Mikroprosessori on pitkälle integroitu elektroninen laite.
Useimmissa nykyaikaisissa tietokonelaitteissa on mikroprosessori. Mikroprosessori antaa tietokoneelle mahdollisuuden laskea, lajitella tietoja ja suorittaa loogisia vertailuja. Mikroprosessorin tärkein erottuva piirre on sen integroitu luonne – tapa yhdistää useita erilaisia piirejä yhdeksi paketiksi. Tärkeimmät komponentit yhdessä laitteessa tekevät digitaalisista laitteista - mukaan lukien matkapuhelimet, henkilökohtaiset tietokoneet ja web-palvelimet - pienempiä, halvempia ja helpompia rakentaa.
Varhaiset tietokoneet
Ennen vuotta 1971, jolloin Intelin insinöörit kehittivät ensimmäisen mikroprosessorin, useimmat elektroniset piirit tehtiin edelleen erillisistä osista: yksittäisistä transistoreista, vastuksista ja kondensaattoreista. Tuolloin valmistetut tietokoneet käyttivät monia samoja toiminnallisia perusosia kuin nykyään: keskusyksikkö (CPU) joka koostuu aritmeettisesta ja logiikkayksiköstä (ALU), data- ja muistiosoiterekistereistä, ohjelmalaskurista ja muista piirit. Jokainen rakennuspalikka saattoi koostua useista piirilevyistä, joista jokainen sisälsi kymmeniä yksittäisiä osia. Piirilevyt liitettiin yhteiseen koteloon, joka kuljetti elektronisia signaaleja edestakaisin keskenään.
Päivän video
Varhaiset mikroprosessorit
1970-luvun alussa integroidut piirit olivat kehittyneet siihen pisteeseen, että jokaisessa oli tuhansia transistoreita, mikä on suunnilleen sama määrä, joka tarvitaan yksinkertaisen tietokoneen tekemiseen. Insinöörit loivat piirit, jotka toteuttavat tietokoneen perustoiminnot yhdelle piisirun päälle. Kaapin täyttäneen tietokoneen sijaan he loivat tietokoneen yhteen laitteeseen, joka mahtuu sormenpääsi. Poistamalla tuhannet juotetut liitännät erillisten piirien transistorien välillä, insinöörit paransivat huomattavasti tietokoneen luotettavuutta. Kun sirun suunnittelu oli valmis, tehtaat voivat leimata niitä miljoonilla ja vähentää kustannuksia jopa 1000 kertoimella.
Nykyaikainen mikroprosessori
1970-lukua seuraavina vuosikymmeninä integroidut piiritekniikat ovat kasvattaneet transistorien määrää yhdellä sirulla tuhansista miljardeihin. Vaikka mikroprosessorit säilyttävät saman perusrakenteen kuin ennen, niissä on nyt ominaisuuksia, kuten useita suorittimia, nopea muisti ja hienostunut virranhallinta. Sen lisäksi, että niissä on monimutkaisempia piirejä, niissä on yli 1000 kertaa suurempi prosessointiteho kuin aikaisimpien laitteiden.
SoC ja mikrokontrolleri
Mikroprosessorin kaksi muunnelmaa, system-on-a-chip (SoC) ja mikro-ohjain, vievät integroinnin käsitettä pidemmälle lisäämällä toiminnallisia osia samalle sirulle. Yksittäinen SoC voi sisältää esimerkiksi mikroprosessorin, radiosignaalipiirin ja datamuistin. Hieman vanhempi idea, mikro-ohjain, sisältää mikroprosessorin, muistin ja piirit ulkoisten laitteiden kanssa kommunikointia ja ohjaamista varten.
