Typy počítačových procesorů

Od vytvoření elektrických počítačů existuje potřeba centrální procesorové jednotky pro řízení akcí a toku dat ve strojích. Rané metody počítačových procesorů byly velké a neefektivní. Moderní mikroprocesor je nejrozšířenějším způsobem ovládání počítače. Zatímco v oboru zbývají pouze dvě velké společnosti vyrábějící procesory, někteří inženýři a technici pracují na nahrazení čipu na bázi křemíku jinými formáty.

Počítačový procesor je část počítače, která analyzuje, řídí a rozptyluje data. Počítačový procesor, běžně označovaný jako centrální procesorová jednotka nebo CPU, funguje jako mozek počítače, který říká, který program a aplikace má co dělat v konkrétním čase a intervalu. Moderní počítačové procesory pracují s rychlostmi 2,6 až 3,66 gigahertzů. Nejpokročilejší modely jsou ještě rychlejší. Má podobu malého mikročipu, který se vejde do řady patic na základní desce. Čím výkonnější je procesor počítače v počítači, tím rychleji a efektivněji stroj poběží.

Moderní procesory jsou navrženy dvěma odlišnými společnostmi: Intel a Advanced Micro Devices (AMD). Procesory Intel se nejčastěji používají v prefabrikovaných počítačových systémech, jako jsou systémy Dell a HP. Společnost se zaměřuje na dvě různé řady procesorů: Pentium a Celeron. Procesory Pentium jsou větší mikročip ve stylu, který funguje na většině stolních počítačů a některých laptopech. Zvládnou zpracování s vysokou náročností, jaké se vyskytuje ve 3D hrách, střihu videa a dalších multimediálně náročných aplikacích. Procesory Celeron jsou kompaktnější modely se schopností provozovat základní počítač efektivně a levně. Řadu počítačových procesorů AMD lze nalézt v prefabrikovaných modelech, nicméně jsou nejběžnější u podomácku vyrobených systémů nebo speciálně navržených strojů. AMD bylo první, kdo vytvořil 64bitový procesor, který je schopen používat špičkové aplikace s graficky náročnými operacemi. Předchozím průmyslovým standardem bylo 32bitové zpracování. Některé procesory AMD nabízejí vestavěnou antivirovou ochranu.

Jiné řady procesorů se používají ve starších modelech počítačů. Počítače Macintosh konkrétně používaly svou vlastní řadu po mnoho let mezi lety 1984 a 2006. Společnost po tomto období přešla na procesory Intel ve všech svých nových strojích. Během prvních let společnosti Apple Computers, v letech 1984 až 1996, společnost používala počítačové procesory značky Motorola k řízení svých operačních systémů a toku dat. Ty byly známé jako řada 68000 a obsahovaly procesory s rychlostmi mezi 16 a 33 MHz. Po roce 1996 používal Apple procesory navržené IBM téměř ve všech svých strojích. Ty se do roku 2006 pohybovaly v rychlostech mezi 66 megahertz až 2,5 gigahertzů.

Nejčasnější formy počítačových procesorů byly navrženy z elektronek a elektrických relé. V 50. letech 20. století byly nahrazeny příchodem tranzistoru. Tyto tranzistory byly zabudovány na desky plošných spojů, měď, která je vyleptána na neelektrickou desku, a byly přidány různé součástky. Tyto počítačové procesory byly velké a objemné, někdy zabíraly celé místnosti. Během konstrukce naváděcího počítače Apollo pro NASA byli vědci schopni sestrojit integrované obvody, které umožňovaly výrobu velkého množství tranzistorů do jediného polovodič. Bylo zjištěno, že je spolehlivější než předchozí modely a je mnohem kompaktnější. Mikroprocesor byl vynalezen společností Intel v roce 1970. 4004 byl stejně rychlý jako jeho větší bratranci, ale mohl být použit v mnohem menších zařízeních. S příchodem osobních počítačů používá většina procesorové technologie mikroprocesorový model.

Inženýři a technici běžně dosáhnou bodu v návrhu procesoru, ve kterém čelí limitům při zrychlení zařízení. Byli zpochybněni velikostí a materiály. Najednou se konstruktéři domnívali, že nedokážou překonat rychlostní úroveň 1 gigahertz, kterou dosáhl AMD Athlon v roce 2000. 64bitová bariéra byla prolomena stejnou společností v roce 2003. Procesory se od té doby staly dvoujádrovými a čtyřjádrovými, což znamená, že jsou schopny provádět téměř dvakrát tolik datových přenosů a toku než s jedním jádrem. Mnoho základních desek je nyní vybaveno pro dva nebo více procesorů, aby pracovaly unisono. Nejpokročilejší prováděný výzkum je ten, který využívá nové technologie k rozšíření rychlosti a schopností procesoru. IBM navrhla technologii počítačových procesorů využívající lasery, podobně jako vláknová optika. Georgia Institute of Technology vyvinul biologické počítačové procesory využívající mozkové buňky pijavic. Jiní vědci vyvíjejí způsoby, jak předávat data podél plynných jevů.