คุณลักษณะเด่นของไมโครโปรเซสเซอร์คืออะไร?

อุปกรณ์คอมพิวเตอร์ที่ทันสมัยส่วนใหญ่มีไมโครโปรเซสเซอร์อยู่ในหัวใจ ไมโครโปรเซสเซอร์ทำให้คอมพิวเตอร์สามารถคำนวณ จัดเรียงข้อมูล และทำการเปรียบเทียบเชิงตรรกะ คุณลักษณะที่แตกต่างที่สำคัญของไมโครโปรเซสเซอร์คือลักษณะการบูรณาการ ซึ่งเป็นการรวมวงจรต่างๆ ไว้ในชุดเดียว การมีส่วนประกอบที่จำเป็นในอุปกรณ์เครื่องเดียวทำให้อุปกรณ์ดิจิทัล เช่น โทรศัพท์มือถือ คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล และเว็บเซิร์ฟเวอร์ มีขนาดเล็กลง ราคาไม่แพง และง่ายต่อการสร้าง

ก่อนปี 1971 ปีที่วิศวกรของ Intel พัฒนาไมโครโปรเซสเซอร์ตัวแรก วงจรอิเล็กทรอนิกส์ส่วนใหญ่ยังคงทำจากชิ้นส่วนที่ไม่ต่อเนื่อง ได้แก่ ทรานซิสเตอร์ ตัวต้านทาน และตัวเก็บประจุแต่ละตัว คอมพิวเตอร์ที่ผลิตขึ้นนั้นใช้ชิ้นส่วนการทำงานพื้นฐานเดียวกันกับที่ใช้อยู่ในปัจจุบัน: หน่วยประมวลผลกลาง (CPU) ประกอบด้วยหน่วยเลขคณิตและลอจิก (ALU) การลงทะเบียนที่อยู่ข้อมูลและหน่วยความจำ ตัวนับโปรแกรม และอื่นๆ วงจร โครงสร้างแต่ละส่วนอาจประกอบด้วยแผงวงจรหลายแผ่น ซึ่งแต่ละแผ่นประกอบด้วยชิ้นส่วนต่างๆ หลายสิบชิ้น แผงวงจรเสียบเข้ากับแชสซีทั่วไปที่มีสัญญาณอิเล็กทรอนิกส์ไปมาระหว่างกัน

ในช่วงต้นทศวรรษ 1970 วงจรรวมได้รับการปรับปรุงจนถึงจุดที่แต่ละวงจรมีทรานซิสเตอร์เป็นพันตัว ซึ่งเป็นจำนวนโดยประมาณที่จำเป็นในการสร้างคอมพิวเตอร์อย่างง่าย วิศวกรได้สร้างวงจรที่ใช้ฟังก์ชันพื้นฐานของคอมพิวเตอร์ทั้งหมดบนชิปซิลิคอนตัวเดียว แทนที่จะเป็นคอมพิวเตอร์ที่บรรจุอยู่ในตู้ พวกเขาสร้างคอมพิวเตอร์ในอุปกรณ์เครื่องเดียวที่พอดีกับปลายนิ้วของคุณ ด้วยการกำจัดการเชื่อมต่อที่บัดกรีระหว่างทรานซิสเตอร์ในวงจรแบบไม่ต่อเนื่องนับพันครั้ง วิศวกรจึงปรับปรุงความน่าเชื่อถือของคอมพิวเตอร์ได้อย่างมาก เมื่อพวกเขาสรุปการออกแบบชิปแล้ว โรงงานต่างๆ สามารถประทับตราได้หลายล้าน โดยลดต้นทุนด้วยปัจจัยต่างๆ มากถึง 1,000

ในทศวรรษหลังทศวรรษ 1970 เทคนิควงจรรวมได้เพิ่มจำนวนทรานซิสเตอร์บนชิปตัวเดียวจากหลายพันเป็นพันล้าน แม้ว่าไมโครโปรเซสเซอร์จะยังคงมีโครงสร้างพื้นฐานเหมือนเดิม แต่ตอนนี้มีฟีเจอร์ต่างๆ เช่น CPU หลายตัว หน่วยความจำความเร็วสูง และการจัดการพลังงานที่ซับซ้อน นอกเหนือจากการมีวงจรที่ซับซ้อนมากขึ้นแล้ว พวกมันยังมีพลังการประมวลผลมากกว่าอุปกรณ์รุ่นก่อนๆ ถึง 1,000 เท่า

ไมโครโปรเซสเซอร์สองรูปแบบ คือ system-on-a-chip (SoC) และไมโครคอนโทรลเลอร์ นำแนวคิดของการผนวกรวมเพิ่มเติมด้วยการวางชิ้นส่วนที่ใช้งานได้มากขึ้นบนชิปตัวเดียวกัน ตัวอย่างเช่น SoC เดียวอาจมีไมโครโปรเซสเซอร์ วงจรสัญญาณวิทยุ และหน่วยความจำข้อมูล แนวคิดที่ค่อนข้างเก่ากว่า ไมโครคอนโทรลเลอร์ มีไมโครโปรเซสเซอร์ หน่วยความจำ และวงจรเพื่อสื่อสารและขับเคลื่อนอุปกรณ์ภายนอก