ProzessorTechnologien

ProzessorTechnologien beschreibt die Prinzipien, Methoden und Systeme, die bei der Entwicklung, Herstellung und dem Betrieb von Zentralprozessoren eingesetzt werden. Ziel ist es, Leistungsfähigkeit, Energieeffizienz und Zuverlässigkeit in Computersystemen zu verbessern.

Fertigungstechnologie bezieht sich auf die Herstellung der Transistoren: Fortschrittliche Lithografie, einschließlich EUV, sowie Transistortypen wie FinFET oder Gate-All-Around (GAAFET). Mit zunehmender Transistordichte kommen 3D-Stacking, Chiplet-Architekturen und neue Materialien zum Einsatz, um Leistung und Effizienz zu steigern.

Architektur und Befehlssatz betreffen die logische Struktur der CPU. Typische ISA umfassen x86, ARM und RISC-V. Auf Mikroarchitektur-Ebene werden Pipelines, Superscalar- und Out-of-Order-Ausführung, Branch Prediction sowie Cache- und Speicherhierarchie gestaltet. Moderne Prozessoren setzen auch SIMD-Vektoreinheiten und Mehrfach-Threading ein.

Leistung, Energieeffizienz und Thermik umfassen Konzepte wie DVFS (Spannungs- und Frequenzskalierung), Turbo-Boost-Technologien, Power-Gating und die Berücksichtigung des Thermal Design Power (TDP) zur Steuerung von Abgabe und Abwärme.

Systemintegration und Diversifizierung schließen SoCs, Chiplet-Ansätze und heterogene Rechenplattformen ein, bei denen CPUs mit GPUs, KI-Einheiten, FPGAs oder Speichercontrollern zusammenarbeiten. Sicherheitsaspekte, wie Schutz vor spekulativer Ausführung und Isolation, gewinnen an Relevanz.

Trends in ProzessorTechnologien umfassen Open-Source-ISA wie RISC-V, 3D-IC-Architekturen, neue Transistorformen und verstärkte Spezialisierung auf KI-Workloads sowie die weitere Verknüpfung von Prozessoren mit anderen Recheneinheiten.