Verarbeitung der Daten

Der Mikroprozessor - das Herzstück des PC

Begriffserklärung

Ein Prozessor ist eine hochintegrierte elektronische Schaltung, die dazu dient, programmgesteuert logische Funktionen und arithmetische Berechnungen auszuführen. Der Fachbegriff für den Zentralprozessor eines Computers ist CPU (Central Processing Unit). Die CPU arbeitet eng mit dem Chipsatz des Mainboards zusammen. Mainboard und CPU sind maßgeblich für die Rechenleistung und damit für die Leistungsfähigkeit eines PC verantwortlich. Die CPU besteht aus mehreren Teilen, maßgeblich sind Cache, Rechenwerk und Steuereinheit.

Typen

Drei Prozessor-Clans beherrschen das x86-Universum:

In Produktion befinden sich derzeit 11 Prozessor-Varianten, Restposten von weiteren sechs gibt es zu kaufen und sechs neue Prozessoren sind für die nächste Zeit angesagt.

Leistungskriterien

 

Intel Pentium III

AMD-Athlon Intel Pentium III

Taktfrequenz

Die Taktfrequenz eines Prozessors reicht nicht aus, um die Leistungsfähigkeit eines PCs zu beurteilen. Die x86-Prozessoren kommunizieren über den Frontside-Bus (FSB) mit dem Chipsatz des Mainboards, der alle weiteren Komponenten des PC steuert. Die Geschwindigkeit dieses Busses ist eine wichtige Größe für die Leistung des Gesamtsystems. Typische Frequenzen des FSB sind 66, 100 und neuerdings 133 MHz. Aus dem FSB-Takt erzeugt ein in den Prozessor integrierter Generator den höreren Core-Takt (Prozessortakt), derzeit bis zu 733 MHz (Faktor 2 bis 8) [1].

Cache-Architektur

Das ist eine wichtige Eigenschaft moderner Prozessoren. Mit dem ausgeklügelten System von schnellen Zwischenspeichern (Caches) wird versucht, den Unterschied zwischen dem schnellen Prozessor und dem vergleichsweise langsameren Hauptspeicher (RAM) auszugleichen. Etabliert hat sich ein zweistufiger Cache. Der Level-1-Cache ist eng in den Prozessorkern eingebunden und umfaßt bis zu 128 Kbyte. Der Level-2-Cache sitzt bei neueren Systemen ebenfalls im Prozessor, ansonsten auf dem Prozessormodul. Nur bei Sockel-7-Boards befindet er sich noch auf dem Mainboard. Größe und Takt variieren stark. Spitze sind derzeit 2 Mbyte bei vollem Prozessortakt.

x86 Prozessoren - tabellarische Übersicht

Prozessor Bezeichnung Taktraten
(MHz)
Frontside-Bustakt (MHz) Bauform Befehlssatz-Erweiterung L2-Cache und Takt [2] (KByte, Verhältnis)
Prozessoren mit Sockel 7 Businterface[3]
AMD K6 166-300 66 Sockel 7 MMX -
AMD K6-2 266-500 66, 100 Sockel 7 MMX, 3Dnow! -
AMD K6 II 400-450 66, 100 Sockel 7 MMX, 3Dnow! 256, 1:1
Cyrix Mill 133-250 66, 100 Sockel 7 MMX -
IDT WinChip W2, W2A 200-25 66, 100 Sockel 7 MMX, 3Dnow! -
Intel Pentium P54C 90-200 66 Sockel 7 - -
Intel Pentium MMX 166-233 66 Sockel 7 MMX -
Rise mP6 166-200 66, 100 Sockel 7 MMX -
Prozessoren mit GTL-Businterface
Intel Celeron 266-300 66 Slot 1 MMX -
Intel CeleronA 300-433 66 Slot 1 MMX 128, 1:1
Intel CeleronA 333-500 66 Sockel 370[4] MMX 128, 1:1
Intel Pentium Pro 150-200 60, 66 Sockel 8 [4] MMX 256, 512, 1:1
Intel Pentium II 233-450 66, 100 Slot 1 MMX 512, 1:2
Intel Pentium II Xeon 400-450 100 Slot 2 MMX 512, 2048, 1:1
Intel Pentium III 450-600 100 Slot 1 MMX, ISSE 512, 1:2
Intel Pentium III/B 533-600 133 Slot 1 MMX, ISSE 512, 1:2
Intel Pentium III7Xeon 500-550 100 Slot 2 MMX, ISSE 512, 2048, 1:1
Intel Pentium III/E 600-700 100 Slot 1 MMX, ISSE 256, 1:1
Intel Pentium III/EB 533-733 133 Slot 1 MMX, ISSE 256, 1:1
Intel Pentium III/E 500-550 100 Sockel 370 [4] MMX, ISSE 256, 1:1
Intel Pentium III/EB Xeon 600-667 133 Slot 2 MMX, ISSE 256, 1:1
Prozessoren mit EV6-Businterface
AMD Athlon 500-700 100 Slot A MMX, 3Dnow! [5] 512, 1:2 [6]

