c't 11/2016
S. 178
Know-how
CPU

CPU-Grundlagen

Die Technik moderner CPU-Kerne in Kurzfassung

Das Herzstück eines jeden Rechners ist die Central Processing Unit (CPU), zu deutsch Zentralprozessor, und der arbeitet heute noch nach Grundprinzipien, wie sie Mitte des letzten Jahrhunderts entwickelt worden sind.

Das Herzstück der CPU wiederum ist das Rechenwerk, auch Arithmetisch-Logische Einheit (ALU) genannt. Die ALU kann im Wesentlichen das, was schon Leibnizens Rechenmaschine beherrschte: addieren, multiplizieren, verschieben, vergleichen … Üblicherweise lädt sie dazu etwa bei binären Operationen wie der Addition das erste Datum zunächst in ein Register – das hieß früher mal Akkumulator – und verknüpft es dann mit dem zweiten Datum. Jenes kommt entweder direkt aus dem Speicher oder aus einem anderen Register.

Heute kann man flexibel mit vielen Registern rechnen und fast jedes als Akkumulator einsetzen. Je nach Prozessorarchitektur gibt es dabei diverse Einschränkungen. Bei x86 etwa muss das Zielregister häufig mit einem der Ausgangsregister übereinstimmen: A=A+B, die sogenannte Zwei-Operanden-Form. Andere Architekturen erlauben bequemere Drei-Operanden-Formen: C=A+B.

Kommentieren