CPU

En Pentium 4 CPU

Central Processing Unit forkortes næsten altid til CPU. Den kan også kaldes en centralenhed eller blot en processor. Er den så lille at den kan være i en chip kaldes den for en mikroprocessor.

CPU'en er den centrale regneenhed i en computer og den omtales af mange som computerens hjerne. Det er CPU'en der foretager alle beregningerne. En computer kan f.eks. være en pc eller et indlejret system.

Der findes forskellige typer af CPU'er. De mest kendte i personlige computere er fra Intel, AMD, Sun, Motorola og Transmeta. Det ses ofte, at man sætter flere CPU'er sammen i en computer (SMP) for at opnå større regnekraft.

Når en CPU's hastighed skal betegnes, nævnes dens interne regnehastighed i Hz (MHz og GHz). – Dette afspejler ikke direkte hvor mange beregninger per sekund en CPU kan udføre. I "gamle dage" kunne en CPU normalt udføre: beregninger per sekund = Hz divideret med cyklusser per instruktion og det er almindeligt med 2-200 cyklusser per instruktion. Se også CPU Benchmark FLOPS, MIPS og BogoMips.

Flere kerner

Kernen i CPUen er der hvor beregningerne foretages, og det er almindeligt at producenterne indlægger flere kerner i en CPU. Designet af hver kerne er identisk, og de kan foretage samme type beregninger med samme hastighed. At producere en processor med flere kerner letter designomkostningerne betydeligt, da man i stedet for at designe en dobbelt så stor og effektiv kerne kan nøjes med anvende flere af samme arkitektur og lade dem udføre beregningerne sideløbende. At udnytte en CPU med flere kerner stiller krav til de programmer man kører på computeren, da programmerne skal optimeres til at sprede de nødvendige beregninger ud over alle kernerne. Mange programmer er begrænset til kun at udnytte en kerne, og derfor kan ydedelsesforbedringerne for et enkelt program være minimale ved at bruge en CPU med flere kerner. Flere kerner kan i midlertid være en stor fordel, hvis man kører flere krævende programmer på sin computer samtidig, da programmerne kan deles ud over kernerne.

AMD var først på markedet med en 2-kernet processor, som hed Athlon X2. Intel lavede derefter deres Pentium D processor. I dag ser man CPUer med op til 12 kerner.

Pipelining

I dag benytter de fleste CPU'er instruktionspipelining, der betyder at en CPU kan starte en ny instruktion hver cyklus. Visse CPU'er kan have 10-20 instruktioner i gang samtidigt.

Single Instruction Multiple Data (SIMD)

Nogle CPU'er understøtter også SIMD – vektor processering. Hos Intel Pentium 4 hedder det MMX/SSE/SSE2 og i Motorola's G4 hedder det AltiVec Velocity Engine.

Både pipelining og SIMD gør CPU-hastigheden potentielt hurtigere, men pipelining kræver at oversættere (eng. compiler) flytter rundt på instruktionsrækkefølgen, så de bliver optimeret til pipelining. For at SIMD skal udføre programmer hurtigere, er det nødvendigt at optimere dem til det.

CPU-arkitekturer

Hoved-CPU-arkitekturen i en pc eller et indlejret system, afgør almindeligvis også hvilke styresystemer (eng. Operativ System, OS), der kan anvendes:

• Intel x86, Intel Pentium.
• AMD x86, AMD K5, K6. Anvendes i pc som f.eks. kan køre DOS, Microsoft Windows eller en Unix variant: Linux, FreeBSD og OpenBSD.
• Motorola, IBM PowerPC G3, G4, G5. Anvendes i IBM's CHRP. Apple Macintosh kan f.eks. køre Apple Mac OS X (FreeBSD- og MACH-baseret).
• SUN Sparc, UltraSparc. Anvendes i pc som f.eks. kan køre SUN Solaris.
• Acorn (nu Intel) ARM, StrongARM.
• Intel Xscale (ARM baseret).
• Transmeta
  • Crusoe. Crusoe processoren kan effektivt simulere en x86 processor.
  • Efficeon. Transmeta.com: Efficeon, Efficeon CPU Chosen by HP for Blade PC

Eksterne henvisninger

Wikimedia Commons har medier relateret til: CPU

• Google: Processors
• Apple: What is AltiVec?
• x86, Pentium og Xeon serierne. (PC)
• K5, K6, Athlon, ThunderBird. (PC)
• Sun Sparc
• 680xx (Amiga/Macintosh), PowerPC (Macintosh)
• Crusoe (PDA og notebooks)
• INSTRUCTION PIPELINING
• 13 May, 2002, Nasa hunts net for shuttle parts
• CPU hastigheder
• "Chaos in computer performance", Hugues Berry fra det franske forskningsinstitut for information og automation, INRIA. (pdf)