mikrochip

	Front-Side-Bus

	Der Front Side Bus (FSB) übernimmt die Versorgung der CPU mit Daten von Teilen der Zentraleinheit, dem Chipsatz (Northbridge + Southbridge) und der Peripherie mit allen Erweiterungskarten. Die Taktfrequenz der Bus-Architektur ist entscheidend dafür, wie schnell die Verarbeitungsgeschwindigkeit des gesamten Computers ist. Bussysteme sind: Industry Standard Architecture, Peripheral Component Interconnect, Accelerated Graphics Port, PCI Express (PCIe), ATA, MCA, ATA (Advanced Technology Attachment) bzw. ATAPI (Advanced Technology Attachment with Packet Interface), SCSI (Small Computer System Interface) uvam. Einige Intel Prozessoren verfügen über FSB Parity, das bedeutet eine Fehlerkorrektur der Daten, die zwischen der CPU und der Northbridge bzw. dem Arbeitsspeicher fliessen. Die Art der Fehlerkontrolle (Error Correction) geschieht über ein angehängtes Paritätsbit (Parity Bit).

	Siehe auch: CPU Chipsatz Northbridge Southbridge Pentium-4 Bus PCI PCI-Express ATA Paritätsbit

	Northbridge

	Die Northbridge ist ein Chip auf dem Motherboard. Er regelt den Datenverkehr zwischen dem Prozessor, dem Arbeitsspeicher, dem Cache und der Grafikkarte (AGP oder PCI Express). Die Northbridge liegt nahe am Prozessor und bildet zusammen mit der Southbridge den Chipsatz. Die Verbindung zwischen Northbridge und dem Prozessor wird als Front Side Bus (FSB) bezeichnet. Der Front Side Bus ist Bestandteil des Systembusses.

	Siehe auch: Southbridge Mainboard Bus Chipsatz Front-Side-Bus AGP PCI-Express RAM CPU Pentium-4

	Southbridge

	Die Southbridge ist ein Chip auf dem Mainboard. Sie hat eine direkte Verbindung zu den PCI-Slots und befindet sich daher in deren Nähe. Southbridge und Northbridge werden als Chipsatz bezeichnet. Über die Southbridge erfolgt der Datenverkehr und die Datensteuerung zwischen peripheren Geräten: USB, PCI-Bus, IDE-Controller, ISA-BUS, serielle und parallele Schnittstelle. Southbridge und Northbridge kommunizieren miteinander über PCI oder PCI-X oder einer proprietären Schnittstelle. Intel bezeichnet die Southbridge inzwischen als I/O Controller Hub.

	Siehe auch: Northbridge Mainboard Front-Side-Bus PCI Intel Chipsatz USB BIOS ATA schnittstelle

	Pentium-4

	Der Pentium 4 (Codename Willamette) wurde 2000 mit einem komplett neuen CPU Kern entwickelt und im selben Jahr auf den Markt eingeführt. In diesem Kern, von Intel NetBurst-Architektur genannt, sind 42 Millionen Transistoren integriert. Neu ist unter anderem ein verbessertes Rechenwerk (ALU), welches mit dem doppelten Wert der internen Taktfrequenz (CPU-Takt) arbeitet. Beim Front Side Bus (FSB) kommt das sogenannte Quad Pumping zum Einsatz. Die Übertragungsrate auf diesem Bus ist pro Takt viermal so hoch wie beim Pentium III. Durch geringere Strukturbreiten in den Nachfolgemodellen der Pentium-Produktfamilien: Northwood, Prescott, Centrino, Pentium 4-C erreicht der Pentium 4, je nach Modell, Taktfrequenzen von über 3,0 GHz oder eine geringere Leistungsaufnahme durch Stromspartechnologie oder verringerte Taktraten und Kernspannungen.

