Vergleich von Mikroprozessoren und CPUs: Was ist der Unterschied?

Globaler Lieferant elektronischer Komponenten AMPHEO PTY LTD: Umfangreiches Inventar für One-Stop-Shopping. Einfache Anfragen, schnelle, individuelle Lösungen und Angebote.

Was ist ein Mikroprozessor?

Ein Mikroprozessor ist ein einzelner integrierter Schaltkreis (IC), der alle Schaltkreise enthält, die zur Ausführung der grundlegenden Aufgaben einer zentralen Verarbeitungseinheit (CPU) in einem Computer erforderlich sind. Dazu gehören die Register, die Steuereinheit und die arithmetisch-logische Einheit (ALU). Mathematische Operationen wie Addition, Subtraktion, Multiplikation und Division werden von der ALU ausgeführt. Die Aufgabe, Anweisungen aus dem Speicher abzurufen und sie in Befehle zu übersetzen, die die ALU interpretieren kann, obliegt der Steuereinheit. Daten und Anweisungen werden in den Registern gespeichert. Computer, Smartphones und Autos sind nur einige der vielen Technologien, die Mikroprozessoren verwenden.

Vergleich von Mikroprozessoren und CPUs: Was ist der Unterschied? - Blog - Ampheo - 1

Arten von Mikroprozessoren

Es gibt verschiedene Arten von Mikroprozessoren, die für bestimmte Zwecke entwickelt wurden. Sie werden für eine Vielzahl von Anwendungen verwendet. Sie können grob in drei Typen unterteilt werden:

CISC-Mikroprozessor

Complex Instruction Set Computer wird als CISC abgekürzt. Dieser Mikroprozessor ist dafür ausgelegt, komplizierte Anweisungen auszuführen, die aus mehreren einzelnen Anweisungen bestehen. Dies reduziert die Gesamtzahl der Anweisungen, die zum Ausführen eines Programms erforderlich sind. Mehrere einfache Anweisungen, wie mathematische Operationen, Speichern und Abrufen von Daten usw., bilden eine komplizierte Anweisung. Obwohl die Gesamtgröße des Programms recht gering ist, sind aufgrund der Größe seines Befehlssatzes und der zahlreichen Adressierungsmodi, die in einer einzelnen Anweisung enthalten sein können, mehrere Maschinenzyklen erforderlich, um jede Anweisung auszuführen. Dies verringert die Ausführungsgeschwindigkeit des Mikroprozessors.

RISC-Mikroprozessor

Reduced Instruction Set Computer wird dies genannt. Diese spezielle Art von Mikroprozessor basiert auf einer Architektur, die für die Ausführung einfacher Befehle vorgesehen ist. Um die Ausführungszeit zu verkürzen, wurden die Anweisungen rationalisiert. Pipelining, das Teile der Anweisung parallel ausführt, schließt die Anweisung häufig in einem Taktzyklus ab. Um Anweisungen zu speichern, benötigt der Computercode mehr Zeilen und Speicher. Diese Architektur ermöglicht eine schnelle und effektive Programmausführung.

Mikroprozessor für spezielle Zwecke

Ein Mikroprozessor, der speziell für eine bestimmte Anwendung entwickelt wurde, wird als Mikroprozessor für spezielle Zwecke bezeichnet. Er kann Merkmale aufweisen, die bei Mikroprozessoren für allgemeine Zwecke nicht vorhanden sind, da er für diese spezielle Anwendung optimiert wurde. Ein Mikroprozessor für spezielle Zwecke, der für Signalverarbeitungsanwendungen entwickelt wurde, ist beispielsweise ein digitaler Signalprozessor (DSP). Er verfügt über Attribute wie eine schnelle arithmetisch-logische Einheit (ALU) und mehrere Datenkanäle, die speziell für Signalverarbeitungsvorgänge entwickelt wurden. Hier sind einige Beispiele für Mikroprozessoren für spezielle Zwecke:

