Prozessoren

Eine Zentraleinheit (CPU) ist die elektronische Schaltung in einem Computer, die die Anweisungen eines Computerprogramms ausführt, indem sie die grundlegenden arithmetischen, logischen, Steuerungs- und Eingabe-/Ausgabe-Operationen (E/A) ausführt, die in den Anweisungen festgelegt sind. Die Computerindustrie verwendet den Begriff „Zentraleinheit“ mindestens seit den frühen 1960er Jahren. Traditionell bezieht sich der Begriff „CPU“ auf einen Prozessor, genauer gesagt auf seine Verarbeitungseinheit und Steuerungseinheit (CU), wodurch diese Kernelemente eines Computers von externen Komponenten wie dem Hauptspeicher und der E/A-Schaltung unterschieden werden.

Die Form, das Design und die Implementierung von CPUs haben sich im Laufe ihrer Geschichte verändert, aber ihre grundlegende Funktionsweise ist nahezu unverändert geblieben. Zu den Hauptkomponenten einer CPU gehören die Arithmetisch-logische Einheit (ALU), die arithmetische und logische Operationen durchführt, Prozessorregister, die der ALU Operanden zuführen und die Ergebnisse von ALU-Operationen speichern, und eine Steuerungseinheit, die das Abrufen (aus dem Speicher) und die Ausführung von Anweisungen durch die Koordination der Operationen der ALU, der Register und anderer Komponenten orchestriert.

Die meisten modernen CPUs sind Mikroprozessoren, was bedeutet, dass sie auf einem einzigen integrierten Schaltkreis (IC)-Chip untergebracht sind. Ein IC, der eine CPU enthält, kann auch Speicher, Peripherieschnittstellen und andere Komponenten eines Computers enthalten; solche integrierten Geräte werden unterschiedlich als Mikrocontroller oder Systeme auf einem Chip (SoC) bezeichnet. Einige Computer verwenden einen Multi-Core-Prozessor, der ein einzelner Chip ist, der zwei oder mehr CPUs, sogenannte „Kerne“, enthält; in diesem Kontext kann man von solchen einzelnen Chips als „Sockets“ sprechen.[3] Array-Prozessoren oder Vektorprozessoren haben mehrere Prozessoren, die parallel arbeiten, wobei keine Einheit als zentral betrachtet wird. Es existiert auch das Konzept virtueller CPUs, die eine Abstraktion dynamisch aggregierter Rechenressourcen darstellen.