Mi a mikroprocesszor legfontosabb megkülönböztető jellemzője?
A legtöbb modern számítástechnikai berendezés szívében mikroprocesszor található. A mikroprocesszor lehetővé teszi a számítógép számára az adatok kiszámítását, rendezését és logikai összehasonlításokat. A mikroprocesszorok legfontosabb megkülönböztető jellemzője az integrált jellege – az a mód, ahogyan több különböző áramkört egyesít egyetlen csomagban. Az alapvető összetevők egyetlen eszközben való elhelyezésével a digitális berendezések – köztük a mobiltelefonok, személyi számítógépek és webszerverek – kisebbek, olcsóbbak és könnyebben összeállíthatók.
Korai számítógépek
1971 előtt, amikor az Intel mérnökei kifejlesztették az első mikroprocesszort, a legtöbb elektronikus áramkör még különálló részekből állt:egyedi tranzisztorokból, ellenállásokból és kondenzátorokból. Az akkor készült számítógépek ugyanazokat az alapvető funkcionális alkatrészeket használták, mint ma is:egy aritmetikai és logikai egységből (ALU), adat- és memóriacímregiszterekből, programszámlálóból és egyéb áramkörökből álló központi feldolgozó egységet (CPU). Minden építőelem több áramköri lapból állhatott, amelyek mindegyike több tucat különálló alkatrészt tartalmazott. Az áramköri lapok egy közös házba csatlakoztak, amely oda-vissza továbbította az elektronikus jeleket.
Korai mikroprocesszorok
Az 1970-es évek elején az integrált áramkörök odáig fejlődtek, hogy mindegyikben több ezer tranzisztor volt, nagyjából annyi, amennyi egy egyszerű számítógép elkészítéséhez szükséges. A mérnökök egyetlen szilícium chipen létrehozták a számítógép alapvető funkcióit megvalósító áramköröket. A szekrényt megtöltő számítógép helyett egyetlen eszközben létrehoztak egy számítógépet, amely elfért az ujjbegyén. A különálló áramkörökben lévő tranzisztorok közötti több ezer forrasztott csatlakozás megszüntetésével a mérnökök nagymértékben javították a számítógép megbízhatóságát. Amint véglegesítették a chip kialakítását, a gyárak milliókkal lenyomhatják azokat, és ezzel akár 1000-szeres faktorral csökkenthetik a költségeket.
Kortárs mikroprocesszor
Az 1970-es éveket követő évtizedekben az integrált áramköri technikák több ezerről milliárdra növelték az egyetlen chipen lévő tranzisztorok számát. Bár a mikroprocesszorok megtartják ugyanazt az alapfelépítést, mint korábban, ma már olyan funkciókkal rendelkeznek, mint például a több CPU, a nagy sebességű memória és a kifinomult energiagazdálkodás. Amellett, hogy bonyolultabb áramköreik vannak, jóval több mint 1000-szer akkora feldolgozási teljesítményük van, mint a legkorábbi eszközök.
SoC és mikrovezérlő
A mikroprocesszor két változata, a system-on-a-chip (SoC) és a mikrokontroller továbbviszi az integráció koncepcióját azáltal, hogy több funkcionális alkatrészt helyeznek ugyanarra a chipre. Egyetlen SoC tartalmazhat például mikroprocesszort, rádiójel áramkört és adatmemóriát. Egy valamivel régebbi ötlet, a mikrokontroller rendelkezik mikroprocesszorral, memóriával és áramkörrel a külső eszközökkel való kommunikációhoz és meghajtáshoz.