Qual è la caratteristica distintiva chiave di un microprocessore?
La maggior parte delle apparecchiature informatiche moderne ha un microprocessore al suo cuore. Il microprocessore dà a un computer la capacità di calcolare, ordinare dati ed eseguire confronti logici. La caratteristica distintiva chiave di un microprocessore è la sua natura integrata -- il modo in cui combina diversi circuiti diversi in un singolo pacchetto. Avere i componenti essenziali in un solo dispositivo rende l'apparecchiatura digitale -- inclusi cellulari, personal computer e server web -- più piccola, meno costosa e più facile da costruire.
Primi computer
Prima del 1971, l'anno in cui gli ingegneri Intel svilupparono il primo microprocessore, la maggior parte dei circuiti elettronici era ancora fatta di parti discrete: singoli transistor, resistori e condensatori. I computer fatti allora usavano molti degli stessi blocchi funzionali di base usati oggi: un'unità di elaborazione centrale (CPU) costituita da un'unità aritmetica e logica (ALU), registri di indirizzo dati e memoria, un contatore di programma e altri circuiti. Ogni blocco costruttivo poteva consistere di diverse schede circuito, ciascuna delle quali conteneva dozzine di parti individuali. Le schede circuito si collegavano a un telaio comune che trasportava segnali elettronici avanti e indietro tra loro.
Primi microprocessori
Nei primi anni '70, i circuiti integrati erano migliorati al punto che ognuno aveva migliaia di transistor, circa il numero necessario per fare un computer semplice. Gli ingegneri crearono circuiti che implementavano le funzioni di base di un computer tutto su un singolo chip di silicio. Invece di un computer che riempiva un armadio, crearono un computer in un singolo dispositivo che stava sulla punta del dito. Eliminando le migliaia di connessioni saldate tra i transistor nei circuiti discreti, gli ingegneri migliorarono notevolmente l'affidabilità del computer. Una volta finalizzato il design del chip, le fabbriche potevano produrli a milioni, riducendo i costi fino a fattori di 1.000.
Microprocessore contemporaneo
Nei decenni successivi agli anni '70, le tecniche di 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 hanno caratteristiche come CPU multiple, memoria ad alta velocità e gestione energetica sofisticata. Oltre ad avere circuiti più complessi, hanno ben oltre 1.000 volte la potenza di elaborazione dei primi dispositivi.
SoC e microcontrollore
Due variazioni del microprocessore, il system-on-a-chip (SoC) e il microcontrollore, portano il concetto di integrazione oltre mettendo più parti funzionali sullo stesso chip. Un singolo SoC può, ad esempio, contenere un microprocessore, circuiti per segnali radio e memoria dati. Un'idea un po' più vecchia, il microcontrollore, ha un microprocessore, memoria e circuiti per comunicare con e pilotare dispositivi esterni.