Wat is een CPU?

De CPU is misschien wel het meest bekende stuk computerhardware ter wereld, maar niet altijd om de juiste redenen. Het is niet ongebruikelijk dat mensen de hele computer of zelfs zoiets als een router een 'CPU' noemen. Sterker nog, een een enkele CPU past in de palm van je hand, en het is misschien wel het allerbelangrijkste onderdeel computer. Hier is alles wat u moet weten over CPU's.

Het brein van de computer

Simpel gezegd, de Central Processing Unit (of CPU) is het brein van de computer, het onderdeel dat het feitelijke denken doet. Om dat te doen, zijn CPU's samengesteld uit een of meer kernen die elk werklasten kunnen uitvoeren. CPU's hebben ook toegang tot geheugen nodig waar gegevens kunnen worden opgeslagen, en hoe sneller dat geheugen, hoe sneller taken kunnen worden voltooid. Idealiter haalt een CPU zijn gegevens uit het RAM (dat behoorlijk snel is en een grote hoeveelheid gegevens kan opslaan) of uit de cache (die deel uitmaakt van de CPU en snel is, maar slechts weinig gegevens opslaat) in plaats van een HDD of SSD.

Net als vrijwel alle andere soorten processors, kunnen CPU's in verschillende varianten voorkomen, ook wel instructieset-architecturen (of ISA's) genoemd, wat het meest fundamentele onderdeel van een CPU is. De verschillen tussen twee afzonderlijke ISA's zijn vaak zo extreem dat software die op de ene ISA draait, waarschijnlijk niet op de andere draait. Zelfs CPU's die dezelfde ISA gebruiken, kunnen een andere microarchitectuur gebruiken, een andere manier waarop CPU's zijn ontworpen, hoewel niet zo fundamenteel als de ISA. Verschillende microarchitecturen bieden verschillende prestatieniveaus, efficiëntie en functies.

Dit is wat de CPU uniek maakt: hij is erg goed in het uitvoeren van taken in een seriële, sequentiële volgorde, in tegenstelling tot het doen van veel dingen parallel of tegelijkertijd. Dit is de reden waarom de eerste CPU's met slechts één kern kwamen, en zelfs twee decennia na het debuut van de eerste dual-core CPU, de meeste consumentenchips bieden acht kernen of minder, hoewel grote server-CPU's meestal ergens tussen de 32 en 128 bieden kernen. CPU-ontwerpers zijn gericht op het leveren van verbeteringen aan de prestaties per kern door de kloksnelheid of -frequentie te verhogen (de hoeveelheid werk of voltooide instructies per seconde) en instructies per klok, afhankelijk van de microarchitectuur.

Het landschap van CPU's en de bedrijven die ze ontwerpen

Hoewel er veel CPU-ontwerpers in de wereld zijn, ga ik me alleen concentreren op de grootste en belangrijkste; veel CPU-producerende bedrijven maken chips voor elektronica zoals rekenmachines en industriële machines, die niet bepaald super interessant zijn. Als het gaat om pc's, telefoons en datacenters, zijn er verrassend weinig spelers.

De grote bedrijven van vandaag zijn Intel, AMD, Arm en RISC-V International. U kent allemaal Intel: het is een van de oudste computerbedrijven ter wereld. Intel vond de x86 ISA uit, die het deelt met AMD, en de twee bedrijven concurreren al sinds de jaren 90. Dan is er Arm, dat de ARM ISA onderhoudt en het in licentie geeft aan andere bedrijven zoals Apple, Samsung en Qualcomm, die aangepaste ARM-CPU's maken met betere prestaties in vergelijking met de standaard van Arm ARM-kernen. Met RISC-V International daarentegen kan iedereen zijn RISC-V ISA, die een open standaard is, gebruiken en wijzigen.

Intel en AMD behoren, ondanks dat ze de oudste van deze bedrijven zijn, ook tot de meest beperkte en maken alleen CPU's voor pc's en datacenters. Intel was op een gegeven moment betrokken bij de telefoonmarkt, maar zag uiteindelijk af van zijn plannen om smartphones over te nemen. Arm en zijn partners hebben daarentegen vrijwel alles in handen. Telefoons en smartphones zijn het traditionele bolwerk voor ARM-CPU's, maar bedrijven als Amazon en Google introduceren ARM in het datacenter, en Apple en Qualcomm gaan zelfs de strijd aan met Intel en AMD pc's.

RISC-V is echter nauwelijks aanwezig in deze cruciale markten, maar wint vooral terrein in industriële toepassingen. Toch hebben RISC-V International en zijn partners plannen om de ISA naar pc's, smartphones en datacenters te brengen om te concurreren met Intel, AMD en Arm. De komende jaren zullen we zien of RISC-V de status quo, die al jaren niet meer verstoord is, ernstig gaat verstoren.

Wat CPU's betekenen voor de prestaties van uw apparaat

De CPU is een van de belangrijkste componenten in apparaten zoals pc's en smartphones, of het nu gaat om gamen, productiviteit of het doen van informele dingen zoals surfen op internet of het bekijken van video's. Er zijn heel veel verschillende CPU's met verschillende combinaties van microarchitecturen, kern tellingen en andere functies, dus het is onmogelijk om een ​​volledig overzicht te geven van waar je op moet letten bij een specificatie laken. Als u de gemiddelde gebruiker bent en u op zoek bent naar een geweldige CPU, ik heb wat tips voor je.

Een van de belangrijkste dingen om te begrijpen is dat meer kernen niet altijd betere prestaties betekenen. Niet alle applicaties zullen elke kern gebruiken, en de applicaties die veel kernen gebruiken, zijn meestal bedoeld voor het maken van inhoud, zoals het renderen van video's of het maken van 3D-modellen. Het is geen slecht idee om een ​​moderne CPU met veel kernen te kopen, maar je kunt vaak een betere deal vinden door te kiezen voor iets met iets minder kernen, tenzij je weet dat je elke mogelijke kern nodig hebt.

Vooral gamen is een lastige werklast voor CPU's, omdat hoge kloksnelheden en veel cache de belangrijkste kenmerken zijn in een geweldige gaming-CPU. Zelfs een low-end CPU kan echter identiek presteren als een high-end CPU als u grafische instellingen kiest die de framerate lager instellen. Eén CPU is bijvoorbeeld mogelijk slechts in staat tot 90 FPS in een game als Star Wars Jedi: Overlevende terwijl een ander 120 FPS kan doen, maar als je met 60 FPS speelt, zijn beide CPU's even capabel. Als je tevreden bent met de klassieke 60 FPS, zelfs goedkope CPU's zullen het werk doen.

Tot slot, als je het beste idee wilt krijgen van hoe een CPU zal presteren, zul je enkele recensies moeten lezen, en dit geldt voor desktops, laptops en smartphones. Je zult veel grafieken en tabellen vol getallen moeten doorzoeken, maar zo kom je erachter welke CPU het beste is voor wat. Een specificatieblad zal u nooit het volledige verhaal vertellen en u moet marketing nooit zomaar accepteren. En maak je niet al te veel zorgen over het proberen om de perfecte CPU te krijgen. De kans is groot dat de meeste chips prima werken voor wat je ook probeert te doen.