Kāda ir mikroprocesora galvenā atšķirīgā iezīme?

Lielākajai daļai mūsdienu skaitļošanas iekārtu pamatā ir mikroprocesors. Mikroprocesors dod datoram iespēju aprēķināt, kārtot datus un veikt loģiskus salīdzinājumus. Galvenā mikroprocesora atšķirīgā iezīme ir tā integrētais raksturs — veids, kā tas apvieno vairākas dažādas shēmas vienā paketē. Būtisko komponentu klātbūtne vienā ierīcē padara digitālo aprīkojumu, tostarp mobilos tālruņus, personālos datorus un tīmekļa serverus, mazāku, lētāku un vieglāk uzbūvējamu.

Pirms 1971. gada, kurā Intel inženieri izstrādāja pirmo mikroprocesoru, lielākā daļa elektronisko shēmu joprojām tika veidotas no atsevišķām daļām: atsevišķiem tranzistoriem, rezistoriem un kondensatoriem. Toreiz ražotajos datoros tika izmantotas daudzas no tām pašām pamata funkcionālajām daļām, ko izmanto mūsdienās: centrālais procesors (CPU) kas sastāv no aritmētiskās un loģiskās vienības (ALU), datu un atmiņas adrešu reģistriem, programmu skaitītāja un citiem ķēdēm. Katrs celtniecības bloks varētu sastāvēt no vairākām shēmas platēm, no kurām katra saturēja desmitiem atsevišķu daļu. Shēmas plates tika pievienotas kopējai šasijai, kas starp tām pārraidīja elektroniskos signālus.

70. gadu sākumā integrētās shēmas bija pilnveidojušās līdz tādai pakāpei, ka katrā no tām bija tūkstošiem tranzistoru, kas ir aptuveni tik daudz, cik nepieciešams vienkārša datora izgatavošanai. Inženieri vienā silīcija mikroshēmā izveidoja shēmas, kas īsteno datora pamatfunkcijas. Datora vietā, kas piepildīja skapi, viņi izveidoja datoru vienā ierīcē, kas ietilpa jūsu pirksta galā. Likvidējot tūkstošiem lodēto savienojumu starp tranzistoriem atsevišķās shēmās, inženieri ievērojami uzlaboja datora uzticamību. Kad viņi pabeigs mikroshēmas dizainu, rūpnīcas varētu tos samazināt par miljoniem, samazinot izmaksas līdz pat 1000.

Desmitēs pēc 1970. gadiem integrētās shēmas metodes ir palielinājušas tranzistoru skaitu vienā mikroshēmā no tūkstošiem līdz miljardiem. Lai gan mikroprocesori saglabā tādu pašu pamata struktūru kā iepriekš, tagad tiem ir tādas funkcijas kā vairāki CPU, ātrgaitas atmiņa un sarežģīta jaudas pārvaldība. Papildus sarežģītākām shēmām tām ir vairāk nekā 1000 reižu lielāka apstrādes jauda nekā agrākajām ierīcēm.

Divas mikroprocesora variācijas, sistēma mikroshēmā (SoC) un mikrokontrolleris, integrācijas koncepciju paplašina, tajā pašā mikroshēmā ievietojot vairāk funkcionālu daļu. Viens SoC var, piemēram, saturēt mikroprocesoru, radiosignāla shēmas un datu atmiņu. Nedaudz vecākai idejai, mikrokontrolleram, ir mikroprocesors, atmiņa un shēma, lai sazinātos ar ārējām ierīcēm un vadītu tās.