Wie funktioniert ein Prozessor/CPU-Chip?

Hi

Wie funktioniert eigentlich ein Prozessor/CPU-Chip?

Answer 1

[Kelec]

Sieh dir dazu die Breadboard CPU Videos von Ben Eater auf Youtube an. Dort wird die Funktionsweise einer einfachen CPU erklärt sowie eine einfache CPU mittels diskreter Logik gebaut.

Logischerweise hat diese CPU nur noch relativ wenig mit einer modernen CPU zu tun, aber der Grundaufbau, sowie die Grundfunktionalität sind nach wie vor so, allerdings mit jeder Menge Änderungen und Erweiterungen welche die Effizienz erhöhen.

Sobald du aber den grundlegenden Aufbau verstanden hast kannst du dich mit moderneren CPUs beschäftigen und nachlesen was zB eine Pipeline ist, was SIMD Instruktionen sind und wie Hyperthreading funktioniert. Dafür musst du aber wie gesagt erst wissen wie der Grundaufbau der CPU ist.

Der Vorteil von dem ist, dass der Grundaufbau sowohl für x86 x64 (CISC) und ARM (RISC) relevant ist, womit du eine Basis für verschiedene Architekturen kennen lernst, bevor du dich mit dem spezifischen Eigenschaften davon beschäftigst.

Comments

[IchDirk]

Danke Dir

Answer 2

[bcords]

Sorry die Antwort wäre hier zu ausführlich.

Weil zu der Erklärung benötigt man das Wissen

1) Wie funktioniert ein Transistor bzw. MOSFet

2) Wie funktionieren die Grundlegenden Gatter und Logikbausteine (NAND, NOR, FlipFlop usw.)

3) Wie setzt man diese Gatter und Logikbausteine zu einer CPU zusammen.

DIese Frage wurde hier schon öfter gestellt und ich verweise da lieber auf externe Quellen.

Einiges findest du im Elektronik Kompendium anderes findet man gut in Fachbüchern des Vogel Verlages

https://vogel-fachbuch.de/Elektronik-3-Grundschaltungen/978-3-8343-3429-9.P-book

und

https://vogel-fachbuch.de/Elektronik-4-Digitaltechnik/978-3-8343-3299-8.P-book

und einiges erfährt man auch in den User Guides zu einfacheren 8BIT CPUs

Z.B:

https://www.st.com/resource/en/user_manual/um0015-st7-8bit-mcu-family-user-guide-stmicroelectronics.pdf

Jedenfalls ohne Vorwissen wird das sehr sehr lang.

Comments

[bcords]

Vielleicht hilft dir aber auch dieses Video von der Sendung mit der Maus:

https://www.facebook.com/watch/?v=1112245738813967

[Erfinder590]

Danke

Answer 3

[Asporc]

Das wird dir in Elektrotechnik Grundkursen und Büchern erklärt da lernst du wie eine Elektrische Schaltung funktioniert:

https://www.sgd.de/kursseite/elektronik-grundkurs.html?referrer=S_GO_SK_0211205&cq_plac=&cq_net=g&cq_pos=&cq_med=&cq_plt=gp&gad_source=1&gclid=Cj0KCQiAkKqsBhC3ARIsAEEjuJhoJKp9UPS326kgdC7DM0ZyafGBqEN1aVNq5-MjkHNVG65O82dDzgEaAhksEALw_wcB

Und dann wird diese Schaltung (durch Technische Entwicklung) auf ein Milliardstel der Größe reduziert wie du es in Elektrotechnik gelernt hast.