Kaj je ključna značilnost mikroprocesorja?

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

Zgodnji računalniki

Pred letom 1971, ko so Intelovi inženirji razvili prvi mikroprocesor, je bila večina elektronskih vezij še vedno sestavljena iz ločenih delov:posameznih tranzistorjev, uporov in kondenzatorjev. Takrat izdelani računalniki so uporabljali veliko istih osnovnih funkcionalnih delov, ki se uporabljajo danes:centralno procesno enoto (CPE), sestavljeno iz aritmetične in logične enote (ALU), podatkovnih in pomnilniških naslovnih registrov, programskega števca in drugih vezij. Vsak gradnik je lahko sestavljen iz več vezij, od katerih je vsako vsebovalo na desetine posameznih delov. Vezja so bila priključena na skupno ohišje, ki je med seboj prenašalo elektronske signale.

Zgodnji mikroprocesorji

V zgodnjih sedemdesetih letih prejšnjega stoletja so se integrirana vezja izboljšala do te mere, da je imelo vsako na tisoče tranzistorjev, kar je približno toliko, kot je potrebno za izdelavo preprostega računalnika. Inženirji so ustvarili vezja, ki izvajajo osnovne funkcije računalnika na enem samem silicijevem čipu. Namesto računalnika, ki je napolnil kabinet, 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 bodo dokončale zasnovo čipov, bi jih lahko tovarne izločile na milijone, kar bi zmanjšalo stroške za faktorje do 1000.

Sodobni mikroprocesor

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

SoC in mikrokrmilnik

Dve različici mikroprocesorja, sistem na čipu (SoC) in mikrokrmilnik, popeljeta koncept integracije naprej tako, da na isti čip postavita več funkcionalnih delov. Posamezen SoC lahko na primer vsebuje mikroprocesor, vezje radijskega signala in podatkovni pomnilnik. Nekoliko starejša zamisel, mikrokrmilnik, ima mikroprocesor, pomnilnik in vezje za komunikacijo in pogon zunanjih naprav.