Vad är den viktigaste utmärkande egenskapen hos en mikroprocessor?

De flesta moderna datorutrustningar har en mikroprocessor i sitt hjärta. Mikroprocessorn ger en dator möjlighet att beräkna, sortera data och utföra logiska jämförelser. Den viktigaste utmärkande egenskapen hos en mikroprocessor är dess integrerade natur - hur den kombinerar flera olika kretsar till ett enda paket. Att ha de väsentliga komponenterna i en enhet gör digital utrustning – inklusive mobiltelefoner, persondatorer och webbservrar – mindre, billigare och lättare att bygga.

Före 1971, året då Intels ingenjörer utvecklade den första mikroprocessorn, var de flesta elektroniska kretsar fortfarande gjorda av diskreta delar: individuella transistorer, motstånd och kondensatorer. Datorerna som tillverkades då använde många av samma grundläggande funktionella delar som används idag: en central processorenhet (CPU) bestående av en aritmetisk och logisk enhet (ALU), data- och minnesadressregister, en programräknare och annat kretsar. Varje byggblock kunde bestå av flera kretskort, som var och en innehöll dussintals enskilda delar. Kretskorten ansluts till ett gemensamt chassi som förde elektroniska signaler fram och tillbaka bland dem.

I början av 1970-talet hade integrerade kretsar förbättrats till den punkt där var och en hade tusentals transistorer, ungefär det antal som behövdes för att göra en enkel dator. Ingenjörer skapade kretsar som implementerade en dators grundläggande funktioner på ett enda kiselchip. Istället för en dator som fyllde ett skåp, skapade de en dator i en enda enhet som passade på din fingertopp. Genom att eliminera de tusentals lödda anslutningarna mellan transistorerna i diskreta kretsar, förbättrade ingenjörerna datorns tillförlitlighet avsevärt. När de väl hade slutfört chipets design kunde fabrikerna slå ut dem i miljoner, vilket minskade kostnaderna med upp till 1 000 faktorer.

Under decennierna efter 1970-talet har integrerade kretstekniker ökat antalet transistorer på ett enda chip från tusentals till miljarder. Även om mikroprocessorer behåller samma grundläggande organisation som tidigare, har de nu funktioner som flera processorer, höghastighetsminne och sofistikerad strömhantering. Förutom att ha mer komplexa kretsar har de långt över 1 000 gånger så mycket processorkraft som de tidigaste enheterna.

Två varianter av mikroprocessorn, system-on-a-chip (SoC) och mikrokontroller, tar konceptet med integration vidare genom att sätta fler funktionella delar på samma chip. En enda SoC kan till exempel innehålla en mikroprocessor, radiosignalkretsar och dataminne. En något äldre idé, mikrokontrollern, har en mikroprocessor, minne och kretsar för att kommunicera med och driva externa enheter.