Datoru procesoru veidi

Kopš elektrisko datoru izveides ir bijis nepieciešams centrālais procesors, kas kontrolē darbības un datu plūsmu mašīnās. Agrīnās datoru procesoru metodes bija lielas un neefektīvas. Mūsdienu mikroprocesors ir visplašāk izmantotā datora vadības metode. Lai gan šajā nozarē ir palikuši tikai divi lieli uzņēmumi, kas ražo procesorus, daži inženieri un tehniķi strādā, lai aizstātu silīcija mikroshēmu ar citiem formātiem.

Datora procesors ir datora daļa, kas analizē, kontrolē un izkliedē datus. Datora procesors, ko parasti dēvē par centrālo procesoru vai centrālo procesoru, darbojas kā datora smadzenes, norādot, kura programma un lietojumprogramma ir jādara noteiktā laikā un intervālā. Mūsdienu datoru procesori darbojas ar ātrumu no 2,6 līdz 3,66 gigaherci. Vismodernākie modeļi ir vēl ātrāki. Tas ir nelielas mikroshēmas formā, kas iekļaujas mātesplates ligzdās. Jo jaudīgāks ir datora procesors datorā, jo ātrāk un efektīvāk darbosies iekārta.

Mūsdienu procesorus izstrādā divi atšķirīgi uzņēmumi: Intel un Advanced Micro Devices (AMD). Intel procesorus visbiežāk izmanto saliekamās datorsistēmās, piemēram, no Dell un HP. Uzņēmums koncentrējas uz divām dažādām procesoru līnijām: Pentium un Celeron. Pentium procesori ir lielāka mikroshēma, kas darbojas lielākajā daļā galddatoru un dažos klēpjdatoros. Tie var apstrādāt augsta pieprasījuma apstrādi, piemēram, to, kas atrodama 3D spēlēs, video rediģēšanā un citās multivides intensīvās lietojumprogrammās. Celeron procesori ir kompaktāki modeļi ar iespēju efektīvi un izdevīgi darbināt pamata datoru. AMD datoru procesoru līniju var atrast saliekamajos modeļos, tomēr visbiežāk tie ir mājās būvētās sistēmās vai īpaši izstrādātās mašīnās. AMD bija pirmais, kas izveidoja 64 bitu procesoru, kas spēj izmantot augstas klases lietojumprogrammas ar intensīvām grafikas darbībām. Iepriekšējais nozares standarts bija 32 bitu apstrāde. Daži AMD procesori piedāvā iebūvētu aizsardzību pret vīrusiem.

Citas procesoru līnijas tiek izmantotas vecākos datoru modeļos. Macintosh datori īpaši izmantoja savu līniju daudzus gadus no 1984. līdz 2006. gadam. Pēc šī perioda uzņēmums visās jaunajās iekārtās pārgāja uz Intel procesoriem. Pirmajos Apple Computers darbības gados, no 1984. līdz 1996. gadam, uzņēmums izmantoja Motorola zīmola datoru procesorus, lai apstrādātu operētājsistēmas un datu plūsmu. Tie bija pazīstami kā 68000 sērija, un tiem bija procesori ar ātrumu no 16 līdz 33 megaherciem. Pēc 1996. gada Apple gandrīz visās iekārtās izmantoja IBM izstrādātos procesorus. Līdz 2006. gadam to ātrums bija no 66 megaherciem līdz 2,5 gigaherciem.

Agrākās datoru procesoru formas tika izstrādātas no vakuuma lampām un elektriskajiem relejiem. Līdz 1950. gadiem tos aizstāja tranzistoru parādīšanās. Šie tranzistori tika uzbūvēti uz iespiedshēmu platēm, varš, kas ir iegravēts uz neelektriskās plates, un tika pievienoti dažādi komponenti. Šie datoru procesori bija lieli un apjomīgi, dažkārt aizņēma veselas telpas. NASA Apollo vadības datora būvniecības laikā zinātnieki varēja konstruēt integrālās shēmas, kas ļāva vienā veselumā izgatavot lielu skaitu tranzistoru pusvadītājs. Tas tika uzskatīts par uzticamāku nekā iepriekšējie modeļi un daudz kompaktāks. Mikroprocesoru izgudroja Intel 1970. gadā. 4004 bija tikpat ātrs kā tā lielākie brālēni, taču to varēja izmantot daudz mazākās ierīcēs. Līdz ar personālā datora parādīšanos lielākā daļa procesoru tehnoloģiju izmanto mikroprocesora modeli.

Inženieri un tehniķi regulāri sasniedz punktu procesora dizainā, kurā viņi saskaras ar ierobežojumiem, lai padarītu ierīci ātrāku. Viņus izaicināja izmērs un materiāli. Savulaik dizaineri uzskatīja, ka viņi nevar pārvarēt 1 gigaherca ātruma līmeni, ko panāca AMD Athlon 2000. gadā. 64 bitu barjeru tas pats uzņēmums pārkāpa 2003. gadā. Kopš tā laika procesori ir kļuvuši par divkodolu un četrkodolu procesoriem, kas nozīmē, ka tie spēj veikt gandrīz divreiz vairāk datu pārsūtīšanas un plūsmas nekā ar vienu kodolu. Daudzas mātesplates tagad ir aprīkotas ar diviem vai vairākiem procesoriem, lai tie darbotos unisonā. Visprogresīvākais pētījums, kas tiek veikts, ir tas, kas izmanto jaunas tehnoloģijas, lai palielinātu procesora ātrumu un iespējas. IBM ir izstrādājis datoru procesoru tehnoloģiju, izmantojot lāzerus, līdzīgi kā optiskās šķiedras. Džordžijas Tehnoloģiju institūts ir izstrādājis bioloģiskos datoru procesorus, izmantojot dēles smadzeņu šūnas. Citi zinātnieki izstrādā veidus, kā nodot datus par gāzveida parādībām.