	Siehe auch: Intel NetBurst Northbridge Southbridge FSB Chipsatz AMD Intel-Core Dual-Core Core-2-Duo

	Cache

	Ein Cache (von französisch 'cacher' (verstecken, verbergen)) ist ein Zwischenspeicher für Daten. Er ist meist schneller als das Medium, von dem 'gecacht' wird. Vor allem, wenn die Prinzipien zur Vorschau optimiert sind, nach denen berechnet wird, was in mittelbarer Zukunft an Daten wieder gebraucht wird, so ergibt sich auch hieraus ein Beschleunigungseffekt für das System. Der Cache wird von einem Cache-Controller gesteuert. Dieser befindet sich auf dem Mainboard. Der Cache puffert z. B. Daten zwischen dem Hauptspeicher und der CPU. Ein Level 0 Cache puffert den Datenverkehr zwischen den verschiedenen Recheneinheiten innerhalb einer CPU. → Level 1 Cache, Level 2 Cache.

	Siehe auch: Buffer L1-Cache L2-Cache Mainboard ALU Chipsatz FSB MESI CPU FPU

	CISC

	Complex Instruction Set Computer. Eine CPU mit CISC hat einen komplexen Befehlssatz. Dies hat den Sinn, die Rechengeschwindigkeit zu erhöhen. Leider werden nur etwa 15-25% der CISC Befehle von Anwendungen genutzt. Daher ging man dazu über, Prozessoren mit reduzierten Befehlssätzen zu bauen, sogenannte RISC-Prozessoren. CISC-Prozessoren erhalten daher auch RISC-Kerne, um die Verarbeitungsgeschwindigkeit zu erhöhen. RISC-Kerne können auch höher getaktet werden.

	Siehe auch: CPU RISC Assembler

	CPU

	Central Processing Unit. Mit CPU wird der zentrale Rechenprozessor eines Computers bezeichnet. Damit dieser sich auf seine Hauptaufgaben konzentrieren kann, wird er in modernen Computer-Architekturen zunehmend von Ko-Prozessoren (z.B. FPU) entlastet. Die Zusammenarbeit mit dem Chipsatz des Mainboards ist ein weiterer Faktor bei modernen Rechnern und ist hauptverantwortlich für die gesamte Rechenleistung des Computers. Die wichtigsten Teile einer CPU sind: Rechenwerk (Arithmetic Logic Unit, ALU), First-Level-Cache (L1-Cache) und Steuerwerk. CPU/GPU Integration, FPU Das Zusammenwachsen der CPU mit der GPU auf einem Die ist ein weiterer Trend, der eine Performancesteigerung des Gesamtsystems zum Ziel hat, wie z.B. bei der AMD-APU. Die FPU (Floating Point Unit) wird oft als Ko-Prozessor realisiert und unterstützt die CPU in Gleitkommaberechnungen. FPUs (oder NPU (Numeric Processing Unit)) sind Gleitkommaeinheiten mit mathematischen Funktionen wie exakte Grundrechenarten sowie algebraische Rechenarten (Wurzel, Logarithmus, Potenz, Trigonometrie) und Matrizen-Rechnen. FPUs können auch auf einem eigenen Chip auf dem Motherboard untergebracht sein und sind oft bei CISC-CPUs als Ko-Prozessoren im Einsatz.

	Siehe auch: ALU CPU-Architektur RISC CISC FPU GPU L1-Cache L2-Cache APU Register

	CPU-Architektur

	Die CPU Architektur kann beispielsweise in der Breite der Register oder der Anzahl der Register variieren. Dabei gibt es 2 grundsätzlich unterschiedliche Architekturen: CISC (Complex Instruction Set Computing) und RISC (Reduced Instruction Set Computing). Diese beiden Erscheinungsformen werden heute auch kombiniert um die Leistungsfähigkeit zu steigern.

	Siehe auch: CPU ALU CISC RISC Pentium4 PowerPC SPARC Chipsatz Northbridge Core-2-Duo

Es wurden weitere Begriffe gefunden:

Leiterplatten

Leiterplatten sind elektronische Bauelemente, die aus elektrisch isolierendem Material bestehen. Bis zum Anfang der 50er Jahre wurden diese anhand von Verdrahtungsplänen frei verdrahtet und zu einem fertigen System zusammengefügt. Diese Technik wurde durch eine Leiterplatte, die für eine Modulbauweise bestimmte elektronische Schaltkreise aufnehmen konnte, abgelöst. Das Material besteht aus vielfach kaschiertem, mit Harz verstärktem Papier. Es beinhaltet auf der Unterseite Kupferbahnen, durch die von der Oberseite elektronische Bauteile von Bestückungsautomaten gesteckt und verlötet werden.

