzeitig verarbeitet werden können.
Beispiel: Intel Core i3 vs. i5 vs. i7
Für ein spezifischeres Beispiel dafür, wie einige CPUs schneller sind als andere, schauen wir uns an, wie Intel seine Prozessoren entwickelt hat.
Wie Sie wahrscheinlich aufgrund ihrer Namen vermuten würden, sind Intel Core i7-Chips besser als i5-Chips, die eine bessere Leistung als i3-Chips erbringen. Warum jemand besser oder schlechter abschneidet als andere, ist etwas komplexer, aber immer noch ziemlich einfach zu verstehen.
Intel Core i3-Prozessoren sind Dual-Core-Prozessoren, während i5- und i7-Chips Quad-Core sind.
Turbo Boost ist eine Funktion in i5- und i7-Chips, die es dem Prozessor ermöglicht, seine Taktgeschwindigkeit über seine Basisgeschwindigkeit hinaus zu erhöhen, z. B. von 3,0 GHz auf 3,5 GHz, wann immer dies erforderlich ist. Intel Core i3-Chips haben diese Fähigkeit nicht. Prozessormodelle, die auf „K“enden, können übertaktet werden, was bedeutet, dass diese zusätzliche Taktrate jederzeit erzwungen und genutzt werden kann; Erfahren Sie mehr darüber, warum Sie Ihren Computer übertakten sollten.
Hyper-Threading ermöglicht die Verarbeitung von zwei Threads pro CPU-Kern. Das bedeutet, dass i3-Prozessoren mit Hyper-Threading nur vier gleichzeitige Threads unterstützen (da es sich um Dual-Core-Prozessoren handelt). Intel Core i5 Prozessoren unterstützen kein Hyper-Threading, können also auch mit vier Threads gleichzeitig arbeiten. i7-Prozessoren unterstützen diese Technologie jedoch und können daher (als Quad-Core) 8 Threads gleichzeitig verarbeiten.
Aufgrund der Leistungseinschränkungen, die Geräten ohne kontinuierliche Stromversorgung (batteriebetriebene Produkte wie Smartphones, Tablets usw.) i7-unterscheiden sich von Desktop-CPUs darin, dass sie ein Gleichgewicht zwischen Leistung und Stromverbrauch finden müssen.
Weitere Informationen zu CPUs
Weder die Taktrate noch einfach die Anzahl der CPU-Kerne ist der einzige Faktor, der bestimmt, ob eine CPU "besser" ist als eine andere. Es hängt oft am meisten von der Art der Software ab, die auf dem Computer läuft – mit anderen Worten, von den Anwendungen, die die CPU verwenden werden.
Eine CPU hat möglicherweise eine niedrige Taktrate, ist aber ein Quad-Core-Prozessor, während eine andere eine hohe Taktrate hat, aber nur ein Dual-Core-Prozessor ist. Die Entscheidung, welche CPU die andere übertreffen würde, hängt wiederum vollständig davon ab, wofür die CPU verwendet wird.
Zum Beispiel wird ein CPU-intensives Videobearbeitungsprogramm, das am besten mit mehreren CPU-Kernen funktioniert, auf einem Multicore-Prozessor mit niedrigen Taktraten besser funktionieren als auf einer Single-Core-CPU mit hohen Taktraten. Nicht alle Software, Spiele usw. können sogar mehr als nur einen oder zwei Kerne nutzen, wodurch mehr verfügbare CPU-Kerne ziemlich nutzlos werden.
Eine weitere Komponente einer CPU ist der Cache. Der CPU-Cache ist wie ein temporärer Aufbewahrungsort für häufig verwendete Daten. Anstatt für diese Elemente den Arbeitsspeicher aufzurufen, bestimmt die CPU, welche Daten Sie weiterhin zu verwenden scheinen, geht davon aus, dass Sie sie weiterhin verwenden möchten, und speichert sie im Cache. Cache ist schneller als die Verwendung von RAM, da es sich um einen physischen Teil des Prozessors handelt. Mehr Cache bedeutet mehr Platz für solche Informationen.
Ob Ihr Computer ein 32-Bit- oder 64-Bit-Betriebssystem ausführen kann, hängt von der Größe der Dateneinheiten ab, die die CPU verarbeiten kann. Mit einem 64-Bit-Prozessor kann auf mehr Speicher gleichzeitig und in größeren Stücken zugegriffen werden als mit einem 32-Bit-Prozessor, weshalb Betriebssysteme und Anwendungen, die 64-Bit-spezifisch sind, nicht auf einem 32-Bit-Prozessor ausgeführt werden können.
Mit den meisten kostenlosen Systeminformationstools können Sie die CPU-Details eines Computers zusammen mit anderen Hardwareinformationen anzeigen.
Über die in kommerziellen Computern verfügbaren Standardprozessoren hinaus werden Quantenprozessoren für Quantencomputer entwickelt, die die Wissenschaft hinter der Quantenmechanik nutzen.
Jedes Motherboard unterstützt nur eine bestimmte Auswahl an CPU-Typen, erkundigen Sie sich daher vor dem Kauf immer bei Ihrem Motherboard-Hersteller.
FAQ
Wie überprüfe ich die CPU-Temperatur?
Um die CPU-Temperatur Ihres Computers auf einem Windows-PC zu testen, verwenden Sie ein kostenloses oder kostengünstiges Überwachungsprogramm wie SpeedFan, Real Temp oder CPU Thermometer. Mac-Benutzer sollten System Monitor herunterladen, um die CPU-Temperatur, die Verarbeitungslast und mehr zu überwachen.
Wie entferne ich Wärmeleitpaste von einer CPU?
Wische die Wärmeleitpaste vorsichtig mit einem Isopropyl-Tuch von deinem LGA-Sockel ab. Achten Sie darauf, in einer geraden Linie zu wischen. Wiederholen Sie den Vorgang nach Bedarf und verwenden Sie bei jedem Versuch ein frisches Tuch.
Wie senke ich die CPU-Auslastung?
Um die CPU-Auslastung zu verringern, geben Sie Speicherplatz frei, indem Sie nicht benötigte Prozesse über den Task-Manager deaktivieren. Sie können auch versuchen, Ihren Windows-PC zu defragmentieren, nur ein oder zwei Programme gleichzeitig auszuführen und nicht benötigte Programme zu deinstallieren.
