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Prozessor

Central Processing Unit (CPU), Zentralverarbeitungseinheit.

Zentraleinheit : CPU : Übersicht
25-Okt-2001/10-Jan-07


Übersicht

Als CPU bezeichnet man die Rechen- und Steuereinheit eines Computers; die Einheit, die Befehle interpretiert und ausführt. Die zentrale Verarbeitungseinheit bestand bei Großrechnern und frühen Mikrocomputern aus mehreren Leiterplatten, die mit einer Vielzahl an integrierten Schaltkreisen bestückt waren. Erst die Zusammenfassung aller Bestandteile der zentralen Verarbeitungseinheit auf einem Chip - dieser Chip wird auch als »Mikroprozessor« oder kurz als »Prozessor« bezeichnet - machte den Bau von Personal Computern und Arbeitsstationen möglich. Beispiele für Einchip-CPUs sind die Motorola-Prozessoren der 68000er Serie (68000, 68020 und 68030) sowie die Intel-Prozessoren der Serien 8080 und ix86 (z. B. i486 und Pentium).

Ein Prozessor besitzt die Fähigkeit, Befehle zu holen, zu decodieren und auszuführen sowie Informationen von und zu anderen Ressourcen über die Hauptleitung des Computers, den Bus, zu übertragen. Im übertragenen Sinn kann der Prozessor auch als der Chip gesehen werden, der als »Gehirn« des Computers fungiert. In einigen Fällen schließt der Begriff »zentrale Verarbeitungseinheit« sowohl den Prozessor als auch den Arbeitsspeicher des Computers ein oder - im weitesten Sinne - die komplette Hauptcomputer-Konsole (im Gegensatz zu peripheren Einrichtungen).

Die Zentralverarbeitungseinheit (CPU, Central Processing Unit) ist Bestandteil der Zentraleinheit. Die Zentralverarbeitungseinheit kann aus einer oder mehreren Prozessoren bestehen.

Der erste IBM-PC war 1981 bei seiner Einführung mit einem Intel 8088-Prozessor ausgestattet, einer 8-Bit-CPU.

  • Intel 8088,
  • Intel 8086,
  • Intel 80286 (1984),
  • Intel 80386 (1985),
  • Intel 80386-DX,
  • Intel 80486 (1989),
  • Intel Pentium (1993),
  • Intel Pentium MMX (1997),
  • Intel Pentium II (PII, "Klamath", 1997),
  • AMD K6-2 (mit 3DNOW)
  • AMD K6-3
  • Intel Pintium II Xeon
  • Intel Celeron ("Covington", "Mendocini", "Coppermine", "Tualatin"),
  • Intel Pentium III (PIII, "Katmai", Februar 1999; "Coppermine", Oktober 1999, "Tualatin"),
  • AMD Athlon ("K-3", "Thunderbird")
  • AMD Duron
  • Intel Pentium 4 (P4, "Willamette", 2001)
  • AMD Athlon MP
  • Intel "Itanium" (IA-64-Technologie)
  • AMD "Hammer" (64-Bit)

Architekturmerkmale von einigen CPUs

CPU-TYP
(INTEL)

Register
[Bit]

Takt
[ MHz]

Datenbus
[Bit]

Adressbus
[Bit]

Speicher + L1 [MByte]

max. L2-Cache
[kByte]

8086

16

4,7-10

16

20

1

-------

80286

16

6-20

16

24

16

-------

80386

32

16-40

32(16)

32

4096

-------

80486

32

25- 100

32(16)

32

4096

512

Pentium

32

60-150

64

32

4096 +2x8k

512

PentiumPro

32

200

64

32

4096+2x8k

512 on-die

Pentium MMX

32(64)

166, 266

64

32

4096+2x16k

512

Celeron

32(64)

300-466

64

32

4096+2x16k

128 on-die

Pentium-II

32 (64)

300-450

64

32

4096+2x16k

512

Pentium-III

32 (64)

550-1000

64

32

4096+2x16k

256 on-die
oder 512

PIII Xeon

32 (64)

450-700

64

32

4096+2x16k

2000

Quelle: wwwstud.fh-zwickau.de/~lkrauss/.../TAB_I21.htm.

Prozessorsockel

Anfangs waren die Prozessoren fest auf dem Motherboard aufgelötet. Seit dem Intel 486er haben sich ein Reihe von Standard-Sockel entwickelt. So ist die Aufrüstung eines Computers durch einen Prozessortausch einfach durchzuführen. Mit jeder neuen Prozessorgeneration von Intel wurde ein neuer Sockeltyp eingeführt, der dann auch von anderen Prozessorherstellern unterstützt und genutzt wurde.

Der Sockel legt einige Eigenschaften des Prozessors fest:

  • Anordnung der Kontakte (Pins),
  • mögliche Taktfrequenzen,
  • verwendete Betriebsspannung.