Siehe auch:   Transistor   halbleiter   Wafer

Die

Ein Die (Plural: dice) ist in der Halbleitertechnologie ein einzelner, ungehäuster Halbleiterchip. Er wird aus einem Wafer gewonnen. Als on-Die bezeichnet man eine Zusammenstellung mehrerer zusammengehöriger Teile auf einem Chip, z. B. eine CPU und ein Pufferspeicher (Cache). Ein Known-Good-Die (KGD) ist ein geprüftes Halbleiterelement, welches einen Prozessor oder ein Schaltelement enthalten kann. Als Die Yield bezeichnet man das Verhältnis von verwertbaren Dice zur Gesamtzahl auf einem Wafer. Das Die Yield ist eine bedeutende Wirtschaftlichkeitskennziffer für einen Waferproduktionsprozess. Die Anzahl der Baugruppen oder Schaltelemente auf einem Die wird immer grösser. Es ist eine Anzahl von Transistoren im zweistelligen Millionenbereich auf einem Quadratzentimeter Fläche.

Aufbau- und Verbindungstechnik
Dice werden mit Hilfe der Aufbau- und Verbindungstechnik (AVT, Packaging) in ihre mikroelektronische Umgebung integriert. Die Ummantelung der Dice mit ihren Anschlussstellen (Pins, Leads, Balls) wird als Chipgehäuse oder Package bezeichnet. Diese sind durch die JEDEC (Joint Electron Device Engineering Council), Solid State Technology Association und die Electronic Industries Alliance (EIA) standardisiert.

Pin Grid Array
Für die Dice gibt es unterschiedliche Gehäusetypen (Pin Grid Array, PGA) auf denen sie untergebracht sind. Es gibt kunststoffbasierte Träger (PPGA, Plastic Pin Grid Array), keramikbasierte Träger (CPGA, Ceramic Pin Grid Array: eine wärmeleitende Keramikplatte: Beispiele: Pentium der ersten Generation, Sockel-A-Thunderbird (Athlon), AMD Duron) und organische Träger (OPGA, Organic Pin Grid Array: Beispiele: Athlon 64 und Turin Prozessoren). Eine weitere Bauart ist der FCPGA (Flip-Chip Pin Grid Array). Bei diesem wird der eigentliche Prozessorkern auf der Oberseite des Trägers angebracht und verdrahtet um die Abwärme besser abführen zu können bzw. die Verlustleistung zu verringern. Intel führte diese Technologie beim Pentium 3 auf Sockel 370 ein. Ab dem Tulatin Kern wurde ein Heatspreader (Hitzeverteiler) hinzugefügt, der vorher entfernt worden war, um eine direktere Abführung der Abwärme an den Kühlkörper zu ermöglichen. Ab Sockel 478 wurde der µFCPGA eingeführt. Im PC-Bereich sind für Prozessoren PPGA und FCPGA am weitesten verbreitet. Plastic Pin Grid Arrays zeichnen sich durch einen grossen thermischen Widerstand, eine gute elektrische Leistung und Lastverteilung aus. PGAs sind auf einer Seite mit Pins (Kontaktstifte) versehen. Die Pins führen die Steuer-, Daten- und Versorgungsleitungen nach aussen. Diese Pins werden in die Leiterplatte eingelötet oder durch einen Sockel eingebaut.

Zero Insertion Force Sockel
Oftmals wird auch ein ZIF-Sockel (Zero Insertion Force-Sockel) verwendet: Die Pins müssen normalerweise von den Kontakten des Sockels festgeklemmt werden. Bei Prozessoren mit Hunderten von Pins wäre dazu eine hohe Energie notwendig (pro Pin zwischen 0,5 und 1,8 N), so dass es zu Beschädigungen kommen könnte. Beim ZIF-Sockel (Nullkraft-Sockel) werden die Pins vor dem Einsetzen mechanisch geöffnet, so dass die Kontaktsifte mit wenig Energie in den Sockel eingelassen werden können. Danach werden die Pins geschlossen und die Kontaktstifte fixiert, so dass die elektrische Verbindung hergestellt wird. ZIF-Sockel sind teurer als herkömmliche Sockel und werden daher vorwiegend bei hochwertigen ICs eingesetzt. Bei Prozessoren haben ZIF-Sockel sog. Low Insertion Force Sockel fast vollständig abgelöst.

