Was ist eine CPU-Einheit?
CPU steht für Central Processing Unit, den Teil, der die gesamte Verarbeitung im PC auf der Grundlage von Eingaben von verschiedenen Geräten vornimmt. Je höher die CPU-Leistung, desto besser die Verarbeitungskapazität für anspruchsvolle Aufgaben wie Videobearbeitung und hochauflösende Bildverarbeitung.
Die CPU-Leistung wird hauptsächlich durch die Anzahl der Kerne, das Hyper-Threading und die Taktfrequenz bestimmt. Insbesondere der Kern ist, wie der Name schon sagt, das Herzstück des Rechenprozesses in einem Computer, und je höher die Anzahl der Kerne ist, desto mehr mehrere Prozesse können gleichzeitig ausgeführt werden.
Anwendungen von CPU-Einheiten
Die CPU-Einheit wird als Kernstück des Computer-Rechenprozesses verwendet und ist in das System integriert. Sie führt Berechnungen und Steuerungen auf der Grundlage von Eingangssignalen von angeschlossenen Geräten (Tastatur, Maus, Drucker usw.) und Software durch und führt die erforderlichen Operationen aus.
Intel unterteilt die CPUs grob in Serien nach der Anzahl der Kerne und der Frequenz usw. Wenn die Bildverarbeitung, z. B. die Videobearbeitung, die Hauptaufgabe ist, sollte ein Core i5 oder höher gewählt werden. Liegt die Hauptaufgabe dagegen in leichten Arbeiten wie dem Abrufen von E-Mails oder der einfachen Textverarbeitung, reicht auch ein preiswerter Celeron aus, so dass Sie die Spezifikation wählen sollten, die Ihrem Einsatzzweck am besten entspricht.
Funktionsweise der CPU-Einheiten
Dies ist der Teil, der die Eingangssignale von verschiedenen an den PC angeschlossenen Geräten berechnet (in diesem Fall letztlich die CPU), sie im Speicher ablegt, die Verarbeitung ausführt und steuert und für den Kern der PC-Funktionen verantwortlich ist.
Besonders erwähnenswerte Kriterien für die Leistungsbewertung sind die Anzahl der Kerne, das Hyper-Threading und die Taktfrequenz. Dadurch wird die Verarbeitung in einem PC leichter. Hyper-Threading bedeutet, dass ein Kern zwei Prozesse ausführt, und falls unterstützt, kann die Anzahl der Threads (Anzahl der Prozesse) doppelt so hoch sein wie die Anzahl der Kerne. Die Taktfrequenz gibt die Anzahl der Berechnungen an, die pro Sekunde durchgeführt werden können, und je höher diese Zahl ist, desto schneller ist die Verarbeitung.
Heutzutage ist die Auswirkung der Frequenz jedoch nicht mehr so groß, und es ist eher üblich, die Frequenz durch eine Erhöhung der Anzahl der Kerne zu unterdrücken.
Bei Spielen, die eine Hochgeschwindigkeitsverarbeitung erfordern, und bei der Videoverarbeitung, die große Datenmengen verarbeitet, ermöglicht die Wahl einer leistungsstärkeren CPU eine reibungslosere Verarbeitung.
Speicherbereich der CPU-Einheiten
Die CPU-Einheiten sind das Herzstück der SPS-Steuerung, aber ihr Speicherbereich wird als Speicherbereich bezeichnet, in dem alle verschiedenen Daten, die von der SPS verarbeitet werden, gespeichert werden. Die meisten PLCs werden durch eine Batterie gesichert. Viele SPS verfügen über eine Struktur, bei der die Daten im Anwenderprogramm oder im Parameterbereich auch dann nicht gelöscht werden, wenn die Batteriespannung abfällt, z. B. durch einen eingebauten Flash-Speicher, dessen Inhalt bei jedem Schreibvorgang gesichert wird. Dieser Bereich kann in die folgenden drei Haupttypen unterteilt werden:
- Benutzerprogrammbereich … In diesem Bereich werden vom Benutzer geschriebene Programme gespeichert.
- Parameterbereich … In diesem Bereich werden die anfänglichen Einstellwerte der E/A-Ports und Register der SPS gespeichert.
- E/A-Speicherbereich … Dies ist ein Bereich, auf den mit Befehlsoperanden zugegriffen werden kann, und er hat zwei Bereiche: einen, der frühere Informationen nach der Wiederherstellung nach einem Stromausfall beibehält, und einen, der gelöscht wird.
Zukünftige CPU-Einheiten
Die Leistung von CPU-Einheiten wird von Jahr zu Jahr besser, und die großen Hersteller verkaufen CPU-Einheiten mit KI. Bei Technologien wie KI-Maschinenlernen und Deep Learning haben jedoch GPUs, d. h. Halbleiterchips, die für die 3D-Grafikverarbeitung entwickelt wurden, eine höhere Rechenleistung bei der Bildanalyse und anderen Prozessen. Infolgedessen wird erwartet, dass die Größe des GPU-Marktes bis 2027 ein Niveau von 2.008,5 Mrd. USD erreichen wird, verglichen mit einem Niveau von 19,75 Mrd. USD im Jahr 2019.
Das von einem japanischen Unternehmen im Jahr 2020 angekündigte integrierte Edge-Gateway integriert Systemfunktionen wie die Prüfung des Aussehens mittels KI-Bildanalyse und Sicherheitskameras in das Gateway-Gerät, wobei die GPU-Leistung ein wichtiger Gewichtungsfaktor ist. Wenn SPS-ähnliche Geräte in Zukunft in einer Vielzahl von Situationen eingesetzt werden, könnten sich GPU-Einheiten anstelle von CPU-Einheiten durchsetzen, um fortschrittliche KI-Verarbeitung zu realisieren.