Eine Zentraleinheit (CPU), auch Prozessor genannt, ist der elektronische Schaltkreis in einem Computer, der die Anweisungen eines Computerprogramms ausführt, indem er die grundlegenden arithmetischen, logischen, steuernden und Ein-/Ausgabe-Operationen (E/A) durchführt, die durch die Anweisungen vorgegeben sind. Die CPU spielt eine entscheidende Rolle beim Rechnen, da sie für die Ausführung der meisten Anweisungen, aus denen ein Programm besteht, verantwortlich ist.
Eine typische CPU besteht aus mehreren Komponenten, einschließlich einer arithmetischen Logikeinheit (ALU), einer Steuereinheit, Registern und einem Cache. Die ALU ist für die Durchführung arithmetischer und logischer Operationen an Daten zuständig, während die Steuereinheit den Daten- und Befehlsfluss innerhalb der CPU steuert. Register sind kleine, schnelle Speicherplätze innerhalb der CPU, in denen Daten und Befehle vorübergehend gespeichert werden. Der Cache ist ein kleiner, schneller Speicher, der zum Speichern häufig verwendeter Daten und Befehle dient.
CPUs gibt es in verschiedenen Ausführungen, darunter Single-Core-, Dual-Core- und Multi-Core-CPUs. Single-Core-CPUs enthalten einen einzigen Rechenkern, während Dual-Core- und Multi-Core-CPUs mehrere Rechenkerne enthalten. Multi-Core-CPUs ermöglichen eine schnellere Leistung, da mehrere Kerne gleichzeitig mehrere Vorgänge verarbeiten können.
Die Taktgeschwindigkeit einer CPU wird in Hertz (Hz) gemessen und gibt an, wie viele Taktzyklen die CPU in einer Sekunde ausführen kann. Je höher die Taktfrequenz ist, desto schneller kann die CPU Anweisungen ausführen.
Die Leistung einer CPU wird durch ihre Taktfrequenz, die Anzahl der Kerne und den Befehlssatz bestimmt. CPUs mit höheren Taktraten, größeren Caches und mehr Kernen sind im Allgemeinen leistungsfähiger als CPUs mit niedrigeren Taktraten, kleineren Caches und weniger Kernen.
Unter Übertaktung versteht man die Erhöhung der Taktfrequenz einer CPU über die Spezifikationen des Herstellers hinaus. Dies kann dazu dienen, die Leistung der CPU zu erhöhen, kann aber auch zu Instabilität und dauerhaften Schäden an der CPU führen, wenn es falsch gemacht wird.
CPUs erzeugen beim Betrieb viel Wärme, und es ist wichtig, dass die CPU nicht überhitzt. Um sicherzustellen, dass die CPU nicht überhitzt, sollten die Benutzer dafür sorgen, dass sie ausreichend gekühlt wird, entweder durch einen Lüfter oder durch ein Flüssigkeitskühlsystem.
Die Architektur einer CPU bezieht sich auf den Befehlssatz und das Design der CPU. Verschiedene Architekturen können unterschiedliche Befehlssätze haben, und einige Architekturen sind effizienter als andere.
Benutzer können ihre CPUs aufrüsten, indem sie die vorhandene CPU durch eine schnellere ersetzen. Dieser Vorgang wird als CPU-Aufrüstung bezeichnet und ist eine gute Möglichkeit, die Leistung eines Computers zu verbessern.