Teil 3: Der Prozessor - "Leistung entscheidet"

Der etwa fünf Quadratzentimeter große Chip besteht dabei hauptsächlich aus aneinander gereihten Transistoren, die im Prozessorkern, dem so genannten "Die" (sprich "Dai"), verbaut sind.

Transistoren sind elektronische Schalter, die den Berechnungswert "ein" und "aus", also "1" und "0", annehmen können. Und während die "CPU 4004" im November 1971 mit gerade einmal 2300 Transistoren arbeitete, verfügen aktuelle Prozessoren über beinahe 40 Millionen dieser Schaltzentralen, die im Mikrometerbereich in Silizium und Kupfer verbaut sind.

Da die Transistoren so eng miteinander verbunden sind, läuft die Strom- und Datenübertragung innerhalb der CPU beinahe in Lichtgeschwindigkeit ab – da wird es ganz schön heiß, weshalb aktuelle Prozessoren mit großen Lüftern idealerweise auf etwa 50 bis 60 Grad gekühlt werden müssen – ohne Ventilator würde die CPU sofort überhitzen und durchbrennen.

Ein wesentliches Merkmal der Prozessoren ist ihre interne Taktfrequenz, die in Mega- und Gigahertz (MHz, GHz) gemessen wird. Sie bestimmt, wie viele Befehle und Arbeitszyklen pro Sekunde die CPU ausführen kann. Eine Befehlskette wäre beispielsweise – wie im letzten Teil der Serie beschreiben – der Vorgang vom Drücken einer Taste bis zur Ausgabe des entsprechenden Buchstabens auf dem Monitor.

Ein Prozessor mit einer Taktrate von 100 MHz konnte vor zehn Jahren bereits 100 Millionen "Takte" pro Sekunde verarbeiten. Heutige CPUs mit zwei Gigahertz schaffen es also, 2.000.000.000 (zwei Milliarden!) Befehle pro Sekunde verarbeiten – Tendenz steigend.

Die heutigen Prozessoren der an der Marktspitze etablierten Konkurrenten Intel ("Pentium") und AMD ("Athlon") werden im "Sockel"-Format gebaut. Hier wird der Prozessor wie ein Lego-Baustein auf das Mainboard gesetzt. In den 90er Jahren wurde für kurze Zeit die "Slot"-Bauweise eingeführt, bei der die CPU – ähnlich einer PCI-Steckkarte – in einen schmalen Schacht gesteckt wurde. Man erhoffte sich dadurch mehr Platz für schnelle Prozessoren und mögliche Erweiterungen. Allerdings wurden so die Transportwege der Daten länger und der große Geschwindigkeitsdurchbruch blieb aus, weshalb inzwischen nur noch die Sockel-CPUs hergestellt werden.

Intel nutzte übergangsweise eine CPU, die mit 370 Steckanschlüssen ("Pins") ausgestattet war, inzwischen sind die Intel-CPUs jedoch mit 478 Pins bestückt. AMD nutzt einheitliche Anschlüsse. Prozessoren von Intel und AMD benötigen aber jeweils ein eigenes Mainboard, da die Anschlüsse der konkurrierenden CPUs nicht zueinander kompatibel sind.

Neben der internen Taktung des Prozessors sind auch die Cache-Werte (sprich "Käsch") nicht zu vernachlässigen. Der Cache ist eine Art Zwischenspeicher, in dem anfallende Befehle gesammelt werden, damit der Prozessor fortlaufend mit Arbeit versorgt wird und nicht auf Aufgaben "warten" muss. Intel-Prozessoren warten hier derzeit mit 512 Kilobyte, AMD-Prozessoren mit 256 Kilobyte auf. Ähnlich verhält es sich mit der Taktung des "Systembus", der die Geschwindigkeit bestimmt, mit der die bearbeiteten Daten die CPU verlassen. Intel kann hier 533 MHz, AMD 266 MHz vorweisen.

Nun scheint es, dass die AMD-Prozessoren aufgrund der kleineren Werte der Intel-Konkurrenz hinterherhinken, was jedoch nicht der Fall ist. Durch verschiedene Optimierungen der Prozessorleistung sind die CPUs beider Hersteller inzwischen beinahe gleichwertig. Nicht mehr besonders ausschlaggebend für die Gesamtleistung sind daher beworbene Zusatznamen wie "MMX" (Multimedia Extension) von Intel oder "3D-Now!" von AMD. Auch der unterschwellige Ruf der AMD-Prozessoren, im Vergleich zu Intel instabiler zu laufen oder zu anderen Komponenten des PCs inkompatibel zu sein, ist mehr Gerücht denn Fakt.

Beim Kauf eines neuen PCs oder Prozessors ist es daher inzwischen eher Geschmackssache, welcher Hersteller bevorzugt wird – allerdings sind AMD-Prozessoren um bis zu 40 Prozent billiger.

Beim relativ schnellen Preisverfall der Prozessoren lohnt ein Kauf des Intel "Celeron" oder des AMD "Duron" – die derzeitigen "Light"-Versionen von Pentium- und Athlon-Prozessoren – für Privatnutzer kaum noch.

Im direkten Prozessorvergleich sollte weiterhin beachtet werden, dass die AMD-Bezeichnungen nicht mit der tatsächlichen Leistung übereinstimmen, sondern inoffiziell mit der Intel-Konkurrenz vergleichen: Obwohl ein "Athlon XP 2000+" nicht mit 2000 oder mehr, sondern "nur" mit 1667 MHz arbeitet, ist die Leistung mit der eines "Pentium IV" mit 2000 MHz in etwa gleich.

Aber auch hier gilt: Eine schnelle CPU macht aus einem Frosch keinen Prinzen, wenn sie von veralteten oder langsamen Komponenten ausgebremst wird. (ste)

Teil 2: Das Mainboard - "Verzweigte Schaltzentrale"

Teil 4: Der Arbeitsspeicher - "Extremes Datenzwischenlager"