Hva er det viktigste kjennetegn ved en mikroprosessor?

Det meste av moderne datautstyr har en mikroprosessor i hjertet. Mikroprosessoren gir en datamaskin muligheten til å beregne, sortere data og utføre logiske sammenligninger. Det viktigste kjennetegn ved en mikroprosessor er dens integrerte natur - måten den kombinerer flere forskjellige kretser i en enkelt pakke. Å ha de essensielle komponentene i én enhet gjør digitalt utstyr – inkludert mobiltelefoner, personlige datamaskiner og webservere – mindre, rimeligere og enklere å bygge.

Før 1971, året da Intel-ingeniører utviklet den første mikroprosessoren, var de fleste elektroniske kretser fortsatt laget av diskrete deler: individuelle transistorer, motstander og kondensatorer. Datamaskinene som ble laget den gang brukte mange av de samme grunnleggende funksjonelle delene som brukes i dag: en sentral prosesseringsenhet (CPU) bestående av en aritmetisk og logisk enhet (ALU), data- og minneadresseregistre, en programteller og annet kretser. Hver byggekloss kunne bestå av flere kretskort, som hver inneholdt dusinvis av individuelle deler. Kretskortene plugget inn i et felles chassis som førte elektroniske signaler frem og tilbake blant dem.

På begynnelsen av 1970-tallet hadde integrerte kretser forbedret seg til det punktet hvor hver enkelt hadde tusenvis av transistorer, omtrent antallet som trengs for å lage en enkel datamaskin. Ingeniører skapte kretser som implementerte en datamaskins grunnleggende funksjoner på en enkelt silisiumbrikke. I stedet for en datamaskin som fylte et skap, skapte de en datamaskin i en enkelt enhet som passet på fingertuppen. Ved å eliminere de tusenvis av loddede forbindelsene mellom transistorene i diskrete kretser, forbedret ingeniører datamaskinens pålitelighet betydelig. Når de hadde fullført brikkens design, kunne fabrikker stemple dem ut med millioner, og redusere kostnadene med faktorer på opptil 1000.

I tiårene etter 1970-tallet har integrerte kretsteknikker økt antallet transistorer på en enkelt brikke fra tusenvis til milliarder. Selv om mikroprosessorer beholder den samme grunnleggende organisasjonen som før, har de nå funksjoner som flere CPUer, høyhastighetsminne og sofistikert strømstyring. I tillegg til å ha mer komplekse kretser, har de godt over 1000 ganger prosessorkraften til de tidligste enhetene.

To varianter av mikroprosessoren, system-on-a-chip (SoC) og mikrokontroller, tar konseptet med integrasjon videre ved å sette flere funksjonelle deler på samme brikke. En enkelt SoC kan for eksempel inneholde en mikroprosessor, radiosignalkretser og dataminne. En noe eldre idé, mikrokontrolleren, har en mikroprosessor, minne og kretser for å kommunisere med og drive eksterne enheter.