Historie der Prozessorsockel

Sockel 1: Prozessorsockel ab 486 SX.
Sockel 2: Prozessorsockel ab 486 DX2 mit einer Versorgungsspannung von 5V.
Sockel 3: Prozessorsockel(168 Pins) ab 486 DX4 mit einer Versorgungsspannung von 3,3V.
Sockel 4: Prozessorsockel ab Pentium 60 und 66 mit einer Versorgungsspannung von 5V.
Sockel 5: Sockel(296 Pins) für Pentium-Prozessoren von 75 bis 133 MHz und einer Versorgungsspannung von 3,3V bis 3,5V.
Sockel 6: wurde nie eingesetzt
Sockel 7: Nachfolger des Sockel 5 für Pentium-Prozessoren und gängigster Sockel für Prozessoren der 5. und 6. Generation von AMD und IBM/Cyris.
Super Socket 7: Von AMD und Cyrix wurde dieser Sockel-Typ spezifiziert, mit dem ein Systemtakt von 100 MHz möglich ist.
Dieser Sockel hat 321 Pins.
Sockel 8: In diesem Sockel paßt nur der Pentium Pro von Intel.
Slot 1: Dieser Prozessor-Anschluß wurde mit dem Pentium II eingeführt. Er wird auch für den Pentium III verwendet. Da der Prozessor mit L1- und L2-Cache auf einer Leiterplatte in einem Modul untergebracht ist, ähnelt dieser Sockel mehr einem Erweiterungssteckplatz. Im Prinzip ist der Slot-1 aber nichts anderes als der Sockel 8. Als Protokoll wird GTL+ verwendet.
PPGA: Der PPGA(Plastik Pin Grid Array) ist eine Sockel 370(sieht so aus wie Sockel 7) für die PPGA-Celeron. Er hat 370 Pins. Über einen Adapter kann die PPGA-CPU auch in den Slot-1 gesteckt werden.
Slot 2: Der Slot 2 ist der Highend-Prozessorsockel für Intels Multiprozessoren Pentium II Xeon und Pentium III Xeon.
Slot A: Das Slotdesign des Slot A ist vom Prinzip ein spiegelverkehrter Slot 1. Als Protokoll wird das EV6-Protokoll eingesetzt. Das ist das selbe Protokoll, das bei den Alpha-Prozessoren verwendet wird. Theoretisch ließe sich so ein Alpha-Prozessor in den Slot A stecken.
PGA370: Nachdem Pentium III-Prozessoren mit Coppermine-Kern einen integrierten L2-Cache, auf dem Die(Siliziumschicht), haben, ist eine Platine nicht mehr nötig.
Deshalb führte Intel die FC-PGA-Bauform ein, die elektrisch und in der Pin-Belegung nicht zum Sockel-370 kompatibel ist.
Alle Pentium-III-Prozessoren mit mehr als 1 GHz Taktfrequenz, egal ob im 0,18- oder 0,13-µm-Technik hergestellt, kommen im neuen FC-PGA2-Gehäuse mit integriertem "Heat Spread" (IHS). Dieses Blech verteilt die im Prozessor-Die freigesetzte Wärme besser und vemeidet so Hotspots (lokale Überhitzungen).
Sockel A: Die AMD-Prozessoren Thunderbird und Duron gibt es nur für den Sockel A mit 462 Pins. Der Slot A hat damit bereits wieder ausgedient.
Slot M: Um die erforderliche Bandbreite für die IA-64 Prozessorgeneration zu gewährleisten, führte Intel den Slot M(Merced) ein.
Über einen Extra-Stecker werden die Masse-Leitungen an das Prozessor-Gehäuse geführt. Die Daten-Leitungen kommen über einen separaten Anschluß.
Eine ähnliche Technik setzt HP bei seinen RISC PA-xxxx-Prozessoren ein.

Quelle: E-Online

AMD Athlon MP

AMDs erster Workstation-/Server-Prozessor (ab 1000 Taktfrequenz)

Quelle: tecChannel

AMD Athlon

Siehe auch

SMP

Test

Burn-in:

http://www.knowplace.org/burn-in.html,

cpuburn, http://users.ev1.net/~redelm/,

CPU Burn-in, http://users.bigpond.net.au/cpuburn/

Netmarks

Macinfo.de: MHz History Chart,
www.macinfo.de/hardware/mhz-chart.html.

E-Online: "AMD Prozessoren",
www.e-online.de/sites/com/0508151.htm.

E-Online: "Intel Prozessoren",
www.e-online.de/sites/com/0311051.htm.

E-Online: "Prozessorsockel",
www.e-online.de/sites/com/0403301.htm.

Ob Intel oder AMD - die neusten Prozessoren unter www.avitos.com

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Literaturhinweise:
PC - Hardwarebuch.
 von Hans-Peter Messmer

Addison-Wesley, 10/2000
Tom's Hardware Guide. Der perfekte PC im Eigenbau.

Franzis, 2002
PC-Werkstatt
 von Klaus Dembowski

Markt & Technik, 11/2002
PC Hardware Superbibel
 von Scott Mueller

Markt & Technik, 2003
PC Hardware in a Nutshell
 von Robert und Barbara Thompson

O'Reilly, 2. Aufl., 2002
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