Der (Micro-)Prozessor

In den 1930er Jahren waren die ersten Computer elektromechanische Rechner, sie bestanden aus Relais und mechanischen Elementen. Sie waren langsam und sehr störanfällig. In den 1940ern begann man Elektronenröhren zu verbauen. Damit wurden die Rechner schneller und liefen stabiler. Ein Jahrzehnt später sanken die Preise drastisch und die Technik reifte immer weiter aus. Serienanfertigungen waren für Universitäten, Forschungseinrichtungen und Firmen erschwinglich. In den 1950er Jahren wurden die unzuverlässigen Elektronenröhren zunehmen von Transistoren verdrängt. Der Stromverbrauch der Computer sank darauf hin deutlich. Diese Prozessoren wurden zu Beginn aus einzelnen Transistoren aufgebaut. Im Laufe der Zeit gelang es den Entwicklern und Technikern jedoch immer mehr Transistorfunktionen auf sogenannten integrierten Schaltkreisen unterzubringen. Erst nur einzelne Gatter, später ganze Register und Funktionseinheiten wie zum Beispiel Zähler und Addierer. Letztendlich gelang es auch noch Registerbänke und Rechenwerke unterzubringen. Es war nun möglich den Hauptprozessor in einem einzelnen Schaltschrank unterzubringen. Minicomputer getaufte Geräte füllten nun nicht mehr ganze Hallen sondern passten in ein einzelnes Zimmer. Anfang der 1970er Jahre schließlich führte die Weiterentwicklung der immer kleiner und kleiner werdenden Komponenten fast zwangsläufig dazu alle Funktionen eines Prozessors auf einem einzigen Chip zu vereinen, bekannt geworden unter dem Namen Mikroprozessor. Heute haben Mikroprozessoren alle vorangegangenen Techniken für den Aufbau eines Hauptprozessors vollständig abgelöst. Schließlich liegen die Vorteile auf der Hand. Meist kommt ein Microprozessor in Form einer kleinen quadratischen Platte daher, mit einer Kantenlänge von wenigen Zentimetern und einer Höhe von einigen Milimetern.

Ein Problem ist natürlich die enorme Hitzeentwicklung welche eine Konsequenz der elektrischen bzw. physikalischen Vorgänge ist. Insbesondere bei länger anhaltender Volllast können freiliegende CPUs schnell dreistellige Werte auf der Grad Celsius Skala erreichen. Aus diesem Grund sind Prozessoren heute oft unter großen Lüftern versteckt. Oder werden mit Wasser, in Extremfällen sogar mit flüssigem Stickstoff, gekühlt. Dies geschieht indem die Flüssigkeit über einen Schlauch an die Wärmequelle herangeführt wird, dort die Wärme aufnimmt und über einen weiteren Schlauch wieder abtransportiert wird. In einer weiteren Bauteil wird die Flüssigkeit, meist auch mit Hilfe von Ventilatoren, heruntergekühlt und wieder in den ersten Schlach geleitet.
Alles in allem ist der (Micro-) Prozessor eine unglaublich wichtige Erfindung, welche die , ja einen Großteil des stattfindenden Lebens, erst ermöglicht. Aktuell geht der Trend dahin in jedes Ding einen solchen Chip zu verbauen. Ich bin gespannt darauf wie in Zukunft, zum Beispiel Quantenprozessoren, weitere Möglichkeiten schaffen werden, das Universum, die Welt und uns selbst, die Menschen besser zu verstehen.

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