Γιατί είναι σημαντικός ένας μικροεπεξεργαστής;

Πολλοί άνθρωποι σε όλο τον κόσμο χρησιμοποιούν smartphone, προσωπικές ψηφιακές βοηθητικές συσκευές (γνωστές και ως PDA) και μικροϋπολογιστές. Όλες αυτές οι συσκευές χρησιμοποιούν ένα βασικό στοιχείο: έναν μικροεπεξεργαστή.

Οι μικροεπεξεργαστές είναι ολοκληρωμένα ηλεκτρικά κυκλώματα που είναι ικανά να εκτελούν τις οδηγίες μιας εφαρμογής ή προγράμματος λογισμικού υπολογιστή. Αυτά τα ηλεκτρικά κυκλώματα λαμβάνουν οδηγίες από την εφαρμογή ή το πρόγραμμα, ερμηνεύουν αυτές τις οδηγίες και εκτελούν μια ενέργεια ή ένα σύνολο ενεργειών, με βάση αυτό που απαιτούν οι οδηγίες.

Μια συσκευή που χρησιμοποιεί μικροεπεξεργαστή είναι συνήθως ικανή για πολλές λειτουργίες, όπως επεξεργασία κειμένου, υπολογισμούς και επικοινωνία μέσω Διαδικτύου ή τηλεφώνου. Ωστόσο, για να λειτουργεί σωστά η συσκευή, ο ίδιος ο μικροεπεξεργαστής πρέπει να επικοινωνεί με άλλα μέρη της συσκευής. Για παράδειγμα, ένας μικροεπεξεργαστής θα πρέπει να επικοινωνήσει με την οθόνη βίντεο για να ελέγξει τα δεδομένα εξόδου που μπορεί να παράγει ένα πρόγραμμα. Ως εκ τούτου, ένας μικροεπεξεργαστής θα λειτουργούσε ως «εγκέφαλος» της συσκευής στο ότι μεταδίδει, λαμβάνει και ερμηνεύει τα δεδομένα που απαιτούνται για τη λειτουργία μιας συσκευής.

Τα κυκλώματα μικροεπεξεργαστή πρωτοπαρήχθησαν ξεκινώντας το 1969, με την πρώτη διαφήμιση μικροεπεξεργαστή να εμφανίστηκε το 1971. Ο μικροεπεξεργαστής Intel 4004 4-bit αναπτύχθηκε ως κεντρική μονάδα επεξεργασίας για έναν Ιάπωνα κατασκευαστή αριθμομηχανών που ονομάζεται Busicom. Αυτός ο μικροεπεξεργαστής λειτουργούσε στα 740 kHz, ή 740.000 κύκλους ανά δευτερόλεπτο.

Ο μικροεπεξεργαστής 4-bit Intel 4004 ήταν ικανός να δέχεται, να μεταφράζει και να επικοινωνεί οδηγίες 4-bit ή «λέξεις» πληροφοριών. Το 1972, η Intel κυκλοφόρησε τον 8008, έναν μικροεπεξεργαστή 8 bit. Αμέσως μετά, το 1974, προσφέρθηκαν στο κοινό επεξεργαστές 16-bit, όπως ο National Semiconductor IMP-16 και ο National Semiconductor PACE. Η AT&T Bell Labs παρουσίασε τον επεξεργαστή 32-bit το 1979.

Οι τεχνολογικές εξελίξεις στα ηλεκτρονικά κυκλώματα επέτρεψαν τη δημιουργία πολύ ταχύτερων (και μικρότερων) κυκλωμάτων μικροεπεξεργαστή. Για παράδειγμα, το 2009, ο επεξεργαστής Intel Core i7 (επεξεργαστής 64 bit) λειτουργούσε στα 3,33 GHz ή 3,33 δισεκατομμύρια κύκλους ανά δευτερόλεπτο.

Οι τύποι επεξεργαστών μετρώνται συχνά σε "bit", ή σε πόσο εύρος ενός συνόλου εντολών μπορεί να δεχτεί ο επεξεργαστής.

Ένας μικροεπεξεργαστής 4-bit μπορεί να αποδεχτεί, να μεταφράσει και να επικοινωνήσει μια εντολή 4-bit ή τεσσάρων ακεραίων (όπως "0000") σετ, γνωστό και ως "λέξη" 4 bit. Ένας μικροεπεξεργαστής 8 bit μπορεί να επεξεργαστεί ένα σύνολο εντολών 8 bit (όπως π "00000000"). Ένας μικροεπεξεργαστής 16-bit μπορεί να χρησιμοποιήσει μια λέξη 16-bit, ένας επεξεργαστής 32-bit χρησιμοποιεί μια λέξη 32-bit και ούτω καθεξής.

Οι περισσότεροι μικροεπεξεργαστές υπολογιστών που πωλούνται από το 2000 είναι επεξεργαστές είτε 32 bit είτε 64 bit. Συγκεκριμένα, από το 2004, οι επεξεργαστές 64-bit, πολλαπλών πυρήνων (που συχνά αποκαλούνται "διπύρηνα" ή "τετραπύρηνα") έχουν εγκατασταθεί συνήθως σε νέους υπολογιστές. Ωστόσο, άλλες συσκευές (όπως smartphone και PDA) χρησιμοποιούν επεξεργαστές 32-bit.

Οι μικροεπεξεργαστές μπορούν να βρεθούν σε αριθμομηχανές, κονσόλες παιχνιδιών, ρολόγια χειρός, ηλεκτρονικά είδη ευρείας κατανάλωσης και ακόμη και αυτοκίνητα.