Kaj je ključna značilnost mikroprocesorja?

Večina sodobne računalniške opreme ima v središču mikroprocesor. Mikroprocesor daje računalniku možnost izračunavanja, razvrščanja podatkov in izvajanja logičnih primerjav. Ključna značilnost mikroprocesorja je njegova integrirana narava – način, kako združuje več različnih vezij v en sam paket. Zaradi bistvenih komponent v eni napravi je digitalna oprema – vključno z mobilnimi telefoni, osebnimi računalniki in spletnimi strežniki – manjša, cenejša in enostavnejša za izdelavo.

Pred letom 1971, letom, ko so Intelovi inženirji razvili prvi mikroprocesor, je bila večina elektronskih vezij še vedno sestavljena iz diskretnih delov: posameznih tranzistorjev, uporov in kondenzatorjev. Takrat izdelani računalniki so uporabljali številne enake osnovne funkcionalne dele, ki se uporabljajo danes: centralna procesna enota (CPU) sestavljen iz aritmetične in logične enote (ALU), registrov naslovov podatkov in pomnilnika, programskega števca in drugih vezja. Vsak gradnik je lahko sestavljen iz več vezij, od katerih je vsaka vsebovala na desetine posameznih delov. Plošče so bile priključene na skupno ohišje, ki je prenašalo elektronske signale naprej in nazaj.

V zgodnjih sedemdesetih letih prejšnjega stoletja so se integrirana vezja izboljšala do te mere, da je vsako imelo na tisoče tranzistorjev, približno toliko, kot je bilo potrebno za izdelavo preprostega računalnika. Inženirji so ustvarili vezja, ki izvajajo osnovne funkcije računalnika na enem samem silicijevem čipu. Namesto računalnika, ki je napolnil omaro, so ustvarili računalnik v eni sami napravi, ki se prilega vašemu prstu. Z odpravo na tisoče spajkanih povezav med tranzistorji v diskretnih vezjih so inženirji močno izboljšali zanesljivost računalnika. Ko so dokončali zasnovo čipa, bi jih lahko tovarne uničile za milijone in zmanjšale stroške za faktorje do 1000.

V desetletjih po sedemdesetih letih prejšnjega stoletja so tehnike integriranih vezij povečale število tranzistorjev na enem samem čipu s tisoč na milijarde. Čeprav mikroprocesorji ohranjajo enako osnovno organizacijo kot prej, imajo zdaj funkcije, kot so več CPE, hitri pomnilnik in prefinjeno upravljanje porabe. Poleg tega, da imajo bolj zapletena vezja, imajo več kot 1000-krat večjo procesorsko moč kot najzgodnejše naprave.

Dve različici mikroprocesorja, sistem na čipu (SoC) in mikrokrmilnik, pospešujeta koncept integracije z namestitvijo več funkcionalnih delov na isti čip. En sam SoC lahko na primer vsebuje mikroprocesor, vezje radijskih signalov in podatkovni pomnilnik. Nekoliko starejša ideja, mikrokrmilnik, ima mikroprocesor, pomnilnik in vezje za komunikacijo in pogon zunanjih naprav.