Die CPU, auch als Zentraleinheit bezeichnet, ist das Herzstück eines Computers. Sie ist in der Lage, sämtliche Berechnungen durchzuführen. Allerdings erhält sie in einigen Bereichen Unterstützung von anderen spezialisierten Prozessoren, wie beispielsweise der GPU für grafische Anwendungen.
Früher galt, dass eine höhere Taktfrequenz der CPU auch eine höhere Leistung bedeutet. Die Geschwindigkeit wurde in Hertz (Hz) angegeben. Doch heute kommt es nicht nur auf die Taktfrequenz an, sondern auch darauf, wie gut der Prozessor mit seinen Ressourcen umgeht. Trotzdem ist es richtig zu sagen, dass ein Prozessor mit höherer Taktfrequenz eine bessere Leistung erzielt.
Prozessoren sind wahre Hellseher, denn sie lagern Informationen in einem Zwischenspeicher ein, von denen sie glauben, dass sie als nächstes benötigt werden. Dadurch sparen sie Rechenzeit, sofern die Vorhersage korrekt ist. Es spielt also auch eine Rolle, wie viel Cache vorhanden ist, wie schnell dieser ist und wie gut der Prozessor insgesamt konzipiert wurde.
Mehrere Prozessoren auf einem Chip
Früher hatte eine CPU nur einen Kern, aber heutzutage haben CPUs mehrere Kerne, zum Beispiel zwölf. Das bedeutet, dass in einer CPU zwölf unabhängige Aufgaben parallel bearbeitet werden können. Allerdings ergibt die Rechnung 12 x 3 GHz = 36 GHz nicht, da es sich immer noch um zwölf Kerne mit jeweils 3 GHz handelt und nicht um einen einzelnen Prozessor mit 36 GHz.
Dennoch können entsprechend programmierte Anwendungen in der Lage sein, mehrere oder alle Kerne zu nutzen. Dafür wird ein großer Prozess in mehrere kleinere Prozesse aufgeteilt und auf die einzelnen Kerne verteilt.
Turbotakt
Viele Prozessoren verfügen über einen Turbotakt. Dadurch können einzelne Kerne des Prozessors bei Bedarf mit einer erhöhten Taktrate betrieben werden, die deutlich über dem Basistakt liegt. Beispielsweise könnte der Basistakt für alle Kerne bei 2,5 GHz liegen, während der Turbotakt für einen einzelnen Kern bei 4,0 GHz liegt.
Besonders Anwendungen, die nicht auf Mehrkernprozessoren ausgelegt sind, können davon profitieren. Oft stehen auch verschiedene Profile zur Verfügung, sodass der Turbotakt und die Anzahl der beschleunigten Kerne je nach Auslastung variieren können.
Mehrere Aufgaben gleichzeitig pro Kern erledigen
Einige CPUs unterstützen Technologien wie SMT (Simultaner Mehrfadenbetrieb), bei dem ein Kern in zwei logische Kerne aufgeteilt wird. Dadurch können mehr Ressourcen der CPU aktiv genutzt werden. Wenn diese Funktion aktiviert ist, zeigt das Betriebssystem in der Regel doppelt so viele Kerne an, wie der Prozessor tatsächlich besitzt. Bei einem 12-Kern-Prozessor werden also im Taskmanager oder Systemmonitor 24 Kerne angezeigt.
Durch diese Maßnahme steigt in der Regel die Gesamtleistung der CPU stark an, kann aber in Ausnahmefällen auch zu einer Leistungsminderung führen.
TDP
Beim Kauf eines Prozessors finden Sie häufig die Angabe “TDP”, was für “Thermal Design Power” steht. Diese Angabe wird in Watt gemacht und bezieht sich in der Regel auf die maximale thermische Verlustleistung, also die erzeugte Abwärme. Die TDP-Angabe hilft bei der Auswahl des richtigen CPU-Kühlers.
Die TDP-Angabe gibt auch Hinweise auf den Stromverbrauch der CPU, doch die Angabe der TDP lässt nicht unbedingt auf den tatsächlichen Stromverbrauch schließen. Dieser kann deutlich höher sein als die angegebene TDP-Wattzahl.
