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Prozessoren
Ein Prozessor ist Bestandteil der Zentraleinheit eines Computers. Er ist der eigentliche Rechnerkern und damit das Herz eines PCs.

Eine andere umgangssprachliche Bezeichnung für Prozessor ist „CPU“, eine Abkürzung für: Central Processing Unit, zu Deutsch: zentrale Verarbeitungseinheit. Eine CPU kann aus einem oder mehreren Prozessoren oder Prozessorkernen bestehen.

Der Begriff „Prozessor“ ist heute vielschichtiger als noch in den 1990er Jahren. Damals verstand man unter einem Prozessor ein Bauteil, bestehend aus einem Chip in einem Gehäuse, das mit seinen Anschlüssen („Beinchen“) in einen Sockel der Hauptplatine gesteckt wurde. Optional wurde der Begriff aber auch für eine Logik-Einheit verwandt. Da die aktuellen Prozessoren in der Regel über mehrere Prozessorkerne und damit über mehrere Logik-Einheiten verfügen, wird der Begriff „Prozessor“ nur noch für das gesamte Bauteil verwandt. Die Logik-Einheiten werden als „Prozessorkerne“ bezeichnet.

Was macht ein Prozessor eigentlich? Eine ganze Menge, denn dort werden die über ein Eingabegerät eingegebenen Informationen verarbeitet, organisiert und für die Ausgabe und/oder eine dauerhafte Speicherung vorbereitet.

Um alle diese Arbeiten erledigen zu können, verfügt ein Prozessor (oder ein Prozessorkern) über einen sehr komplexen Aufbau. Wichtigster Bestandteil ist das Rechenwerk, in dem die Befehle der Anwendungsprogramme abgearbeitet werden. Zentraler Bestandteile des Rechenwerks wiederum ist die arithmetisch-logische Einheit, auch als „ALU“ bezeichnet (von: Arithmetic Logic Unit).

Weiterer Prozessor-Bestandteil ist das Steuerwerk. Das wiederum regelt, wie Programmbefehle abgearbeitet werden.

Daneben verfügt ein Prozessor noch über verschiedene Register, die gemeinsam den Registersatz bilden, sowie eine Speicherverwaltungseinheit. Register sind Speicherbereiche, die z.B. zum Zwischenspeichern von Befehlen oder Operanden dienen. So entscheidet beispielsweise die Größe des Datenregisters gemeinsam mit der Breite des Datenbusses über die so genannte „Prozessorarchitektur“, also ob es sich um eine 16-, 32- oder 64-Bit-Architektur handelt.

Die Speicherverwaltungseinheit (Memory Management Unit, MMU) wiederum regelt die Zugriffe auf den Arbeitsspeicher. Daher wird sie oft als „Speichermanager“ bezeichnet.

Weiterer Bestandteil eines Prozessors und von großer Bedeutung für die Verarbeitungsgeschwindigkeit eines Systems sind die Caches. Der Begriff „Cache“ stammt vom französischen „cacher“ ab und bedeutet „verbergen, verstecken“. Trotz dieser Herkunft lehnt sich die gebräuchliche Aussprache „Käsch“ an die englische Sprache an.
Ein Cache ist ein mit schnellen Speicherelementen ausgerüsteter Puffer, in dem Daten eines langsameren Mediums (Hauptspeicher, Festplatte) bzw. die zuletzt verarbeiteten Daten oder Befehle abgelegt werden, um darauf bei einem erneuten Aufruf schneller zugreifen zu können. Die Funktion des Caches basiert auf der Tatsache, dass bei der Arbeit mit einem Computer oft auf bereits genutzte Daten zugegriffen wird.

Wie arbeitet ein Cache? Eingelesene oder geschriebene Daten legt das System vorsorglich auch im Cache-Speicher ab. Bei einem erneuten Zugriff wird zunächst der Inhalt des Caches überprüft. Liegen die Daten dort vor, werden sie aus dem Zwischenspeicher geladen. Da diese dann in einem schnellen Medium bereitliegen, entfällt ein Einlesen von den deutlich langsameren Medien Festplatte oder Hauptspeicher.

Die Größe des Cache-Speichers ist begrenzt. Wenn die Kapazitätsgrenze erreicht ist, werden neue Daten zwar weiterhin in den Cache geschrieben, der dafür benötigte Platz wird allerdings durch Löschen der am längsten gelagerten Daten geschaffen.

Caches benutzen als Zwischenspeicher entweder eigens dafür vorgesehene Speicherbausteine, z.B. bei einem Festplattencache, oder sind Bestandteil des Prozessors.

Prozessor-Caches sind Bestandteil des Mikroprozessors. Moderne Prozessoren weisen drei unterschiedliche Stufen von Caches auf:
- Den “First Level Cache“ oder “L1-Cache“ (für: Level 1). Der ist relativ klein, ist Bestandteil des Prozessorkerns, läuft mit dem vollen Prozessortakt und kann daher Zugriffe sehr schnell ausführen.
- Der „Second Level Cache“ oder „L2-Cache“ (für: Level 2) ist ebenfalls Bestandteil des Prozessors, aber nicht mehr Teil des Prozessorkerns. Er ist deutlich größer als der L1-Cache, dafür aber langsamer.
- Der „Third Level Cache“ oder „L3-Cache“ (für: Level 3) ist der langsamste der drei Caches, dafür aber mit Abstand der Größte. In den heute üblichen Mehrkernprozessoren greifen alle Prozessorkerne auf diesen Cache zu.

