Prozessorarchitektur

Chiparchitektur

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Prozessorarchitektur,

 

Struktur und Funktionsprinzipien eines Prozessors. Sie ist Bestandteil der Rechnerarchitektur. Zur Architektur eines Prozessors gehören zunächst seine Funktionseinheiten. Dies sind i. d. R. Steuerwerk, Rechenwerk, Register, Bus-Schnittstelle und Adresswerk. Mit diesen Einheiten holt und verarbeitet er Befehle. Er berechnet Adressen, holt Operanden aus dem Speicher, führt Operationen durch und speichert die Ergebnisse. Weiter ist die Architektur davon geprägt, wie viele bzw. welche Befehle zur Verfügung stehen und wie diese ausgeführt werden. Unter diesem Gesichtspunkt lassen sich die CISC- und die RISC-Architektur unterscheiden. Ein CISC-Prozessor verwendet zahlreiche und oft komplexe Befehle, die als Mikrocode ausgeführt werden. Ein RISC-Prozessor benutzt eine relativ geringe Zahl einfacher Befehle, die fest »verdrahtet« sind und schnell ausgeführt werden. Manche Prozessorarchitekturen kombinieren CISC- mit RISC-Elementen.

 

Alle Prozessorarchitekturen waren ursprünglich skalar (nur eine Befehlseinheit, Verarbeiten nur eines Befehls pro Taktzyklus).

 

Die skalare Architektur ist durch das sog. Pipelining (Parallelverarbeitung von Befehlsabschnitten) erweitert und verändert worden. Eine Pipelining-Architektur heißt auch dynamische Architektur; sie ist z. B. bei PC-Prozessoren seit mehr als zehn Jahren üblich.

 

Mittlerweile setzen sich zunehmend superskalare Architekturen durch (mehrere Befehlseinheiten, paralleles Verarbeiten mehrerer Befehle pro Taktzyklus). Eine wichtige Form der superskalaren Prozessoren sind die VLIW-Prozessoren.