Centrale verwerkingseenheid (CPU)

De Centrale verwerkingseenheid (CPU) is het computeronderdeel dat verantwoordelijk is voor het interpreteren en uitvoeren van de meeste opdrachten van de andere computer hardware en software.

Allerlei apparaten gebruiken een CPU, inclusief desktop-, laptop- en tabletcomputers, smartphones en zelfs uw flatscreen-tv.

Intel en AMD zijn de twee meest populaire CPU-fabrikanten voor desktops, laptops en servers, terwijl Apple, NVIDIA, en Qualcomm zijn grote CPU-makers voor smartphones en tablets.

Mogelijk ziet u veel verschillende namen die worden gebruikt om de CPU te beschrijven, waaronder processor, computerprocessor, microprocessor, centrale processor en 'het brein van de computer'.

Computermonitoren of harde schijven zijn soms zeer onjuist aangeduid als de CPU, maar die stukjes hardware hebben een heel ander doel en zijn op geen enkele manier hetzelfde als de CPU.

Hoe een CPU eruit ziet en waar deze zich bevindt

Een moderne CPU is meestal klein en vierkant, met veel korte, ronde, metalen connectoren aan de onderkant. Sommige oudere CPU's hebben pinnen in plaats van metalen connectoren.

de CPU hecht rechtstreeks aan een CPU "socket" (of soms een "slot") op de moederbord. De CPU wordt met de pin naar beneden in de socket gestoken en een kleine hendel helpt de processor vast te zetten.

Na zelfs maar een korte tijd te hebben gedraaid, kunnen moderne CPU's erg heet worden. Om deze warmte te helpen afvoeren, is het bijna altijd nodig om een ​​koellichaam en een ventilator direct bovenop de CPU te bevestigen. Meestal worden deze gebundeld met een CPU-aankoop.

Er zijn ook andere, meer geavanceerde koelopties beschikbaar, waaronder waterkoelingssets en phase change units.

CPU-kloksnelheid

De kloksnelheid van een processor is het aantal instructies dat hij in een bepaalde seconde kan verwerken, gemeten in gigahertz (GHz).

Een CPU heeft bijvoorbeeld een kloksnelheid van 1 Hz als deze elke seconde één instructie kan verwerken. Dit extrapoleren naar een meer realistisch voorbeeld: een CPU met een kloksnelheid van 3,0 GHz kan 3 miljard instructies per seconde verwerken.

CPU-kernen

Sommige apparaten gebruiken een single-coreprocessor, terwijl andere een dual-core (of quad-core, enz.) processor hebben. Door twee processors naast elkaar te laten werken, kan de CPU tegelijkertijd tweemaal de instructies per seconde beheren, waardoor de prestaties drastisch verbeteren.

Sommige CPU's kunnen twee cores virtualiseren voor elke fysieke core die beschikbaar is, een techniek die bekend staat als Hyper-threading. virtualiseren betekent dat een CPU met slechts vier cores kan functioneren alsof hij er acht heeft, waarbij de extra virtuele CPU-cores afzonderlijk worden genoemd draden. Fysiek kernen presteren echter beter dan virtueel degenen.

Als de CPU het toelaat, kunnen sommige applicaties de zogenaamde multithreading. Als een thread wordt opgevat als een enkel stuk van een computerproces, betekent het gebruik van meerdere threads in een enkele CPU-kern dat meer instructies tegelijk kunnen worden begrepen en verwerkt. Sommige software kan profiteren van deze functie op meer dan één CPU-kern, wat betekent dat zelfs meer instructies kunnen tegelijkertijd worden verwerkt.

Voorbeeld: Intel Core i3 vs. i5 versus i7

Voor een specifieker voorbeeld van hoe sommige CPU's sneller zijn dan andere, laten we eens kijken naar hoe Intel zijn processors heeft ontwikkeld.

Net zoals je waarschijnlijk zou vermoeden uit hun naam, Intel Core i7 chips presteren beter dan i5-chips, die beter presteren dan i3-chips. Waarom de een beter of slechter presteert dan de ander is wat ingewikkelder, maar nog steeds vrij eenvoudig te begrijpen.

