Typer dataprosessorer

Siden etableringen av elektriske datamaskiner har det vært behov for en sentral prosesseringsenhet for å kontrollere handlingene og dataflyten i maskinene. Tidlige metoder for dataprosessorer var store og ineffektive. Den moderne mikroprosessoren er den mest brukte metoden for å kontrollere en datamaskin. Mens det bare er to store selskaper som produserer prosessorer igjen i industrien, jobber noen ingeniører og teknikere med å erstatte den silisiumbaserte brikken med andre formater.

En dataprosessor er den delen av en datamaskin som analyserer, kontrollerer og sprer data. Vanligvis referert til som den sentrale prosessorenheten eller CPU, fungerer en datamaskinprosessor som hjernen til datamaskinen, og forteller hvilket program og applikasjon som skal gjøre hva på et bestemt tidspunkt og intervall. Moderne dataprosessorer opererer med hastigheter på 2,6 til 3,66 gigahertz. De mest avanserte modellene er enda raskere. Den har form av en liten mikrobrikke som passer inn i en rekke stikkontakter på hovedkortet. Jo kraftigere dataprosessoren er på datamaskinen, jo raskere og mer effektiv vil maskinen kjøre.

Moderne prosessorer er designet av to forskjellige selskaper: Intel og Advanced Micro Devices (AMD). Intel-prosessorer er mest brukt i prefabrikkerte datasystemer, slik som de fra Dell og HP. Selskapet fokuserer på to forskjellige prosessorlinjer: Pentium og Celeron. Pentium-prosessorer er den større mikrobrikke-stilen som fungerer på de fleste stasjonære og enkelte bærbare datamaskiner. De kan håndtere prosessering med høy etterspørsel, slik som den som finnes i 3D-spill, videoredigering og andre multimedia-intense applikasjoner. Celeron-prosessorer er mer kompakte modeller med muligheten til å kjøre en grunnleggende datamaskin effektivt og kostnadseffektivt. AMDs linje med dataprosessorer finnes i prefabrikkerte modeller, men er mest vanlig med hjemmebygde systemer eller spesialdesignede maskiner. AMD var den første som bygde en 64-bits prosessor, i stand til avanserte applikasjoner med grafisk intensive operasjoner. Den forrige industristandarden hadde vært 32-bits prosessering. Noen AMD-prosessorer tilbyr innebygd virusbeskyttelse.

Andre linjer med prosessorer brukes i eldre modeller av datamaskiner. Macintosh-datamaskiner brukte spesifikt sin egen linje i mange år mellom 1984 og 2006. Selskapet byttet til Intel-prosessorer i alle sine nye maskiner etter denne perioden. I løpet av de første årene av Apple Computers, 1984 til 1996, brukte selskapet Motorola-merkede dataprosessorer for å håndtere operativsystemene og dataflyten. Disse var kjent som 68000-serien og inneholdt prosessorer med hastigheter mellom 16 og 33 megahertz. Etter 1996 brukte Apple IBM-designede prosessorer i nesten alle maskinene sine. Disse varierte i hastigheter mellom 66 megahertz til 2,5 gigahertz innen 2006.

De tidligste formene for dataprosessorer ble designet fra vakuumrør og elektriske releer. På 1950-tallet hadde disse blitt erstattet av fremkomsten av transistoren. Disse transistorene ble bygget på trykte kretskort, kobber som er etset på et ikke-elektrisk kort, og ulike komponenter ble lagt til. Disse dataprosessorene var store og klumpete, og tok noen ganger opp hele rom. Under byggingen av Apollo-veiledningsdatamaskinen for NASA, var forskere i stand til å konstruere integrerte kretser som tillot et stort antall transistorer å bli produsert til en enkelt halvleder. Dette ble funnet å være mer pålitelig enn tidligere modeller og mye mer kompakt. Mikroprosessoren ble oppfunnet av Intel i 1970. 4004 var like rask som sine større fettere, men kunne brukes i mye mindre enheter. Med bruken av den personlige datamaskinen bruker flertallet av prosessorteknologien mikroprosessormodellen.

Ingeniører og teknikere når rutinemessig et punkt i prosessordesign der de møter grenser når det gjelder å gjøre enheten raskere. De har blitt utfordret av størrelse og materialer. På en gang trodde designere at de ikke kunne passere hastighetsnivået på 1 gigahertz, som ble oppnådd av AMD Athlon i 2000. 64-bits barrieren ble brutt av det samme selskapet i 2003. Prosessorer har siden blitt duokjerner og firekjerner, noe som betyr at de er i stand til å utføre nesten dobbelt så mye dataoverføring og flyt som med en enkeltkjerne. Mange hovedkort kommer nå utstyrt for at to eller flere prosessorer kan fungere unisont. Den mest avanserte forskningen som utføres er den som bruker ny teknologi for å utvide hastigheten og kapasiteten til prosessoren. IBM har designet dataprosessorteknologi ved hjelp av lasere, omtrent som fiberoptikk. Georgia Institute of Technology har utviklet biologiske dataprosessorer som bruker hjernecellene til igler. Andre forskere utvikler måter å overføre data langs gassformede fenomener.