"Prozessor" im Lexikon

Der Prozessor (auch Hauptprozessor oder englisch CPU - als Abkürzung für "Central Processing Unit" - genannt) ist die zentrale Recheneinheit des Computers. Der Prozessor ist der Chip, der alle Befehle des Betriebssystems und der installierten Programme ausführt. Die Geschwindigkeit des Prozessors wird auch als Taktrate bezeichnet und bei aktuellen Prozessoren in Gigahertz angegeben: Zum Beispiel "2,4 GHz".

Der Prozessor ist bei aktuellen Chips in verschiedene Rechenkerne aufgeteilt, die die Arbeit parallel verrichten: So besitzt ein Dual-Core Prozessor zwei Rechenkerne, eine Quad-Core CPU hat vier Kerne und ein Octa-Core hat acht Kerne. Unterstützt eine Software das Verteilen der Aufgaben auf mehrere CPU-Kerne, läuft das Programm mit mehreren Cores deutlich schneller.

Neben dem Grafik-Chip, der GPU, ist der Prozessor das Teil im PC, das am wärmsten wird und daher unbedingt gekühlt werden muss. Neben dem Kühler auf dem Prozessor selber sorgt ein gutes PC Gehäuse durch weitere Lüfter dafür, dass die Luft im Inneren ständig getauscht wird und der Prozessor nicht zu heiß wird.




Auf dem Bild sieht man den Prozessor (verdeckt von dem Kühler) auf dem Mainboard des PCs. 

Bekannte Prozessor-Hersteller für den PC-Bereich sind Intel und AMD, früher hatten auch IBM und Motorola mit den Prozessoren für die Apple-Computer einen nennenswerten Marktanteil.

Neben den PC-Prozessoren gibt es auch die ARM-Chips, die in Handys und Tablets eingesetzt werden. Diese sind für ihre Energieeffizienz bekannt, aber nicht zu x86 Prozessoren kompatibel: Daher kann man ein Programm, dass auf einem Windows-PC mit Intel-Prozessor läuft, nicht einfach auf ein Tablet mit ARM-CPU kopieren. Hier hilft "Windows on ARM": Dies sind Versionen des Windows-Betriebssystems, die speziell für die ARM-Architektur entwickelt wurden. Microsoft hat dafür Emulationstechnologien eingeführt, um x86-Apps auf ARM-Geräten auszuführen. Diese übersetzen die Programme, die nicht für ARM Chips geschrieben wurden, so dass diese dort auch laufen - neben den speziellen Apps, die für die ARM Architektur optimiert wurden.

Architektur: Die Architektur eines Prozessors, oft als x86 (für Intel und AMD) oder ARM bezeichnet, bestimmt, wie der Prozessor Befehle verarbeitet und mit anderen Computerkomponenten interagiert. x86-Prozessoren sind in Desktop-Computern und Laptops weit verbreitet, während ARM-Prozessoren aufgrund ihrer Energieeffizienz bevorzugt in mobilen Geräten eingesetzt werden.

Fertigungsgröße: Die Größe der Transistoren in einem Prozessor, oft in Nanometern (nm) gemessen, ist ein Indikator für die Technologie, mit der der Chip hergestellt wurde. Kleinere Transistoren bedeuten in der Regel einen schnelleren, effizienteren und oft energieeffizienteren Prozessor.

Caching: Moderne Prozessoren verfügen über Cache-Speicher – kleine Mengen von sehr schnellem Speicher auf dem Chip selbst. Dieser Cache wird verwendet, um häufig verwendete Daten und Befehle zu speichern, was die Leistung erheblich steigert.

Hyper-Threading und Multithreading: Einige Prozessoren, insbesondere von Intel, verfügen über Technologien, die es jedem Kern ermöglichen, mehrere "Threads" oder Befehlsstränge gleichzeitig zu verarbeiten. Dies kann die Effizienz und Leistung in Multitasking-Umgebungen verbessern.

Integrierte Grafik: Viele moderne Prozessoren, besonders in Laptops, haben integrierte Grafikfunktionen. Dies bedeutet, dass sie Grafikverarbeitungsaufgaben ausführen können, ohne dass eine separate Grafikkarte benötigt wird.

Single-Core vs. Multi-Core

Bei Prozessoren unterscheided man auch zwischen (meist älteren) Single-Core und Multi-Core CPUs.

Single-Core-Prozessoren haben nur einen Rechenkern. Das bedeutet, dass sie nur eine Aufgabe oder einen Thread zu einem bestimmten Zeitpunkt ausführen können. Sie waren die Norm, bevor die Multi-Core-Technologie auf den Markt kam, und sind in älteren Computern zu finden.

In Anwendungen, die nicht für Multi-Threading optimiert sind, kann ein Single-Core-Prozessor manchmal genauso effizient sein wie ein Multi-Core-Prozessor.

Multi-Core-Prozessoren haben dagegen mehrere Rechenkerne auf einem einzigen Chip. Beispiele sind Dual-Core (2 Kerne), Quad-Core (4 Kerne), Hexa-Core (6 Kerne) oder Octa-Core für 8 Kerne.

Jeder Kern kann unabhängig voneinander arbeiten, wodurch mehrere Aufgaben oder Threads gleichzeitig verarbeitet werden können. Dies verbessert die Multitasking-Fähigkeiten und die Gesamtleistung des Systems, insbesondere bei Anwendungen, die für Multi-Threading optimiert sind.