Intel Core i3-processors zijn dual-coreprocessors, terwijl i5- en i7-chips quad-core zijn.

Turbo Boost is een functie in i5- en i7-chips waarmee de processor zijn kloksnelheid kan verhogen tot voorbij de basissnelheid, zoals van 3,0 GHz naar 3,5 GHz, wanneer dat nodig is. Intel Core i3-chips hebben deze mogelijkheid niet. Processormodellen die eindigen op "K" kunnen zijn overklokt, wat betekent dat deze extra kloksnelheid voortdurend kan worden geforceerd en gebruikt; leer meer over waarom zou je je computer overklokken?.

Hyper-Threading zorgt ervoor dat de twee threads per CPU-kern kunnen worden verwerkt. Dit betekent dat i3-processors met Hyper-Threading slechts vier gelijktijdige threads ondersteunen (aangezien het dual-coreprocessors zijn). Intel Core i5-processors ondersteunen geen Hyper-Threading, wat betekent dat ook zij met vier threads tegelijk kunnen werken. i7-processors ondersteunen deze technologie echter wel en kunnen daarom (quad-core) 8 threads tegelijkertijd verwerken.

Vanwege de stroombeperkingen die inherent zijn aan apparaten die geen continue stroomtoevoer hebben (producten op batterijen zoals smartphones, tablets, enz.), hun processors - ongeacht of ze i3, i5 of i7 zijn - verschillen van desktop-CPU's doordat ze een balans moeten vinden tussen prestaties en kracht consumptie.

Meer informatie over CPU's

Noch de kloksnelheid, noch alleen het aantal CPU-kernen, is de enige factor die bepaalt of de ene CPU "beter" is dan de andere. Het hangt vaak het meest af van het type software dat op de computer draait, met andere woorden, de toepassingen die de CPU zullen gebruiken.

De ene CPU heeft misschien een lage kloksnelheid, maar is een quad-coreprocessor, terwijl een andere een hoge kloksnelheid heeft, maar slechts een dual-coreprocessor is. Beslissen welke CPU de andere zou overtreffen, hangt opnieuw volledig af van waarvoor de CPU wordt gebruikt.

Bijvoorbeeld een CPU-veeleisend videobewerkingsprogramma die het beste werkt met meerdere CPU-cores, zal beter werken op een multicore-processor met lage kloksnelheden dan op een single-core CPU met hoge kloksnelheden. Niet alle software, games, enzovoort kunnen zelfs profiteren van meer dan slechts één of twee kernen, waardoor meer beschikbare CPU-kernen behoorlijk nutteloos zijn.

Een ander onderdeel van een CPU is: cache. CPU-cache is als een tijdelijke opslagplaats voor veelgebruikte gegevens. In plaats van aan te roepen werkgeheugen voor deze items bepaalt de CPU welke gegevens je lijkt te blijven gebruiken, en gaat ervan uit dat je dat wilt houden gebruikt, en slaat het op in de cache. Cache is sneller dan het gebruik van RAM omdat het een fysiek onderdeel van de processor is; meer cache betekent meer ruimte voor het bewaren van dergelijke informatie.

Of uw computer nu een 32-bits of 64-bits besturingssysteem hangt af van de grootte van de data-eenheden die de CPU aankan. Met een 64-bits processor is er in één keer en in grotere delen toegang tot meer geheugen dan met een 32-bits processor, daarom besturingssystemen en toepassingen die zijn 64-bits-specifiek kan niet draaien op een 32-bits processor.

U kunt de CPU-details van een computer zien, samen met andere hardware-informatie, met de meeste gratis hulpprogramma's voor systeeminformatie.

Naast de standaardprocessors die beschikbaar zijn in commerciële computers, worden er kwantumprocessors ontwikkeld voor: kwantumcomputers met behulp van de wetenschap achter de kwantummechanica.

Elk moederbord ondersteunt slechts een bepaald aantal CPU-types, dus neem altijd contact op met de fabrikant van uw moederbord voordat u een aankoop doet.