CPU-Spannung, 32- und 64-Bit-Architekturen

CPU-Spannung

Die CPU erhält die Stromversorgung vom Motherboard und es gibt zwei Arten der Stromversorgung:

• Externe Spannung: Erlaubt dem Prozessor, mit dem Motherboard zu kommunizieren, in der Regel mit 3,3 Volt.
• Interne Spannung: Ermöglicht das Arbeiten mit einer niedrigeren Innentemperatur.

Zusätzlich zu diesen Spannungen wird heutzutage die Thermal Design Power (TDP) verwendet, um die maximale Wärmemenge darzustellen, die ein Kühlsystem eines Computers abführen muss. Zum Beispiel bedeutet ein Laptop, der für 20 W TDP ausgelegt ist, dass er 20 W Wärme abführen kann, ohne die maximale Betriebstemperatur zu überschreiten, für die der Chip ausgelegt ist. Der Energieverbrauch der CPU hängt mit der Prozessorgeschwindigkeit und der internen Aktivität zusammen. Eine Überhitzung kann auftreten und zu Problemen wie spontanen Neustarts führen. Um eine Überhitzung zu vermeiden, werden Kühlkörper mit eingebauten Lüftern verwendet. Der Kühlkörper leitet die Wärme ab und der Lüfter kühlt den Kühlkörper. Zwischen dem Prozessor und dem Kühlkörper befindet sich eine Wärmeleitpaste, die die Wärmeübertragung unterstützt. Der Lüfter ist mit einem Anschluss namens CPU FAN verbunden.

32- und 64-Bit-Architekturen

Dies bezieht sich auf die Breite der Register, mit denen die ALU arbeitet, oder auf die Breite der Daten- oder Adressbusse. Die 32-Bit-Architekturen wurden auf kleine, speicherintensive Anwendungen ausgerichtet und haben die folgenden Einschränkungen:

• Begrenzung der Zahlen im Bereich von 2³²: Diese Grenze bedeutet, dass jede Operation auf Zahlen von 0 bis 4.294.967.295 begrenzt ist. Falls eine Operation eine Zahl oberhalb oder unterhalb dieses Bereichs ergibt, tritt ein Überlauf (Buffer Overflow) bzw. ein Unterlauf (Buffer Underflow) auf.
  Mit einem 64-Bit-Prozessor erhöht sich dieser Bereich auf 2⁶⁴, d. h. von 0 bis 18.446.744.073.709.551.615. Dies erhöht die Fähigkeit eines 32-Bit-Prozessors erheblich. Für Anwendungen, die mathematische und wissenschaftliche Präzision erfordern, ist diese Technologie unerlässlich.
• Bis zu 4 GB Speicher: Die 32-Bit-Architektur ist nicht in der Lage, mehr als 4 GB RAM zu verwalten. Dies kann bei der Verarbeitung großer Datenmengen, wie z. B. Datenbanken im TB-Bereich, zu erheblichen Problemen führen, da die kontinuierliche Bewegung von Daten die Anwendung sehr langsam machen kann, es sei denn, sie befinden sich direkt im RAM.

Derzeit setzen sich 64-Bit-Prozessoren durch, jedoch ist nicht jede Software darauf vorbereitet, die Ressourcen eines 64-Bit-Prozessors zu nutzen. In diesem Fall sind Effizienz und Geschwindigkeit bei der Verwendung eines 32-Bit-Prozessors gleich.