Digitale Signalprozessoren (DSPs): DSPs werden unter anderem in der Radar-, Sonar-, Audio- und Videoverarbeitung sowie in anderen Signalverarbeitungsanwendungen eingesetzt.
Grafikprozessoren (GPUs): GPUs werden in Anwendungen wie Videospielen und computergestütztem Design (CAD) eingesetzt, die Grafikverarbeitung erfordern.
Field-Programmable Gate Arrays (FPGAs): FPGAs (Field-Programmable Gate Arrays) werden in benutzerdefinierten Computeranwendungen eingesetzt, wenn die genauen Spezifikationen im Voraus nicht bekannt sind.
Mikrocontroller: Eingebettete Systeme, einschließlich solcher in Spielzeugen, Haushaltsgeräten und industriellen Steuerungssystemen, verwenden Mikrocontroller.

Funktionen von Mikroprozessoren

Kosten: Die Verfügbarkeit eines Mikroprozessors zu einem angemessenen Preis ist eine seiner wichtigsten Eigenschaften. Mikroprozessoren werden weithin verwendet und daher in großem Umfang hergestellt. Aus diesem Grund werden Mikroprozessorchips zu relativ günstigen Preisen verkauft.
Größe: Die geringe Größe des Mikroprozessors ist das zweite entscheidende Merkmal. Aufgrund von Fortschritten in der Fertigungstechnologie überschreitet seine Größe selbst in verpackter Form auf keiner Seite kaum ein paar Zoll.
Stromverbrauch: Sein geringer Stromverbrauch ist ein weiteres entscheidendes Merkmal. Zu ihrer Herstellung werden Metalloxidhalbleiter verwendet, die weniger Strom zum Betrieb benötigen.
Vielseitigkeit: Diese Fähigkeit verleiht einem Mikroprozessor sein gespeichertes Programm. Er ist anpassungsfähig, da er mit derselben Hardware für verschiedene Anwendungen angepasst werden kann.

Was ist eine CPU?

Eine zentrale Verarbeitungseinheit oder CPU ist das Gehirn eines Computers und für die Verarbeitung von Befehlen zuständig. Die Steuereinheit, die arithmetisch-logische Einheit und die Register sind einige der Teile, aus denen die CPU besteht. Um Befehle zu erstellen, die die arithmetisch-logische Einheit verstehen kann, ruft die Steuereinheit Anweisungen aus dem Speicher ab und dekodiert sie. Mathematische Operationen wie Addition, Subtraktion, Multiplikation und Division werden von der arithmetisch-logischen Einheit ausgeführt. Daten und Anweisungen werden in den Registern gespeichert. Normalerweise hat die CPU mehrere separate Kerne. Jeder Kern funktioniert als eigenständiger Prozessor, der Anweisungen selbst ausführen kann. Daher kann die CPU mehrere Aufgaben gleichzeitig ausführen und mehrere Programme gleichzeitig ausführen.

Vergleich von Mikroprozessoren und CPUs: Was ist der Unterschied? - Blog - Ampheo - 2

CPU-Typen

Single-Core-CPU: Dies ist der älteste CPU-Typ und hat nur einen Kern für die Verarbeitung. Die meisten älteren PCs und Low-End-Geräte haben Single-Core-CPUs.
Dual-Core-CPU: Dieser Prozessortyp hat zwei Verarbeitungskerne, die jeweils zwei Aufgaben gleichzeitig verarbeiten können. Dual-Core-CPUs sind häufiger als Single-Core-CPUs in einer Vielzahl von Geräten zu finden, darunter Laptops und Desktop-Computer.
Quad-Core-CPU: Eine Quad-Core-CPU hat vier Verarbeitungskerne, die jeweils eine Aufgabe gleichzeitig bearbeiten können. Normalerweise verwenden High-End-Computer und Gaming-Laptops Quad-Core-CPUs.
Hexa-Core-CPU: Diese Art von Prozessor hat sechs Verarbeitungskerne, die jeweils sechs Aufgaben gleichzeitig erledigen können. Einige teure Workstations und Computer haben Hexa-Core-CPUs.
Octa-Core-CPU: Diese Art von Prozessor hat acht Verarbeitungskerne, die jeweils acht Aufgaben gleichzeitig erledigen können. High-End-Workstations und Gaming-Maschinen haben typischerweise Octa-Core-CPUs.
Deca-Core-CPU: Zehn Verarbeitungskerne in einer Deca-Core-CPU ermöglichen die gleichzeitige Ausführung von zehn Aufgaben. Die leistungsstärkste Art von CPUs sind Deca-Cores, die häufig in teuren Workstations und Servern zu finden sind.

