Hardware CPU Guide Teil I: Faktoren, die sich auf die Leistung einer CPU auswirken
Da es sich um das Gehirn des Computers handelt, spielt die CPU eine sehr wichtige Rolle bei der Bestimmung der Leistungsfähigkeit des Systems. Wenn es darum geht, die beste CPU zu wählen, werden Sie sich wahrscheinlich wie ein verlorenes Schaf fühlen. Mit verschiedenen Marken, Modellen, Geschwindigkeiten und Spezifikationen zur Auswahl, kann es wirklich eine schwierige Aufgabe sein zu entscheiden, welche CPU für Sie die richtige ist.
In diesem dreiteiligen Handbuch geben wir Ihnen einen guten Überblick über "die Faktoren, die die Leistung einer CPU beeinflussen", die Unterschiede zwischen einer Intel- und AMD-CPU und wie Sie die CPU wählen sollten , die für Ihre Anforderungen am besten geeignet ist.
Dies ist der erste Teil der CPU-Anleitung.
Was ist eine CPU?
Die CPU (Central Processing Unit) oder manchmal als Prozessor bekannt, ist eine der wichtigsten Komponenten in einem Computersystem. Als Gehirn des Computersystems ist es seine Aufgabe, sich um die Datenberechnung zu kümmern und sicherzustellen, dass sie in kürzester Zeit bearbeitet werden.
CPU ist nichts, was Sie von außerhalb des Computers sehen können. Tatsächlich werden Sie die CPU auf einem vollständig zusammengebauten PC nicht sehen können. Um es zu sehen, müssen Sie das Computergehäuse entfernen, das Kabel abziehen und den Kühlkörper (und Lüfter) entfernen, nur dann können Sie die Oberfläche der CPU sehen. Die Form der CPU ist ein kleiner quadratischer Chip mit vielen Steckerstiften darunter.
Die Bilder unten zeigen die Rückseite und die Oberseite einer CPU.
Wie funktioniert die CPU?
Um es einfach zu halten, kann die Funktionsweise einer CPU anhand der folgenden 3 Schritte veranschaulicht werden:
- Wenn Sie auf klicken, um eine Anwendung auszuführen, wird die rohe Anweisung zuerst von der Festplatte abgerufen (manchmal aus dem Speicher) und zur Verarbeitung an die CPU gesendet.
- Wenn die CPU die Anweisung empfängt, führt sie die Logik aus und berechnet das Ergebnis.
- Sobald die CPU die Verarbeitung beendet hat, sendet sie das Ergebnis an das entsprechende Gerät zur Ausgabe an den Benutzer.
Während es leicht scheint, müssen alle diese 3 Schritte in Sekundenbruchteilen abgeschlossen sein. Verzögerung in einem dieser Schritte führt zu einer Verzögerung im Computer.
Faktoren, die sich auf die CPU-Leistung auswirken
Es ist leicht zu glauben, dass die Geschwindigkeit der CPU direkt mit der Leistung der CPU verbunden ist. Dies ist nur bis zu einem gewissen Grad zutreffend. Eine CPU mit hoher Geschwindigkeit ist nicht effizient, wenn nur wenige Daten verarbeitet werden müssen. Um eine maximale Effizienz zu erreichen, muss die Hardware (insbesondere die Festplatte und der Speicher), die mit der CPU verbunden sind, Daten so schnell wie die CPU-Geschwindigkeit liefern. Wenn Sie dies nicht tun, führt dies zu einem verzögerten Computer, unabhängig davon, wie schnell die CPU ist .
1. CPU Taktgeschwindigkeit
Die Betriebsfrequenz der CPU (auch als Taktfrequenz bekannt ) bestimmt, wie schnell sie den Befehl verarbeiten kann.
Die Geschwindigkeit wird in Hertz gemessen und liegt üblicherweise im Megahertz (MHz) oder Gigahertz (GHz) Bereich. Ein Megahertz bedeutet, dass die CPU eine Million Anweisungen pro Sekunde verarbeiten kann, während eine Gigahertz-CPU die Fähigkeit hat, eine Milliarde Anweisungen pro Sekunde zu verarbeiten. In der heutigen Technologie laufen alle CPUs im Gigahertz-Bereich und Sie sehen selten eine CPU mit einer Geschwindigkeit im MHz-Bereich.
