Vrste računalnih procesora

Od nastanka električnih računala, postojala je potreba za središnjom procesorskom jedinicom koja bi kontrolirala radnje i protok podataka u strojevima. Rane metode računalnih procesora bile su velike i neučinkovite. Suvremeni mikroprocesor je najraširenija metoda upravljanja računalom. Iako su u industriji ostale samo dvije velike tvrtke koje proizvode procesore, neki inženjeri i tehničari rade na zamjeni čipa na bazi silicija drugim formatima.

Računalni procesor je dio računala koji analizira, kontrolira i raspršuje podatke. Obično se naziva središnja procesorska jedinica ili CPU, računalni procesor djeluje kao mozak računala, govoreći koji program i aplikacija treba raditi što u određenom vremenu i intervalu. Suvremeni računalni procesori rade s brzinama od 2,6 do 3,66 gigaherca. Najnapredniji modeli su još brži. Ima oblik malog mikročipa koji se uklapa u niz utičnica na matičnoj ploči. Što je procesor računala moćniji na računalu, to će stroj raditi brže i učinkovitije.

Moderne procesore dizajnirale su dvije različite tvrtke: Intel i Advanced Micro Devices (AMD). Intelovi procesori najčešće se koriste u montažnim računalnim sustavima, poput onih od Della i HP-a. Tvrtka se fokusira na dvije različite linije procesora: Pentium i Celeron. Pentium procesori su veći stil mikročipa koji radi na većini stolnih i nekih prijenosnih računala. Mogu podnijeti zahtjevnu obradu, kao što je ona u 3D igrama, uređivanje videa i drugim multimedijskim aplikacijama. Celeron procesori su kompaktniji modeli s mogućnošću učinkovitog i ekonomičnog pokretanja osnovnog računala. AMD-ova linija računalnih procesora može se naći u montažnim modelima, međutim, najčešći su kod kućnih sustava ili posebno dizajniranih strojeva. AMD je bio prvi koji je napravio 64-bitni procesor, sposoban za korištenje vrhunskih aplikacija s grafičkim intenzivnim operacijama. Prethodni industrijski standard bio je 32-bitna obrada. Neki AMD procesori nude ugrađenu zaštitu od virusa.

Druge linije procesora koriste se u starijim modelima računala. Macintosh računala su posebno koristila vlastitu liniju dugi niz godina između 1984. i 2006. godine. Tvrtka je nakon tog razdoblja prešla na Intelove procesore u svim svojim novim strojevima. Tijekom prvih godina Apple Computersa, od 1984. do 1996., tvrtka je koristila računalne procesore marke Motorola za upravljanje svojim operativnim sustavima i protokom podataka. Oni su bili poznati kao serija 68000 i sadržavali su procesore s brzinama između 16 i 33 megaherca. Nakon 1996., Apple je koristio procesore koje je dizajnirao IBM u gotovo svim svojim strojevima. One su se kretale u brzinama između 66 megaherca i 2,5 gigaherca do 2006. godine.

Najraniji oblici računalnih procesora bili su dizajnirani od vakuumskih cijevi i električnih releja. Do 1950-ih, oni su zamijenjeni pojavom tranzistora. Ti su tranzistori ugrađeni na tiskane ploče, bakar koji je urezan na neelektričnu ploču, a dodane su i razne komponente. Ovi računalni procesori bili su veliki i glomazni, ponekad su zauzimali cijele prostorije. Tijekom izgradnje računala za navođenje Apollo za NASA-u, znanstvenici su uspjeli konstruirati integrirani krugovi koji su omogućili proizvodnju velikog broja tranzistora u jedan poluvodič. Ovo se pokazalo pouzdanijim od prethodnih modela i puno kompaktnije. Mikroprocesor je izumio Intel 1970. godine. 4004 je bio brz kao i njegovi veći rođaci, ali se mogao koristiti u mnogo manjim uređajima. S pojavom osobnog računala, većina procesorske tehnologije koristi model mikroprocesora.

Inženjeri i tehničari rutinski dosežu točku u dizajnu procesora u kojoj se suočavaju s ograničenjima u ubrzavanju uređaja. Izazov su im veličina i materijali. Svojedobno su dizajneri vjerovali da ne mogu prijeći razinu brzine od 1 gigaherca, koju je postigao AMD Athlon 2000. godine. 64-bitnu barijeru probila je ista tvrtka 2003. godine. Procesori su od tada postali duo-core i quad-core, što znači da su sposobni izvršiti gotovo dvostruko više prijenosa podataka i protoka nego s jednom jezgrom. Mnoge matične ploče sada dolaze opremljene za rad dva ili više procesora. Najnaprednije istraživanje koje se provodi je ono koje koristi nove tehnologije za proširenje brzine i sposobnosti procesora. IBM je dizajnirao tehnologiju računalnih procesora koristeći lasere, slično kao optička vlakna. Tehnološki institut Georgije razvio je biološke računalne procesore koristeći moždane stanice pijavica. Drugi znanstvenici razvijaju načine za prijenos podataka uz plinovite pojave.