Anmerkungen

[1] Am 8. Februar 2000 veröffentlichte AMD folgende Presseerklärung:
Der Chiphersteller AMD hat mit einem Mikroprozessor aus seinem Werk in Dresden erstmals die Geschwindigkeitsmarke von einem Gigahertz überschritten.
Der Prozessor aus der Athlon-Reihe erreicht 1,1 Gigahertz und wurde am Montagabend (Ortszeit) auf einer Fachkonferenz in San Francisco vorgestellt, teilte AMD am Dienstag in Dresden mit. Der neue Chip soll nach einem Bericht der Finanzagentur Bloomberg im kommenden Quartal auf den Markt gebracht werden. Grundlage für den Geschwindigkeitsrekord sei ein aktueller Athlon- Chip auf Basis der neuartigen Kupfertechnologie. Sowohl AMD als auch Hauptkonkurrent Intel sind derzeit mit 800 Megahertz schnellen Prozessoren am Markt. Auch Intel arbeitet an einem 1-Gigahertz- Prozessor, der im Herbst auf den Markt kommen soll. AMD erwartet, dass mit Produkten aus dem Dresden Werk am Ende des 2. Quartals 2000 erste Umsätze erzielt werden können. Der weltweit führende Chip-Hersteller Intel und AMD liefern sich seit Monaten ein Kopf-an-Kopf-Rennen um den schnellsten Mikroprozessor. Am Markt war es AMD zunächst gelungen, Intel im unteren Segment Anteile abzujagen, bevor Intel mit seiner Celeron- Produktlinie konterte. Mit dem Athlon greift AMD nun auch das obere Marktsegment an, in dem Intel mit seinem Pentium III vertreten ist. Intel hält weltweit schätzungsweise 80 Prozent des Mikroprozessor- Marktes, AMD kommt auf rund 15 Prozent.
[2] Größe des L2-Cache in Kilobyte, und Verhältnis zwischen Kerntakt und L2-Cache-Takt.
Beispiel: Der L2-Cache eines Pentium III mit 600 MHz läuft mit einem Verhältnis von 1:2, also 300 MHz
[3] Die Angabe "Sockel 7" ist ungenau, diese und einige ältere Prozessoren bilden die Gruppen "Sockel 5", "Sockel 7" und "Supersockel 7". Da der L2-Cache auf dem Mainboard sitzt, haben die Prozessoren bis auf den AMD K6-III keinen integrierten L2-Cache.
[4] Adapter sind verfügbar, um Sockel-370- und Sockel-8-Prozessoren in Slot 1-Mainboards einzusetzen. Bisher ist allerdings unklar, ob die Sockel-370-Versionen des Pentium III/E in diesen Adaptoren funktionieren.
[5] AMD hat den 3DNow!-Befehlssatz des Athlon um einige Befehle erweitert, aber keine neuen Namen vergeben.
[6] Der Athlon erlaubt L2-Verhältnisse von 1:1, 2:3, 1:2 und 1:3, die derzeitigen Modelle nutzen aber nur 1:2.

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