Moderne CPUs (zentrale Verarbeitungseinheiten) sind unglaublich komplex, aber ihre Kernkomponenten können weitgehend wie folgt kategorisiert werden:
1. Kern (s): Dies ist das Herzstück der CPU und verantwortlich für die Ausführung von Anweisungen. Moderne CPUs enthalten normalerweise mehrere Kerne, die eine parallele Verarbeitung ermöglichen. Jeder Kern enthält:
* arithmetische Logikeinheit (Alu): Führt Arithmetik (Zugabe, Subtraktion usw.) und logische Operationen (und, oder, nicht usw.) durch.
* Steuereinheit (Cu): Ruft Anweisungen aus dem Speicher ab, dekodiert sie und lenkt die ALU und andere Komponenten, um sie auszuführen.
* Register: Kleine Hochgeschwindigkeitsspeicherorte innerhalb des Kerns, mit dem Daten aktiv verarbeitet werden. Diese sind viel schneller zugänglich als Hauptspeicher (RAM).
* Cache: Kleiner, sehr schneller Speicher, in dem häufig auf Daten und Anweisungen zugegriffen wird, wodurch die Notwendigkeit reduziert wird, einen langsameren Hauptspeicher zuzugreifen. CPUs haben typischerweise mehrere Cache -Ebenen (L1, L2, L3), wobei L1 der schnellste und kleinste und L3 der langsamste und größte ist.
2. Speichercontroller: Verwaltet die Kommunikation mit dem Hauptspeicher des Systems (RAM). Dies wird oft direkt in den CPU -Würfel integriert.
3. Integrierte Grafikverarbeitungseinheit (GPU): Viele moderne CPUs umfassen eine integrierte GPU mit der grundlegenden Grafikverarbeitung. Obwohl sie weniger leistungsfähig als dedizierte Grafikkarten sind, sind sie für viele Aufgaben ausreichend.
4. Verbindungen: Dies sind interne Wege, die es den Daten ermöglichen, zwischen den verschiedenen Komponenten der CPU zu fließen, wie z. B. Kerne, Cache und Speichercontroller.
5. Stromverwaltungseinheit (PMU): Dies verwaltet den Stromverbrauch der CPU, wobei die Spannung und die Taktgeschwindigkeiten die Leistung und die Energieeffizienz ausgleichen.
6. Taktgenerator: Bietet die Zeitsignale, die den Betrieb aller CPU -Komponenten synchronisieren. Die Taktgeschwindigkeit (gemessen in GHz) bestimmt, wie viele Anweisungen die CPU pro Sekunde verarbeiten kann.
7. Andere Komponenten: Moderne CPUs umfassen auch verschiedene andere Komponenten, darunter:
* Übersetzungs -Lookaside -Puffer (TLB): Hilft bei der Beschleunigung des Speicherzugriffs durch Zwischenspeichern von Adressübersetzungen.
* Zweigvorhersageinheit: Versucht vorherzusagen, welche Anweisungen neben der Verbesserung der Leistung ausgeführt werden.
* Vorab der Abnahme: Versuche zu antizipieren, welche Daten als nächstes benötigt werden, lädt sie im Voraus in Cache.
Die spezifischen Komponenten und ihre Implementierung variieren signifikant zwischen CPU -Architekturen (z. B. x86, Arm) und Herstellern (z. B. Intel, AMD). Die oben genannten bietet jedoch einen allgemeinen Überblick über die Schlüsselelemente in den meisten modernen CPUs.
