Qual ​​è la caratteristica distintiva chiave di un microprocessore?

La maggior parte delle moderne apparecchiature informatiche ha un microprocessore al centro. Il microprocessore offre a un computer la capacità di calcolare, ordinare i dati ed eseguire confronti logici. La caratteristica distintiva chiave di un microprocessore è la sua natura integrata:il modo in cui combina diversi circuiti in un unico pacchetto. Avere i componenti essenziali in un unico dispositivo rende le apparecchiature digitali, inclusi telefoni cellulari, personal computer e server Web, più piccole, meno costose e più facili da costruire.

I primi computer

Prima del 1971, anno in cui gli ingegneri Intel svilupparono il primo microprocessore, la maggior parte dei circuiti elettronici erano ancora costituiti da parti discrete:singoli transistor, resistori e condensatori. I computer realizzati allora utilizzavano molte delle stesse parti funzionali di base utilizzate oggi:un'unità di elaborazione centrale (CPU) costituita da un'unità aritmetica e logica (ALU), registri di indirizzi di memoria e dati, un contatore di programmi e altri circuiti. Ogni elemento costitutivo poteva essere costituito da diversi circuiti stampati, ognuno dei quali conteneva dozzine di singole parti. I circuiti stampati sono stati inseriti in uno chassis comune che trasportava segnali elettronici avanti e indietro tra di loro.

I primi microprocessori

All'inizio degli anni '70, i circuiti integrati erano migliorati al punto che ognuno aveva migliaia di transistor, più o meno il numero necessario per realizzare un semplice computer. Gli ingegneri hanno creato circuiti che implementano le funzioni di base di un computer su un unico chip di silicio. Invece di un computer che riempiva un armadietto, hanno creato un computer in un unico dispositivo che si adattava alla punta delle dita. Eliminando le migliaia di connessioni saldate tra i transistor nei circuiti discreti, gli ingegneri hanno notevolmente migliorato l'affidabilità del computer. Una volta finalizzato il design del chip, le fabbriche potrebbero eliminarli a milioni, riducendo i costi fino a 1.000 fattori.

Microprocessore contemporaneo

Nei decenni successivi agli anni '70, le tecniche dei circuiti integrati hanno aumentato il numero di transistor su un singolo chip da migliaia a miliardi. Sebbene i microprocessori mantengano la stessa organizzazione di base di prima, ora dispongono di funzionalità come CPU multiple, memoria ad alta velocità e sofisticata gestione dell'alimentazione. Oltre ad avere circuiti più complessi, hanno ben oltre 1.000 volte la potenza di elaborazione dei primi dispositivi.

SoC e microcontrollore

Due varianti del microprocessore, il system-on-a-chip (SoC) e il microcontroller, ampliano ulteriormente il concetto di integrazione inserendo più parti funzionali sullo stesso chip. Un singolo SoC può, ad esempio, contenere un microprocessore, circuiti di segnali radio e memoria dati. Un'idea un po' datata, il microcontrollore, ha un microprocessore, memoria e circuiti per comunicare e pilotare dispositivi esterni.