Ein Mikroprozessor ist ein hochintegriertes elektronisches Gerät.
Die meisten modernen Computergeräte haben einen Mikroprozessor als Herzstück. Der Mikroprozessor gibt einem Computer die Fähigkeit, Daten zu berechnen, zu sortieren und logische Vergleiche durchzuführen. Das wichtigste Unterscheidungsmerkmal eines Mikroprozessors ist seine integrierte Natur – die Art und Weise, wie er mehrere verschiedene Schaltungen in einem einzigen Gehäuse kombiniert. Mit den wesentlichen Komponenten in einem Gerät werden digitale Geräte – einschließlich Mobiltelefonen, PCs und Webservern – kleiner, kostengünstiger und einfacher zu bauen.
Frühe Computer
Vor 1971, dem Jahr, in dem die Intel-Ingenieure den ersten Mikroprozessor entwickelten, bestanden die meisten elektronischen Schaltungen noch aus diskreten Teilen: einzelnen Transistoren, Widerständen und Kondensatoren. Die damals hergestellten Computer verwendeten viele der gleichen grundlegenden Funktionsteile, die heute verwendet werden: eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) bestehend aus einer Arithmetik-Logik-Einheit (ALU), Daten- und Speicheradressregistern, einem Programmzähler und anderen Schaltungen. Jeder Baustein konnte aus mehreren Platinen bestehen, die jeweils Dutzende von Einzelteilen enthielten. Die Platinen steckten in einem gemeinsamen Chassis, das elektronische Signale zwischen ihnen hin und her transportierte.
Video des Tages
Frühe Mikroprozessoren
In den frühen 1970er Jahren hatten sich integrierte Schaltkreise so weit verbessert, dass jeder einzelne Tausende von Transistoren aufwies, ungefähr die Anzahl, die für einen einfachen Computer erforderlich war. Ingenieure haben Schaltkreise entwickelt, die die Grundfunktionen eines Computers auf einem einzigen Siliziumchip implementieren. Anstelle eines Computers, der einen Schrank füllte, haben sie einen Computer in einem einzigen Gerät geschaffen, das auf Ihre Fingerspitze passt. Durch den Wegfall der Tausenden von Lötverbindungen zwischen den Transistoren in diskreten Schaltkreisen haben die Ingenieure die Zuverlässigkeit des Computers erheblich verbessert. Sobald sie das Design des Chips abgeschlossen hatten, konnten Fabriken sie millionenfach aussortieren und die Kosten um bis zu 1.000-fachen senken.
Zeitgenössischer Mikroprozessor
In den Jahrzehnten nach den 1970er Jahren haben integrierte Schaltungstechniken die Anzahl der Transistoren auf einem einzigen Chip von Tausenden auf Milliarden erhöht. Obwohl Mikroprozessoren die gleiche grundlegende Organisation wie zuvor beibehalten, verfügen sie jetzt über Funktionen wie mehrere CPUs, Hochgeschwindigkeitsspeicher und eine ausgeklügelte Energieverwaltung. Sie verfügen nicht nur über komplexere Schaltungen, sondern auch über eine weit über 1.000-fache Rechenleistung der ersten Geräte.
SoC und Mikrocontroller
Zwei Varianten des Mikroprozessors, das System-on-a-Chip (SoC) und der Mikrocontroller, führen das Konzept der Integration weiter, indem mehr funktionale Teile auf demselben Chip untergebracht werden. Ein einzelner SoC kann beispielsweise einen Mikroprozessor, eine Funksignalschaltung und einen Datenspeicher enthalten. Eine etwas ältere Idee, der Mikrocontroller, hat einen Mikroprozessor, Speicher und Schaltkreise, um mit externen Geräten zu kommunizieren und sie anzusteuern.
