Vrste računalniških procesorjev

Od nastanka električnih računalnikov se je pojavila potreba po centralni procesni enoti za nadzor delovanja in pretoka podatkov v strojih. Zgodnje metode računalniških procesorjev so bile velike in neučinkovite. Sodobni mikroprocesor je najbolj razširjena metoda krmiljenja računalnika. Medtem ko sta v industriji ostali samo dve veliki podjetji, ki proizvajata procesorje, si nekateri inženirji in tehniki prizadevajo zamenjati čip na osnovi silicija z drugimi formati.

Računalniški procesor je del računalnika, ki analizira, nadzoruje in razprši podatke. Računalniški procesor, ki ga običajno imenujemo centralna procesna enota ali CPU, deluje kot možgani računalnika, ki pove, kateri program in aplikacija naj naredi kaj v določenem času in intervalu. Sodobni računalniški procesorji delujejo s hitrostjo od 2,6 do 3,66 gigahercev. Najnaprednejši modeli so še hitrejši. Je v obliki majhnega mikročipa, ki se prilega vrsti vtičnic na matični plošči. Zmogljivejši kot je računalniški procesor na računalniku, hitreje in učinkoviteje bo deloval stroj.

Sodobne procesorje oblikujeta dve različni podjetji: Intel in Advanced Micro Devices (AMD). Intelovi procesorji se najpogosteje uporabljajo v montažnih računalniških sistemih, kot sta Dell in HP. Podjetje se osredotoča na dve različni liniji procesorjev: Pentium in Celeron. Procesorji Pentium so večji slog mikročipa, ki deluje na večini namiznih in nekaterih prenosnih računalnikov. Zmorejo obdelavo z velikimi zahtevami, kot je pri igranju iger 3D, urejanju videov in drugih večpredstavnostnih aplikacijah. Procesorji Celeron so kompaktnejši modeli z zmožnostjo učinkovitega in stroškovno učinkovitega delovanja osnovnega računalnika. AMD-jevo linijo računalniških procesorjev lahko najdemo v montažnih modelih, vendar so najbolj običajni pri domačih sistemih ali posebej zasnovanih strojih. AMD je bil prvi, ki je zgradil 64-bitni procesor, ki je sposoben uporabljati aplikacije višjega razreda z intenzivnimi grafičnimi operacijami. Prejšnji industrijski standard je bil 32-bitna obdelava. Nekateri procesorji AMD ponujajo vgrajeno zaščito pred virusi.

Druge linije procesorjev se uporabljajo v starejših modelih računalnikov. Računalniki Macintosh so med leti 1984 in 2006 več let uporabljali lastno linijo. Podjetje je po tem obdobju v vseh svojih novih strojih prešlo na procesorje Intel. V prvih letih Apple Computers, od 1984 do 1996, je podjetje uporabljalo računalniške procesorje znamke Motorola za upravljanje svojih operacijskih sistemov in pretoka podatkov. Ti so bili znani kot serija 68000 in so vključevali procesorje s hitrostjo med 16 in 33 megaherci. Po letu 1996 je Apple v skoraj vseh svojih strojih uporabljal procesorje, ki jih je oblikoval IBM. Te so se do leta 2006 gibale v hitrostih od 66 megahercev do 2,5 gigaherca.

Najzgodnejše oblike računalniških procesorjev so bile zasnovane iz vakuumskih cevi in ​​električnih relejev. Do petdesetih let prejšnjega stoletja jih je nadomestil pojav tranzistorja. Ti tranzistorji so bili vgrajeni na tiskana vezja, baker, ki je vrezan na neelektrično ploščo, in dodane so bile različne komponente. Ti računalniški procesorji so bili veliki in obsežni, včasih so zavzeli cele prostore. Med gradnjo usmerjevalnega računalnika Apollo za NASA so znanstveniki lahko konstruirali integrirana vezja, ki so omogočila izdelavo velikega števila tranzistorjev v enem samem polprevodnik. Ugotovljeno je bilo, da je bolj zanesljiv kot prejšnji modeli in veliko bolj kompakten. Mikroprocesor je izumil Intel leta 1970. 4004 je bil tako hiter kot njegovi večji bratranci, vendar ga je bilo mogoče uporabiti v veliko manjših napravah. S prihodom osebnega računalnika večina procesorske tehnologije uporablja mikroprocesorski model.

Inženirji in tehniki rutinsko dosežejo točko pri oblikovanju procesorja, v kateri se soočajo z omejitvami pri hitrejši napravi. Izpodbijali so jih velikost in materiali. Nekoč so oblikovalci verjeli, da ne morejo preseči stopnje hitrosti 1 gigahertz, ki jo je leta 2000 dosegel AMD Athlon. 64-bitno oviro je isto podjetje prebilo leta 2003. Procesorji so od takrat postali dvojedrni in štirijedrni, kar pomeni, da so sposobni izvesti skoraj dvakrat več prenosov in pretoka podatkov kot pri enojedrnem. Številne matične plošče so zdaj opremljene za sočasno delovanje dveh ali več procesorjev. Najbolj napredna raziskava, ki se izvaja, je tista, ki uporablja nove tehnologije za povečanje hitrosti in zmogljivosti procesorja. IBM je zasnoval tehnologijo računalniških procesorjev z uporabo laserjev, podobno kot optična vlakna. Tehnološki inštitut Georgia je razvil biološke računalniške procesorje z uporabo možganskih celic pijavk. Drugi znanstveniki razvijajo načine za posredovanje podatkov po plinastih pojavih.