Theoretisch ist eine 500-MHz-CPU sechsmal langsamer als eine 3-GHz-CPU und eine 3, 6-GHz-CPU ist schneller als eine 3-GHz- oder eine 3, 4-GHz-CPU. Im Allgemeinen ist die Geschwindigkeit des Computers umso höher, je höher die Frequenz einer CPU ist.
2. Cache
Denken Sie daran, dass wir oben erwähnt haben, dass die Datenübertragung von der anderen Hardware so schnell wie ihre Geschwindigkeit sein muss, damit die CPU mit maximaler Effizienz arbeitet. Der Zweck eines Cache ist es, diesen reibungslosen und schnellen Übergang der Datenübertragung von der Hardware zur CPU sicherzustellen.
Um die Bedeutung eines Caches zu verstehen, muss man verstehen, wie der gesamte Prozess funktioniert. Der Großteil der Informationen stammt von der Festplatte. Wenn eine Anwendung angefordert wird, holt das Motherboard die erforderlichen Informationen von der Festplatte und liefert sie zur Verarbeitung an die CPU.
Da die Verarbeitungsgeschwindigkeit der Festplatte viel langsamer als die der CPU ist, benötigt die Datenübertragung oft eine lange Zeit. Um dies zu beschleunigen, wird der RAM verwendet, um temporäre Informationen von der Festplatte zu speichern. Anstatt direkt auf die Festplatte zu gehen, prüft das Motherboard nun die Daten aus dem RAM und ruft sie ab. Nur wenn die benötigten Informationen nicht im RAM gefunden werden, geht das Motherboard auf die Festplatte.
Da die CPU-Geschwindigkeit bis zu dem Punkt gestiegen ist, an dem der RAM nicht mehr in der Lage ist, aufzuholen, wird die Übertragung von Information wieder ein ernsthaftes Problem. Um dieses Problem zu lösen, wurde ein Cache, der effektiv ein kleiner und extrem schneller Speicher war, dem Prozessor hinzugefügt, um unmittelbare Befehle aus dem RAM zu speichern. Da der Cache mit der gleichen Geschwindigkeit der CPU läuft, kann er der CPU schnell und ohne Verzögerung Informationen zur Verfügung stellen.
Es gibt verschiedene Cache-Ebenen. Level 1 (L1) -Cache ist die grundlegendste Form des Caches und wird auf jedem Prozessor gefunden. Level 2 (L2) -Cache hat eine größere Speichergröße und wird verwendet, um unmittelbarere Anweisungen zu speichern. Im Allgemeinen speichert der L1-Cache den L2-Cache, der wiederum den RAM zwischenspeichert, der wiederum die Daten der Festplatte zwischenspeichert. Mit der neueren Multi-Core-Technologie gibt es sogar einen L3-Cache, der größer ist und unter den verschiedenen Kernen geteilt wird.
Der L2 / L3-Cache spielt die größte Rolle bei der Verbesserung der Leistung der Prozessoren. Je größer die Cache-Größe, desto schneller die Datenübertragung und desto besser die CPU-Leistung. Cache ist jedoch sehr teuer. Deshalb finden Sie in Ihrem System keinen 1GB Cache. Die typische Cachegröße liegt zwischen 512 KB bis 8 MB. Der neueste Intel Core i7 Extreme Prozessor kommt mit einem 12MB L3 Cache, was auch seinen hohen Preis von ca. 10% erklärt. 1.000 $.
3. Multi-Core
In der Vergangenheit, wenn Sie einen schnelleren Computer erhalten möchten, müssen Sie eine schnellere CPU erhalten. Das ist heute nur teilweise richtig. Der Grund dafür ist, CPU-Geschwindigkeit kann nicht für immer erhöhen. Es besteht eine Beschränkung dahingehend, wie schnell die Transistoren laufen können. Wenn es ein Plateau erreicht, können Sie die Geschwindigkeit nicht mehr erhöhen.
Um dieses Problem anzugehen, haben CPU-Hersteller eine Multi-Core-Technologie eingeführt, was im wörtlichen Sinne bedeutet, mehrere Kerne in einen CPU-Chip zu stecken. Während die Erhöhung der CPU-Geschwindigkeit zu einer schnelleren Datenberechnung führte, führte das Hinzufügen von mehr Kernen zu einem Chip zu mehr Arbeit gleichzeitig.
Was kommt als nächstes?
Dies beendet den ersten Teil der CPU-Führung. Im zweiten Teil der Serie werden wir " die Unterschiede zwischen Intel- und AMD-Chips " behandeln und welche Sie wählen sollten.
Bildnachweis: steve.grosbois