Siehe auch:   Wafer   Transistor   NMOS   CMOS   Packaging   halbleiter   System-on-a-Chip   AMD-Opteron   L1-Cache   Mehrkern-Prozessor

DDR2-DDR3-RAM

DDR2-RAM und DDR3-RAM sind Weiterentwicklungen von DDR-RAM (Double Data Rate) bei denen statt mit einem Zweifach-Prefetch mit einem Vierfach- bzw. Sechsfach-Prefetch gearbeitet wird, um eine höhere Taktung des I/O-Puffers zu ermöglichen. DDR2 wird in Speicherchips als DDR2-SDRAM bei neueren Intel Pentium 4 Mainboards verwendet, DDR3 als GDDR3-Speicherchips auf Grafikkarten oder z. B. als DDR3-1333 CL8-8-8 Baustein. Gegen Ende 2005 erfolgte der Schritt von DDR2-667 zu DDR2-800 RAM. Allerdings sind die Leistungsunterschiede zu DDR1 noch zu gering. 2006 wurde DDR3-1066-RAM mit einer Taktfrequenz von 1066 MHz und einer um 15 % niedrigeren Latenzzeit eingeführt. Der Datendurchsatz ist wesentlich höher als bei DDR2-800-RAM.

Siehe auch:   DDR-SDRAM   SDRAM   RAM   DIMM   SIMM   EDO-DRAM   Phase-Change-RAM   GDDR   Hauptspeicher   Column-Address-Strobe-Latency

	Leiterplatten

	Leiterplatten sind elektronische Bauelemente, die aus elektrisch isolierendem Material bestehen. Bis zum Anfang der 50er Jahre wurden diese anhand von Verdrahtungsplänen frei verdrahtet und zu einem fertigen System zusammengefügt. Diese Technik wurde durch eine Leiterplatte, die für eine Modulbauweise bestimmte elektronische Schaltkreise aufnehmen konnte, abgelöst. Das Material besteht aus vielfach kaschiertem, mit Harz verstärktem Papier. Es beinhaltet auf der Unterseite Kupferbahnen, durch die von der Oberseite elektronische Bauteile von Bestückungsautomaten gesteckt und verlötet werden.

