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Was ist ein Prozessor?

| Autor / Redakteur: zeroshope / Sylvia Lösel

Grundlagenwissen zum IT-Business
Grundlagenwissen zum IT-Business (Bild: © adiruch na chiangmai - Fotolia.com)

Der Prozessor wird gemeinhin als das „Gehirn“ oder „Herzstück“ elektronischer Geräte bezeichnet. Er führt Milliarden von Rechenoperationen pro Sekunde aus. Seine Aufgaben reichen dabei deutlich weiter als häufig angenommen wird.

Der Prozessor wird auch als CPU (Central Processing Unit) bezeichnet. Er ist unverzichtbarer Bestandteil von allen elektronischen Geräten, die Rechenleistungen erbringen müssen. Eine CPU befindet sich neben Computern beispielsweise in Smartphone, Tablets oder modernen Digitalkameras. Die bekanntesten Hersteller im Computer-Bereich sind Intel sowie AMD.

Die Aufgaben einer CPU

Der Prozessor ist der erste Befehlsempfänger eines elektronischen Geräts. Er registriert, welche Aufgabe vom Nutzer angefordert wird und leitete diese an die entsprechende Stelle weiter. Die CPU als Steuereinheit liest beispielsweise Daten aus dem Arbeitsspeicher aus und erkennt Ein- sowie Ausgaben von peripheren Geräten. Zudem können auch intern Aufgaben gestellt werden, welche die CPU verarbeitet. Als Beispiel: In einem Computerspiel werden bestimmte Inhalte eingeblendet, die vom Spiel angefordert werden. Der Prozessor (oder die Grafikkarte) ist die für die automatische Umsetzung zuständig.

Die CPU hat drei weitere Aufgaben:

  • Rechenoperationen: Der Prozessor muss insgesamt rechnen, um all seine Aufgaben zu erfüllen. Wann immer spezifische Rechenoperationen vom Nutzer oder einem Programm angefordert werden, kommt die CPU ebenfalls zum Einsatz.
  • Bus-System: Datenübertragungen im Bus-System werden vom Prozessor gesteuert. Er erkennt die nacheinander eintreffenden Bits und setzt sie als zusammenhängende Informationen zusammen, um sie weiterverarbeiten zu können. Alle Datenübertragungen via USB laufen beispielsweise intern über die CPU.
  • Kontrolle: Der Prozessor kontrolliert, ob die von ihm zugeteilten Aufgaben erfüllt werden und schlägt ansonsten Alarm. Dabei gleicht die CPU die laufenden Vorgänge mit Zielstandards ab. Der Nutzer kann dies in zwei Fällen sehen. Beispielsweise bei einem Download kann der Prozessor einen Download-Fortschritt anzeigen. Zweitens gibt der Prozessor Fehlermeldungen aus, wenn beispielsweise ein Befehl nicht umgesetzt werden konnte.

Prozessor-Geschwindigkeit und thermale Drosselung

Ein Prozessor setzt seine Rechenoperationen in Takten um, die in Hertz gemessen werden. Moderne CPUs erreichen mehrere Gigahertz (GHz) pro Sekunde: 2,9 GHz/s wären beispielsweise 2,9 Milliarden Operationen pro Sekunde. Allerdings erhitzt sich der Prozessor durch den starken Stromfluss sowie die Eigenschwingung stark. Dadurch kann es zur thermalen Drosselung (thermal throttling) kommen. Der Prozessor fährt automatisch auf eine Geschwindigkeit herunter, in der die Temperatur auf ein unkritisches Maß sinken kann. Anschließend erhöht sie sich wieder. Um dies zu verhindern oder zumindest einzuschränken, werden die Prozessoren in Computern speziell gekühlt.

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