Typer av datorprocessorer

Sedan skapandet av elektriska datorer har det funnits ett behov av en centralenhet för att styra åtgärderna och dataflödet i maskinerna. Tidiga metoder för datorprocessorer var stora och ineffektiva. Den moderna mikroprocessorn är den mest använda metoden för att styra en dator. Medan det bara finns två stora företag som tillverkar processorer kvar i branschen, arbetar några ingenjörer och tekniker på att ersätta det kiselbaserade chippet med andra format.

En datorprocessor är den del av en dator som analyserar, kontrollerar och sprider data. Vanligtvis kallad den centrala bearbetningsenheten eller CPU, fungerar en datorprocessor som datorns hjärna och talar om vilket program och applikation som ska göra vad vid en viss tidpunkt och intervall. Moderna datorprocessorer arbetar med hastigheter på 2,6 till 3,66 gigahertz. De mest avancerade modellerna är ännu snabbare. Det har formen av ett litet mikrochip som passar in i en serie uttag på moderkortet. Ju kraftfullare datorprocessorn är på datorn, desto snabbare och effektivare kommer maskinen att köras.

Moderna processorer är designade av två distinkta företag: Intel och Advanced Micro Devices (AMD). Intel-processorer används oftast i prefabricerade datorsystem, som de från Dell och HP. Företaget fokuserar på två olika serier av processorer: Pentium och Celeron. Pentium-processorer är den större mikrochipstilen som fungerar på de flesta stationära och vissa bärbara datorer. De kan hantera hög efterfrågan bearbetning, som den som finns i 3D-spel, videoredigering och andra multimedia-intensiva applikationer. Celeron-processorer är mer kompakta modeller med förmågan att köra en grundläggande dator effektivt och kostnadseffektivt. AMD: s linje av datorprocessorer finns i prefabricerade modeller, men är vanligast med hemmabyggda system eller specialdesignade maskiner. AMD var först med att bygga en 64-bitars processor, som kan användas med avancerade applikationer med grafikintensiva operationer. Den tidigare industristandarden hade varit 32-bitars bearbetning. Vissa AMD-processorer erbjuder inbyggt virusskydd.

Andra rader av processorer används i äldre modeller av datorer. Macintosh-datorer använde specifikt sin egen linje under många år mellan 1984 och 2006. Företaget bytte till Intel-processorer i alla sina nya maskiner efter denna period. Under de första åren av Apple Computers, 1984 till 1996, använde företaget Motorolas datorprocessorer för att hantera sina operativsystem och dataflöden. Dessa var kända som 68000-serien och innehöll processorer med hastigheter mellan 16 och 33 megahertz. Efter 1996 använde Apple IBM-designade processorer i nästan alla sina maskiner. Dessa varierade i hastigheter mellan 66 megahertz till 2,5 gigahertz år 2006.

De tidigaste formerna av datorprocessorer designades av vakuumrör och elektriska reläer. På 1950-talet hade dessa ersatts av transistorns tillkomst. Dessa transistorer byggdes på tryckta kretskort, koppar som etsades på ett icke-elektriskt kort, och olika komponenter lades till. Dessa datorprocessorer var stora och skrymmande och tog ibland upp hela rum. Under konstruktionen av Apollo-vägledningsdatorn för NASA kunde forskare konstruera integrerade kretsar som gjorde att ett stort antal transistorer kunde tillverkas till en singel halvledare. Detta visade sig vara mer pålitligt än tidigare modeller och mycket mer kompakt. Mikroprocessorn uppfanns av Intel 1970. 4004:an var lika snabb som sina större kusiner, men kunde användas i mycket mindre enheter. Med tillkomsten av persondatorn använder majoriteten av processortekniken mikroprocessormodellen.

Ingenjörer och tekniker når rutinmässigt en punkt i processordesignen där de möter gränser när det gäller att göra enheten snabbare. De har utmanats av storlek och material. En gång trodde designers att de inte kunde klara hastighetsnivån på 1 gigahertz, som uppnåddes av AMD Athlon år 2000. 64-bitarsbarriären bröts av samma företag 2003. Processorer har sedan dess blivit duo-core och quad-core, vilket innebär att de kan utföra nästan dubbelt så mycket dataöverföringar och flöde som med en enkärnig. Många moderkort kommer nu att vara utrustade för att två eller flera processorer ska fungera unisont. Den mest avancerade forskningen som görs är den som använder ny teknik för att utöka processorns hastighet och kapacitet. IBM har designat datorprocessorteknik med laser, ungefär som fiberoptik. Georgia Institute of Technology har utvecklat biologiska datorprocessorer som använder blodiglarnas hjärnceller. Andra forskare utvecklar sätt att förmedla data längs gasformiga fenomen.