CPU (central processing unit)

Die Zentraleinheit, Central Processing Unit (CPU), ist die zentrale Komponente eines Computers. Es ist ein Mikroprozessor, der den gesamten Rechner und seine Rechenoperationen überwacht, steuert, die Ergebnisse und Zwischenergebnisse speichert und die jeweils benötigten Daten für die Rechenoperationen vorrätig hält.


Die Zentraleinheit führt den Datentransfer sowie die logischen und arithmetischen Operationen aus. Sie besteht aus einem Leitwerk für die Steuerung der auszuführenden Operationen und dem Rechenwerk für die rechnerische Behandlung der Daten und die Ablage der Daten im Hauptspeicher bzw. Primärspeicher. Die Central Processing Unit (CPU) ist der zentrale Mikroprozessor eines Computers, sie befindet sich auf dem Motherboard, entweder in einem CPU-Sockel oder direkt auf der Leiterplatte.

Struktur einer CPU

Struktur einer CPU

Die CPU umfasst das Leitwerk für die Steuerung und Überwachung der auszuführenden Befehle und einem Rechenwerk für die rechnerische Behandlung und logische Verknüpfung von Daten und dem Hauptspeicher. Das Steuerwerk oder auch Befehlswerk umfasst die Programm- und Ein-Ausgabe-Steuerung. Hier werden Befehle in Schaltungen umgesetzt und die Steuerimpulse an alle anderen Komponenten der Anlage gegeben (Befehlsausführung).

Das Grundprinzip eines Rechners, das EVA-Prinzip

Das Grundprinzip eines Rechners, das EVA-Prinzip

Das Rechenwerk (ALU) übernimmt die arithmetischen und logischen Verknüpfungen der Daten. Dabei kann es sich um Dezimalrechnungen, Fest- oder Gleitkommaoperationen, Boolesche Algebra oder andere Rechenoperationen handeln. Der Hauptspeicher steht in enger Verbindung zu Leitwerk und Rechenwerk für die Aufnahme der verwendeten Befehle und Daten und die Eingabe- und Ausgabekanäle für die Datenübertragung zwischen internem und externem Speicher und umgekehrt. Steuerwerk und Rechenwerk sind intern in der CPU über Daten- und Steuerbus miteinander verbunden.

Die Rechenleistung von CPUs

Die Rechenleistung von CPUs wird im Wesentlichen durch die Busbreite und die Taktfrequenz bestimmt. 32- und 64-Bit-CPUs mit Taktfrequenzen von mehreren Gigahertz bestimmen die derzeitigen Leistungsgrenzen. Da Leistungssteigerungen mit höheren Taktfrequenzen nur noch bedingt machbar sind und thermische Probleme verursachen, sind die CPU-Hersteller dazu übergegangen CPUs mit zwei und mehr Prozessorkernen zu entwickeln, die Doppelkernprozessoren oder Mehrkernprozessoren, und außerdem die Versorgungsspannung von CPUs zu senken. Diese Low- und Ultra-Low-Voltage-Prozessoren, ULV-Prozessoren, haben ein besseres Thermal Design Power (TDP), das bei Notebooks und Netbooks für einen wesentlich längeren Batteriebetrieb sorgt.

Informationen zum Artikel
Deutsch: Zentraleinheit
Englisch: central processing unit - CPU
Veröffentlicht: 23.04.2017
Wörter: 362
Tags: #CPU
Links: Befehl, Boolesche Algebra, Computer, CPU-Sockel, Daten