Weitere Leistungsmerkmale eines Prozessors sind die Busbreite und der Prozessortakt. Die Busbreite (andere Begriffe sind „Wortbreite“ oder „Binärwort“) bringt die Verarbeitungsgröße eines Prozessors zum Ausdruck und wird in Bit angegeben. So legt die Busbreite beim Datenbus die Anzahl der gleichzeitig aus dem Arbeitsspeicher gelesenen Bit fest, beim Adressbus die maximale Größe einer Speicheradresse und beim Steuerbus die Anschlussart. Bei aktuellen PCs beträgt die Bus-oder Wortbreite 32 bzw. 64 Bit. In diesem Zusammenhang spricht man von einer 32- bzw. 64-Bit-Architektur.

Der Prozessortakt, in der Regel als „Taktfrequenz“ bezeichnet, wird in Megahertz (MHz) oder Gigahertz (GHz) ausgewiesen und gibt die Anzahl der Impulse in einem vorgegebenen Zeitrahmen wieder. Je höher der Wert, umso zügiger werden die Daten verarbeitet. Man kann die Taktfrequenz am Beispiel eines Ruderers verdeutlichen: Je mehr Ruderschläge er in einer bestimmten Zeit ausführt, umso schneller ist sein Boot. Allerdings: Über die Verarbeitungsgeschwindigkeit eines Computersystems entscheiden eine Reihe von Faktoren. Die Taktfrequenz eines Prozessors ist zwar ein wichtiger Faktor, aber auch nur lediglich einer von mehreren.
Die wichtigsten Prozessor-Hersteller für den Bereich der Personal-Computer sind Intel und AMD.

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    Nummer:
    HK041389
    Hersteller-Nr.:
    FD4300WMHKBOX
    Anz. der Kerne:
    Quad-Core
    Cache-Speicher:
    6 MB
    Taktfrequenz:
    3.8 GHz
    Small c98cd783 2e55 4c4a 93df 848b3c8e7b21
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    Nummer:
    HK078793
    Hersteller-Nr.:
    YD160XBCAEWOF
    Anz. der Kerne:
    6-Core / 12 Threads
    Cache-Speicher:
    19 MB
    Taktfrequenz:
    3.7 GHz
    Small ab9e5ffd 06e3 49b7 ac8d 386729d6b189
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    Nummer:
    HK076742
    Hersteller-Nr.:
    BX80677G4560
    Anz. der Kerne:
    Dual-Core / 4 Threads
    Cache-Speicher:
    3 MB
    Integrierte Grafik:
    Intel HD Graphics 610
    Taktfrequenz:
    3.5 GHz
    Small 77fcb06d 785b 4140 ab59 513a9889163d
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    Nummer:
    HK077693
    Hersteller-Nr.:
    YD170XBCAEWOF
    Anz. der Kerne:
    8-Core / 16 Threads
    Cache-Speicher:
    20 MB
    Taktfrequenz:
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    Nummer:
    HK075376
    Hersteller-Nr.:
    BX80677I77700K
    Anz. der Kerne:
    Quad-Core / 8 Threads
    Cache-Speicher:
    8 MB
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    Intel HD Graphics 630
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    Nummer:
    HK059747
    Hersteller-Nr.:
    BX80662I76700
    Anz. der Kerne:
    Quad-Core / 8 Threads
    Cache-Speicher:
    8 MB
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    Nummer:
    HK041384
    Hersteller-Nr.:
    FD8350FRHKBOX
    Anz. der Kerne:
    8-Core / 8 Threads
    Cache-Speicher:
    8 MB
    Taktfrequenz:
    4 GHz
    Small 8960dd24 0d36 490f 876b 39d828705981
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    HK077681
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    8-Core / 16 Threads
    Cache-Speicher:
    20 MB
    Taktfrequenz:
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    Small 515a43b2 311e 40bc 9a6d 663f4d49223a
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    Nummer:
    HK054269
    Hersteller-Nr.:
    BX80646I34160
    Anz. der Kerne:
    Dual-Core / 4 Threads
    Cache-Speicher:
    3 MB
    Integrierte Grafik:
    Intel HD Graphics 4400
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    3.6 GHz
    Small 2114da32 1a2a 4115 8d93 df225c888947
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    Nummer:
    HK058464
    Hersteller-Nr.:
    BX80646I34170
    Anz. der Kerne:
    Dual-Core / 4 Threads
    Cache-Speicher:
    3 MB
    Integrierte Grafik:
    Intel HD Graphics 4400
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    Nummer:
    HK082363
    Hersteller-Nr.:
    AD9500AHABBOX
    Anz. der Kerne:
    Dual-Core
    Cache-Speicher:
    1 MB
    Integrierte Grafik:
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    Small 54d227ff 4e51 482d ad81 ffb165ca6316
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    104,62 € *
    sofort versandfertig
    Nummer:
    HK076765
    Hersteller-Nr.:
    BX80677I37100
    Anz. der Kerne:
    Dual-Core / 4 Threads
    Cache-Speicher:
    3 MB
    Integrierte Grafik:
    Intel HD Graphics 630
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    3.9 GHz
    Small e2a60861 b977 4a9a 826e 5d6f89959576