Bei der Auswahl einer CPU sind neben der Anzahl der Kerne noch weitere Aspekte zu berücksichtigen, wie Taktfrequenz, Cache-Kapazität und Befehlssatz. Die Geschwindigkeit, mit der die CPU Befehle ausführt, wird als Taktfrequenz bezeichnet und in Gigahertz (GHz) ausgedrückt. Die Menge an schnellem Speicher, den die CPU zum Speichern häufig abgerufener Daten verwendet, wird als Cache-Größe bezeichnet. Der Satz von Befehlen, den die CPU verstehen und ausführen kann, wird als Befehlssatz bezeichnet. Ihre Bedürfnisse und Ihre finanzielle Situation bestimmen den idealen CPU-Typ für Sie. Eine Dual-Core- oder Quad-Core-CPU sollte ausreichen, wenn Sie einen Computer für den allgemeinen Gebrauch suchen. Eine Hexa-Core- oder Octa-Core-CPU kann etwas sein, worüber Sie nachdenken möchten, wenn Sie Spiele spielen oder Videos bearbeiten. Eine Deca-Core-CPU kann die beste Wahl für Sie sein, wenn Sie ein professioneller Benutzer sind, der die leistungsstärkste CPU auf dem Markt verlangt.

CPU-Funktionen

Anzahl der Kerne: Die Fähigkeit der CPU, mehrere Aufgaben gleichzeitig auszuführen, basiert auf der Anzahl der Kerne. Die Leistung kann durch die Fähigkeit einer CPU mit mehr Kernen, mehr Aufgaben gleichzeitig auszuführen, verbessert werden.
Taktrate: Die Geschwindigkeit, mit der die CPU Anweisungen ausführt, wird durch die Taktrate bestimmt. Die CPU kann Anweisungen schneller ausführen, wenn die Taktrate höher ist.
Größe des Cache: Die CPU verwendet den Cache, einen kleinen Teil des Hochgeschwindigkeitsspeichers, um häufig abgerufene Daten zu speichern. Indem die Anzahl der Zugriffe der CPU auf den langsameren Hauptspeicher verringert wird, kann eine größere Cache-Größe die Geschwindigkeit steigern.
Befehlssatz: Als Befehlssatz bezeichnet man die Sammlung von Befehlen, die die CPU verstehen und ausführen kann. Die CPU kann komplexere Operationen unterstützen, wenn sie über einen größeren Befehlssatz verfügt.
SIMD-Befehle: SIMD-Befehle ermöglichen der CPU, dieselbe Operation gleichzeitig an mehreren Datenpunkten auszuführen. Aufgaben, die viele sich wiederholende Berechnungen erfordern, können dadurch besser ausgeführt werden.
Hyperthreading: Diese Technik ermöglicht es jedem CPU-Kern, zwei Threads gleichzeitig auszuführen. Dadurch kann die CPU ihre Ressourcen effektiver nutzen, was die Leistung steigern kann.
Turbo-Boost: Bei Bedarf kann die CPU ihre Taktrate dank einer Technologie namens Turbo-Boost vorübergehend erhöhen. Bei schwierigen Aktivitäten kann dies die Leistung steigern.

