Jeder Computer benötigt einen Prozessor, egal ob es sich dabei um einen bescheidenen Effizienzprozessor oder ein riesiges Leistungspaket handelt. Natürlich ist der Prozessor, oft auch als CPU oder Central Processing Unit bezeichnet, ein wesentlicher Bestandteil jedes funktionierenden Systems, aber er ist bei weitem nicht der einzige.

Heutige CPUs sind fast alle Dual-Core, d.h. der gesamte Prozessor besteht aus zwei unabhängigen Kernen, mit denen Daten verarbeitet werden. Aber was sind die Unterschiede zwischen Prozessorkernen und logischen Prozessoren, und was leisten sie?

In diesem Artikel erfahren Sie mehr über Kern- und logische Prozessoren und den genauen Unterschied zwischen ihnen.

Was ist ein Kernprozessor?

Ein Prozessorkern ist eine Verarbeitungseinheit, die Befehle liest und ausführt. Die Befehle werden miteinander verknüpft, um Ihr Computererlebnis zu erzeugen, wenn sie in Echtzeit ausgeführt werden. Ihre CPU muss buchstäblich alles verarbeiten, was Sie auf Ihrem Computer tun.

Wenn Sie einen Ordner öffnen, wird Ihr Prozessor benötigt. Wenn Sie in ein Word-Dokument tippen, wird ebenfalls Ihr Prozessor benötigt. Ihre Grafikkarte - die über Hunderte von Prozessoren verfügt, um Daten schnell und gleichzeitig zu bearbeiten - ist für Dinge wie das Zeichnen der Desktop-Umgebung, Fenster und Spielevisualisierung zuständig. Sie benötigen jedoch immer noch bis zu einem gewissen Grad Ihren Prozessor.

Der Kern ist die Einheit, die die Befehle liest und ausführt.

Wie funktionieren Kernprozessoren?

Das Design von Prozessoren ist unglaublich ausgeklügelt und unterscheidet sich von Marke zu Marke und von Modell zu Modell. Das Design von Prozessoren wird ständig verbessert, um die beste Leistung bei geringstem Platz- und Energieverbrauch zu erzielen.

Unabhängig von architektonischen Änderungen durchlaufen Prozessoren bei der Verarbeitung von Anweisungen vier Hauptschritte:

• abrufen.
• Dekodieren
• Ausführen
• Rückschreibung

abrufen.

Der Fetch-Schritt ist genau das, was man erwarten würde: Der Prozessorkern holt sich die Anweisungen, die auf ihn gewartet haben und die normalerweise im Speicher abgelegt sind. Das kann auch RAM sein, aber bei aktuellen Prozessorkernen warten die Anweisungen normalerweise bereits im Prozessor-Cache auf den Kern.

Der Programmzähler ist ein Teil des Prozessors, der als Lesezeichen fungiert und anzeigt, wo der vorherige Befehl aufhört und der nächste beginnt.

Dekodieren

Befehle, die verschiedene Abschnitte des Prozessorkerns erfordern, wie z. B. die Arithmetik, müssen vom Prozessorkern dekodiert werden.

Jeder Teil hat einen Opcode, der dem Prozessorkern sagt, was er mit den nachfolgenden Daten tun soll. Die einzelnen Teile des Prozessorkerns können sich an die Arbeit machen, sobald der Prozessorkern alles sortiert hat.

Ausführen

Der Ausführungsschritt ist der Schritt, bei dem der Prozessor herausfindet, was er tun muss, und es dann tut. Was hier geschieht, hängt vom jeweiligen Prozessorkern und den eingegebenen Daten ab.

Der Prozessor kann z. B. in der ALU (Arithmetic Logic Unit) arithmetische Berechnungen durchführen, die mit einer Vielzahl von Ein- und Ausgängen verbunden werden können, um Zahlen zu berechnen und das entsprechende Ergebnis zu liefern.

Rückschreibung

Der letzte Schritt, das so genannte Writeback, speichert einfach das Ergebnis der vorangegangenen Schritte im Speicher. Die Ausgabe wird je nach den Erfordernissen der laufenden Anwendung weitergeleitet, wird aber häufig in CPU-Registern für den schnellen Zugriff durch die nächsten Anweisungen gespeichert.

Von dort aus wird sie bearbeitet, bis Teile der Ausgabe erneut verarbeitet werden müssen; dann kann sie im RAM gespeichert werden.

Die Kernverarbeitung umfasst vier Schritte.

Was ist ein logischer Prozessor?

Jetzt, wo wir wissen, was ein Kern ist, ist es viel einfacher, logische Prozessoren zu definieren. Die Anzahl der Kerne, die das Betriebssystem sieht und ansprechen kann, wird in logischen Prozessoren gemessen. Sie ist also die Summe aus der Anzahl der physischen Kerne und der Anzahl der Threads, die jeder Kern verarbeiten kann (Multiplikation).

Angenommen, Sie haben eine CPU mit 8 Kernen und 8 Threads. Dann stehen Ihnen acht logische Prozessoren zur Verfügung. Die Anzahl der physischen Kerne (8) multipliziert mit der Anzahl der Threads, die sie verarbeiten können, ergibt diese Zahl.

Was aber, wenn Ihre CPU über Hyperthreading-Fähigkeiten verfügt? Eine CPU mit 8 Kernen hat dann 8 * 2 = 16 logische Prozessoren, da jeder Kern zwei Threads verarbeiten kann.

Was ist besser?

Was ist Ihrer Meinung nach wertvoller: physische Kerne oder logische Prozessoren? Die Antwort ist einfach: physische Kerne.

Denken Sie daran, dass Sie mit Multithreading nicht zwei Threads gleichzeitig verarbeiten, sondern sie einfach so planen, dass der eine physische Kern sie so effizient wie möglich verarbeiten kann.

Bei stark parallelisierten Workloads, wie z. B. CPU-Rendering, bringen logische Prozessoren (oder Threads) nur eine 50-prozentige Leistungssteigerung, während physische Kerne bei solchen Workloads eine 100-prozentige Leistungssteigerung bewirken.

Prozessor, Kern, logischer Prozessor, virtueller Prozessor

Verschiedene Typen von Prozessoren

Die vielen Arten von Prozessoren werden in verschiedenen Architekturen entwickelt, wie z. B. 64-Bit und 32-Bit, um optimale Geschwindigkeit und Flexibilität zu gewährleisten. Die gängigsten Arten von CPUs sind Single-Core, Dual-Core, Quad-Core, Hexa-Core, Octa-Core und Deca-Core, wie unten aufgeführt :

Verschiedene Arten von Prozessoren

Schlussfolgerung

• Ein Kern ist eine Verarbeitungseinheit, die Anweisungen liest und ausführt.
• Wenn Prozessoren Anweisungen verarbeiten, durchlaufen sie vier Schritte.
• Mehrere Kerne sind in einer CPU möglich.
• Die Anzahl der logischen Prozessoren bezieht sich auf die Anzahl der CPU-Threads, die das Betriebssystem sehen und ansprechen kann.
• Der Kern kann Ihre Leistung steigern und Ihnen dabei helfen, Ihre Arbeit schneller zu erledigen.
• Die Kernverarbeitung erfolgt in vier Hauptschritten.