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Veröffentlicht von:Bella Hannelore Eberhardt Geändert vor über 7 Jahren
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Prozessoren Ein Referat von Maximilian Reisner
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Inhalt Erklärung Grundbestandteile Prinzipielle Arbeitsweise eines Prozessors Werkstoffe Umweltfreundliche CPUs Design und Fertigung
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Erklärung Ein Prozessor steuert andere elektronische Schaltungen Dabei treibt er einen Prozess oder Algorithmus voran Am populärsten sind sie als zentrale Recheneinheit eines Computers wo sie die Befehle(Software) ausführen Auch gibt es sie als Mikrocontroller in Eingebetteten Systemen(Waschmaschine, Ticketautomat, …)
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Grundbestandteile Rechenwerk Steuerwerk inkl. Adresswerk Register Speichermanager(MMU) zur Verwaltung des Arbeitsspeichers Neben diesen Hauptbestandteilen gibt es noch Gleitkomma Prozessoren, Sound Prozessoren und Grafikprozessoren
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Prinzipielle Arbeitsweise eines Prozessors Sind unterteilt in drei haupt Phasen: Fetch-Phase Decodier-Phase Execute-Phase
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Fetch-Phase Holt den nächsten Maschinenbefehl aus dem Hauptspeicher und speichert ihn in das Befehlsregister IR. Die zum Laden notwendige Adresse steht im Befehlszähler PC.
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Decodier-Phase Analysier den im IR stehenden Maschinenbefehl. Die zur Analyse notwendigen Informationen sind im Wesentlichen im Operationscode enthalten.
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Execute-Phase Führt den Maschinenbefehl aus
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Werkstoffe Heutzutage bestehen die meisten CPUs aus mehreren übereinander gelegten Schichten aus dotiertem Silicium Die Millionen von Transistoren bilden, deren Schaltvorgänge die Rechenleistung bereitstellen.
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Heutige Prozessoren schalten ungenutzte Funktionsgruppen ab und reduzieren den Stromverbrauch bei geringer Auslastung Andere Möglichkeit: Bei vielen Servern wirkt es sich kaum auf die Gesamtleistung aus, wenn die CPU etwas langsamer ist. Wenn man eine 3- GHz-CPU mit einem Takt von 1,5 GHz betreibt, sinkt deren Leistungsbedarf auf die Hälfte. Umweltfreundliche CPUs
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Design und Fertigung Prozessoren werden auf ihr Anwendungsgebiet angepasst Anschließend wird ein möglichst effizienter Mikrocode entwickelt, der optimal an Randbedingungen wie Cachegrößen, Speicherbandbreite und -latenzen sowie die internen Funktionseinheiten angepasst wird. Danach werden die Leiterbahnen geroutet(optimale Anordnung mit möglichst wenigen Transistoren) Dies geschieht unter reinsten Bedingungen da schon kleine Partikel die leiterbahnen kurzschließen können
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Design und Fertigung Da Routingprobleme nie vollständig gelöst werden können werden hier nur Annäherungslösungen gefunden In der Endkontrolle werden sie auf Taktfestigkeit klassifiziert Hier wird besonders auf laufzeitkritische Signale geachtet um Fehler durch Signalverzögerung (Speed Paths) zu verhindern Dies alles geschieht mit einem für jeden Prototypen individuell entwickelten Pestprogramm
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Das war meine Präsentation ich hoffe sie hat euch gefallen. Danke für eure Aufmerksamkeit!
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