	Siehe auch: Transistor halbleiter Wafer

	Die

	Ein Die (Plural: dice) ist in der Halbleitertechnologie ein einzelner, ungehäuster Halbleiterchip. Er wird aus einem Wafer gewonnen. Als on-Die bezeichnet man eine Zusammenstellung mehrerer zusammengehöriger Teile auf einem Chip, z. B. eine CPU und ein Pufferspeicher (Cache). Ein Known-Good-Die (KGD) ist ein geprüftes Halbleiterelement, welches einen Prozessor oder ein Schaltelement enthalten kann. Als Die Yield bezeichnet man das Verhältnis von verwertbaren Dice zur Gesamtzahl auf einem Wafer. Das Die Yield ist eine bedeutende Wirtschaftlichkeitskennziffer für einen Waferproduktionsprozess. Die Anzahl der Baugruppen oder Schaltelemente auf einem Die wird immer grösser. Es ist eine Anzahl von Transistoren im zweistelligen Millionenbereich auf einem Quadratzentimeter Fläche. Aufbau- und Verbindungstechnik Dice werden mit Hilfe der Aufbau- und Verbindungstechnik (AVT, Packaging) in ihre mikroelektronische Umgebung integriert. Die Ummantelung der Dice mit ihren Anschlussstellen (Pins, Leads, Balls) wird als Chipgehäuse oder Package bezeichnet. Diese sind durch die JEDEC (Joint Electron Device Engineering Council), Solid State Technology Association und die Electronic Industries Alliance (EIA) standardisiert. Pin Grid Array Für die Dice gibt es unterschiedliche Gehäusetypen (Pin Grid Array, PGA) auf denen sie untergebracht sind. Es gibt kunststoffbasierte Träger (PPGA, Plastic Pin Grid Array), keramikbasierte Träger (CPGA, Ceramic Pin Grid Array: eine wärmeleitende Keramikplatte: Beispiele: Pentium der ersten Generation, Sockel-A-Thunderbird (Athlon), AMD Duron) und organische Träger (OPGA, Organic Pin Grid Array: Beispiele: Athlon 64 und Turin Prozessoren). Eine weitere Bauart ist der FCPGA (Flip-Chip Pin Grid Array). Bei diesem wird der eigentliche Prozessorkern auf der Oberseite des Trägers angebracht und verdrahtet um die Abwärme besser abführen zu können bzw. die Verlustleistung zu verringern. Intel führte diese Technologie beim Pentium 3 auf Sockel 370 ein. Ab dem Tulatin Kern wurde ein Heatspreader (Hitzeverteiler) hinzugefügt, der vorher entfernt worden war, um eine direktere Abführung der Abwärme an den Kühlkörper zu ermöglichen. Ab Sockel 478 wurde der µFCPGA eingeführt. Im PC-Bereich sind für Prozessoren PPGA und FCPGA am weitesten verbreitet. Plastic Pin Grid Arrays zeichnen sich durch einen grossen thermischen Widerstand, eine gute elektrische Leistung und Lastverteilung aus. PGAs sind auf einer Seite mit Pins (Kontaktstifte) versehen. Die Pins führen die Steuer-, Daten- und Versorgungsleitungen nach aussen. Diese Pins werden in die Leiterplatte eingelötet oder durch einen Sockel eingebaut. Zero Insertion Force Sockel Oftmals wird auch ein ZIF-Sockel (Zero Insertion Force-Sockel) verwendet: Die Pins müssen normalerweise von den Kontakten des Sockels festgeklemmt werden. Bei Prozessoren mit Hunderten von Pins wäre dazu eine hohe Energie notwendig (pro Pin zwischen 0,5 und 1,8 N), so dass es zu Beschädigungen kommen könnte. Beim ZIF-Sockel (Nullkraft-Sockel) werden die Pins vor dem Einsetzen mechanisch geöffnet, so dass die Kontaktsifte mit wenig Energie in den Sockel eingelassen werden können. Danach werden die Pins geschlossen und die Kontaktstifte fixiert, so dass die elektrische Verbindung hergestellt wird. ZIF-Sockel sind teurer als herkömmliche Sockel und werden daher vorwiegend bei hochwertigen ICs eingesetzt. Bei Prozessoren haben ZIF-Sockel sog. Low Insertion Force Sockel fast vollständig abgelöst.

	Siehe auch: Wafer Transistor NMOS CMOS Packaging halbleiter System-on-a-Chip AMD-Opteron L1-Cache Mehrkern-Prozessor

	DDR2-DDR3-RAM

	DDR2-RAM und DDR3-RAM sind Weiterentwicklungen von DDR-RAM (Double Data Rate) bei denen statt mit einem Zweifach-Prefetch mit einem Vierfach- bzw. Sechsfach-Prefetch gearbeitet wird, um eine höhere Taktung des I/O-Puffers zu ermöglichen. DDR2 wird in Speicherchips als DDR2-SDRAM bei neueren Intel Pentium 4 Mainboards verwendet, DDR3 als GDDR3-Speicherchips auf Grafikkarten oder z. B. als DDR3-1333 CL8-8-8 Baustein. Gegen Ende 2005 erfolgte der Schritt von DDR2-667 zu DDR2-800 RAM. Allerdings sind die Leistungsunterschiede zu DDR1 noch zu gering. 2006 wurde DDR3-1066-RAM mit einer Taktfrequenz von 1066 MHz und einer um 15 % niedrigeren Latenzzeit eingeführt. Der Datendurchsatz ist wesentlich höher als bei DDR2-800-RAM.

	Siehe auch: DDR-SDRAM SDRAM RAM DIMM SIMM EDO-DRAM Phase-Change-RAM GDDR Hauptspeicher Column-Address-Strobe-Latency