Video zum Thema Mikroprozessoren vs. CPU

Mikroprozessor vs. CPU

Der Hauptunterschied zwischen Mikroprozessoren und CPUs besteht darin, dass erstere Ein-Chip-Systeme sind, während letztere aus mehreren Chips bestehen können. Mikroprozessoren sind daher kompakter und effektiver als CPUs. Mikroprozessoren und CPUs unterscheiden sich darin, dass CPUs allgemeinere Geräte sind, während Mikroprozessoren oft für spezielle Aufgaben entwickelt werden. Dies bedeutet, dass CPUs zwar für ein breiteres Aufgabenspektrum genutzt werden können, Mikroprozessoren für ihren speziellen Einsatzzweck jedoch häufig schneller und effizienter sind. Hier ist eine Tabelle, die die wichtigsten Unterschiede zwischen Mikroprozessoren und CPUs zusammenfasst:

Merkmal	Mikroprozessor	CPU
Definition	Eine integrierte zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) auf einem Chip	Jede Maschine, die die grundlegenden Verarbeitungsaufgaben eines Computers ausführt
Funktion	Führt die grundlegenden Verarbeitungsaufgaben eines Computers aus.	Führt die grundlegenden Verarbeitungsaufgaben eines Computers aus.
Größe	Normalerweise sehr klein	Kann jede Größe haben
Komplexität	Sehr komplex	Kann einfach oder komplex sein
Kosten	Normalerweise teurer als CPUs	Kann günstiger oder teurer als Mikroprozessoren sein

Ist eine CPU ein Mikroprozessor?

Eine Art von Computer ist die Central Processing Unit oder CPU. Tatsächlich ist die CPU der bedeutendste und komplizierteste Mikroprozessor in einem Computer. Ein Mikroprozessor ist ein winziges elektronisches Gerät mit einer Central Processing Unit, Speicher und anderen Komponenten, die für die Befehlsausführung erforderlich sind. Die CPU ist das Gehirn der Maschine. Sie ist für die Ausführung von Befehlen, die Durchführung von Berechnungen und die Steuerung des Datenflusses verantwortlich. Es ist die wichtigste Komponente eines Computersystems, und wie gut es funktioniert, bestimmt, wie schnell und effektiv das System arbeitet. Alle Mikroprozessoren sind CPUs, aber nicht alle Mikroprozessoren sind CPUs. Computer, Kameras und Mobiltelefone, um nur einige zu nennen, enthalten alle Mikroprozessoren. Der Begriff „CPU“ wird jedoch normalerweise verwendet, um sich auf den Mikroprozessor des Computersystems zu beziehen. Die leistungsstärkste und ausgereifteste Art von Mikroprozessor ist die CPU, da sie dafür ausgelegt ist, komplexe Codes zu verarbeiten und Berechnungen schnell durchzuführen. Sie werden benötigt, um komplexe Aufgaben wie Videobearbeitung, Spiele und die Durchführung wissenschaftlicher Simulationen sowie Betriebssysteme und Softwareprogramme auszuführen.

Die Zukunft von Mikroprozessoren und CPUs

Mikroprozessoren und CPUs haben eine vielversprechende Zukunft. Mikroprozessoren und CPUs werden mit der technologischen Entwicklung noch leistungsfähiger und effektiver. Die Anwendung künstlicher Intelligenz (KI) ist eine der spannendsten Entwicklungen im CPU- und Mikroprozessordesign. Mikroprozessoren und CPUs können auf verschiedene Weise von KI profitieren, unter anderem durch die Reduzierung ihres Stromverbrauchs und die Verbesserung ihrer Fähigkeit, menschliche Eingaben vorherzusehen und darauf zu reagieren. Die Entwicklung neuer Fertigungstechniken, mit denen Mikroprozessoren und CPUs mit noch mehr Transistoren hergestellt werden können, ist ein weiterer ermutigender Trend. Dadurch werden CPUs und Mikroprozessoren noch effektiver und leistungsfähiger.

Fazit

Mikroprozessoren und CPUs sind entscheidende Teile von Computern. Sie sind für die Ausführung der Befehle zum Betrieb von Computern zuständig. Die Ähnlichkeiten und Unterschiede zwischen Mikroprozessoren und CPUs sowie ihre Geschichte, ihre vielen Varianten und leistungsbezogenen Variablen wurden in diesem Blogbeitrag behandelt.