CPU – Grundlagen

Der Prozessor (Central Processing Unit) ist die zentrale Anlaufstelle für alle anfallenden Berechnungen eines Computers. Auf einem nur wenige Quadratzentimeter großen Microchip sind mehrere Millionen Transistoren untergebracht. Welche Einheiten auf einem Mikrochip vorhanden sind, erfährst du hier.

Die elektrotechnischen Eigenschaften der Transistoren nutzt man um die binären Daten (deren Zustand nur 0 und 1 sein kann) zu verarbeiten. Zum Schutz der empfindlichen Bauelemente ist der Microchip meistens in einem Gehäuse untergebracht. Über von außen zugängliche Kontakte, auch Pins genannt, ist der elektrische Anschluss möglich.

Stark vereinfacht besteht die CPU aus dem Rechenwerk, der Processing Unit, dem Steuerwerk (Control Unit) und den Registern (Cache Unit). Das Rechenwerk setzt sich aus folgenden Bestandteilen zusammen:

Arithmetic Logical Unit (ALU)

Die Arithmetisch logische Einheit kann, wie der Name schon sagt, arithmetische und logische Rechenoperationen ausführen. Zwischenergebnisse werden in Registern gespeichert.

Floating Point Unit (FPU)

Die Fließkommarecheneinheit führt Berechnungen mit Fließkommazahlen aus.

Cache Unit

Die Register, bzw. Zwischenspeicher der Cache Units bestehen aus zwei Teilen. Es gibt den Daten-Cache (DC) und den Code-Cache (CC), diese Elemente stellen einen sehr schnellen Zwischenspeicher für anfallende Daten und Befehle dar.

Contol Units bzw. Steuerwerk

Die IDU (Instruction Decode Unit) ist der Befehlsdecoder, er übersetzt eingehende Befehle in den so genannten Microcode und übergibt sie der Ausführungseinheit.

Die Ausführungseinheit EXU (Execution Unit) führt die in den Microcode übersetzten Befehle aus. Von der Kontrolleinheit COL (Control Logic) werden die Abläufe der Microprogramme gesteuert.