Számítógépes processzorok típusai

Az elektromos számítógépek megalkotása óta szükség van egy központi feldolgozó egységre, amely a gépekben zajló műveleteket és adatáramlást szabályozza. A számítógépes processzorok korai módszerei nagyok és nem hatékonyak voltak. A modern mikroprocesszor a számítógép vezérlésének legszélesebb körben használt módszere. Míg már csak két nagy cég gyárt processzorokat az iparágban, egyes mérnökök és technikusok azon dolgoznak, hogy a szilícium alapú chipet más formátumokra cseréljék.

A számítógépes processzor a számítógép azon része, amely elemzi, vezérli és szétosztja az adatokat. Általában központi feldolgozó egységnek vagy CPU-nak nevezik, a számítógépes processzor a számítógép agyaként működik, és megmondja, melyik programnak és alkalmazásnak mit kell tennie egy adott időpontban és időközönként. A modern számítógépes processzorok 2,6 és 3,66 gigahertz közötti sebességgel működnek. A legfejlettebb modellek még gyorsabbak. Ez egy kis mikrochip formáját ölti, amely az alaplap egy sor aljzatába illeszkedik. Minél erősebb a számítógép processzora a számítógépen, annál gyorsabban és hatékonyabban fog működni a gép.

A modern processzorokat két különböző cég tervezi: az Intel és az Advanced Micro Devices (AMD). Az Intel processzorokat leggyakrabban előre gyártott számítógépes rendszerekben használják, például a Delltől és a HP-tól. A cég két különböző processzorvonalra összpontosít: a Pentiumra és a Celeronra. A Pentium processzorok a nagyobb mikrochip stílus, amely a legtöbb asztali számítógépen és néhány laptopon működik. Képesek kezelni a nagy igényű feldolgozást, például a 3D-s játékokban, a videószerkesztésben és más, multimédiás alkalmazásokat igénylő alkalmazásokban. A Celeron processzorok kompaktabb modellek, amelyek képesek hatékonyan és költséghatékonyan futtatni az alapvető számítógépeket. Az AMD számítógépes processzorai megtalálhatók az előre gyártott modellekben, de leginkább otthon épített rendszereknél vagy speciálisan tervezett gépeknél használatosak. Az AMD volt az első, aki 64 bites processzort épített, amely képes csúcskategóriás alkalmazások használatára intenzív grafikai műveletekkel. A korábbi iparági szabvány 32 bites feldolgozás volt. Egyes AMD processzorok beépített vírusvédelmet kínálnak.

Más processzorvonalakat használnak a régebbi számítógép-modellekben. A Macintosh számítógépek 1984 és 2006 között sok éven át kifejezetten saját vonalat használnak. A cég ezen időszak után minden új gépében Intel processzorokra tért át. Az Apple Computers kezdeti éveiben, 1984 és 1996 között, a vállalat Motorola márkájú számítógépes processzorokat használt operációs rendszerei és adatáramlásának kezelésére. Ezeket 68000-es sorozatként ismerték, és 16 és 33 megahertz közötti sebességű processzorokat tartalmaztak. 1996 után az Apple szinte minden gépében IBM által tervezett processzorokat használt. Ezek sebessége 2006-ra 66 megahertz és 2,5 gigahertz között volt.

A számítógépes processzorok legkorábbi formáit vákuumcsövekből és elektromos relékből tervezték. Az 1950-es évekre ezeket felváltotta a tranzisztor megjelenése. Ezeket a tranzisztorokat nyomtatott áramköri lapokra építették, nem elektromos kártyára maratott rezet, és különféle alkatrészeket adtak hozzá. Ezek a számítógép-processzorok nagyok és terjedelmesek voltak, néha egész helyiséget elfoglaltak. A NASA Apollo irányító számítógépének építése során a tudósok meg tudtak építeni integrált áramkörök, amelyek lehetővé tették, hogy nagyszámú tranzisztort egyetlen egységgé gyártsanak félvezető. Ezt megbízhatóbbnak találták a korábbi modelleknél és sokkal kompaktabbnak. A mikroprocesszort az Intel találta fel 1970-ben. A 4004 ugyanolyan gyors volt, mint nagyobb unokatestvérei, de sokkal kisebb eszközökben is használható volt. A személyi számítógépek megjelenésével a processzortechnológia többsége a mikroprocesszoros modellt használja.

A mérnökök és a technikusok rutinszerűen eljutnak egy olyan pontra a processzortervezésben, amikor korlátokkal szembesülnek az eszköz gyorsabbá tételében. A méret és az anyagok kihívást jelentenek számukra. Egy időben a tervezők azt hitték, hogy nem tudják átlépni az 1 gigahertzes sebességszintet, amit az AMD Athlon 2000-ben ért el. A 64 bites korlátot ugyanez a cég 2003-ban törte át. A processzorok azóta két- és négymagosakká váltak, vagyis közel kétszer annyi adatátvitelt és áramlást képesek végrehajtani, mint egymagosak. Sok alaplapon már két vagy több processzor is működik együtt. A folyamatban lévő legfejlettebb kutatás az, amely új technológiákat használ a processzor sebességének és képességeinek bővítésére. Az IBM lézereket használó számítógépes processzortechnológiát tervezett, hasonlóan a száloptikához. A Georgia Institute of Technology biológiai számítógépes processzorokat fejlesztett ki piócák agysejtjeit felhasználva. Más tudósok olyan módszereket fejlesztenek ki, amelyekkel adatokat továbbíthatnak a gáznemű jelenségek mentén.