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Die CPU im Computer

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CPU
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Die CPU (Central Processing Unit = Prozessor) ist die zentrale Recheneinheit in jeden Computer und ist damit zum größten Teil für die Geschwindigkeit eines Rechners massgebend. In PC`s werden heute hauptsächlich Prozessoren von AMD und Intel eingesetzt. Durch die immer schneller werdenden CPU`s mit einer grösseren Anzahl an Pins mussten auch immer neuere Sockel für die CPU`s gebaut werden. In einen bestimmten Sockel passen immer nur bestimmte Prozessoren.

Hier eine Auswahl der neueren Sockels und Slots mit den dazu passenden CPU`s:

Sockel/Slots
PINS
passende CPU
max. MHz
Slot 1 242 Intel: Pentium 2, 3, Celeron 1 1000
Sockel 370 PPGA 370 Intel: Celeron 1 533
Slot A 242 AMD: Athlon, Athlon Thunderbird 1000
Sockel 370 FC-PGA 370 Intel: Pentium 3, Celeron 2 Cyrix/VIA: Cyrix 3, C3 1400
Sockel A 462 AMD. Athlon (Thunderbird), Athlon 4/XP/MP (Palomino, Toroughbred, Barton, Thorton), Sempron (Thorougbred, Barton), Duron (Spitfire, Morgan, Applebret) 2200
Sockel 423 423 Intel: Pentium 4 (Willamette) 2000
Sockel 370 FC-PGA2 370 Intel:Pentium 3-T (Tualatin), Celeron 3 1400
Sockel 478 478 Intel: Pentium 4 (Willamette, Northwood, Prescott), Pentium 4 Extreme Edition (Gallatin), Celeron 4 (Willamette, Northwood), Celeron 5 (Prescott) 3400
Sockel 940 940 AMD: Opteron (Sledgehammer, Venus, Troy, Athens, Denmark, Italy, Egypt), Athlon64 FX (Sledgehammer) 2600
Sockel 754 754 AMD: Athlon 64 (Clawhammer, Newcastle), Sempron (Paris, Oakville, Palermo) 2400
Sockel 939 939 AMD: Athlon 64 (Clawhammer, San Diego), Athlon 64 X2 (Manchester, Toledo) 2600
LGA 775 775 Intel: Pentium 4 (Prescott), Pentium Extreme Edition (Smithfield), Celeron D (Prescott) 3800

 

Nun kann man aber nicht einfach ein Motherboard mit einem bestimmtem Sockel nehmen und einen entsprechenden Prozessor aus der Tabelle draufstecken. Mechanisch passt er, da es aber in der Spannungsversorgung und beim FSB-Takt mit der Zeit Veränderungen gab, muss man erst im Handbuch des Motherboards nachsehen, für welche CPU`s das Motherboard ausgelegt ist.

L1, L2 und L3 Cache

Ein Cache ist ein kleiner, schneller Zwischenspeicher, der zwischen den Arbeitsspeicher und dem Prozessor geschalten ist. Damit der Prozessor nicht jeden Programmbefehl aus dem relativ langsamen Arbeitsspeicher holen muss, wird gleich ein ganzer Befehls- oder datenblock im Cache gespeichert. Da die Programmbefehle nacheinander abgearbeitet werden, ist die Wahrscheinlichkeit gross, dass die nachfolgenden Programmbefehle im Cache liegen und somit extrem schnell verfügbar sind. Erst wenn alle Befehle abgearbeitet sind oder eine Sprungadresse ausserhalb des Cache aufgerufen wird, greift der Prozessor auf den Arbeitsspeicher zu. Deshalb sollte der Cache möglichst gross sein, damit der Prozessor ohne Pause weiterarbeiten kann.

Der L1 Cache, auch First Level Cache genannt ist ein kleiner Speicher auf dem Prozessor, der häufig verwendete Daten für den langsameren Arbeitsspeicher zwischenspeichert. Er arbeitet mit dem Takt des Prozessors und kann in einem Zyklus ausgelesen werden. Dadurch sind diese Daten extrem schnell verfügbar. Heutige CPU`s haben bis zu 64 kB L1 Cache.

Auch der L2 Cache (Second Level Cache) dient zum Zwischenspeichern von Daten für den langsameren Arbeitsspeicher. Er ergänzt den First Level Cache. Er ist vor allem da, um zu verhindern, dass der Prozessor auf Daten aus dem Arbeitsspeicher warten muss und sogenannte Waitstates einlegen muss. Früher war der Second Level Cache meist als Chip auf dem Motherboard untergebracht. Heute ist er bei den meisten CPU`s in den Chip des Prozessors integriert und kann somit mit hohen Taktfrequenzen betrieben werden. Der L2 Cache kann bis zu 4 MB gross sein.

Wenn der L2 Cache im Prozessor integriert ist, dann wird noch eine weiterer Cache auf dem Motherboard benutzt, der Third Level Cache. Er hat die selben Aufgaben wie der Second Level Cache.