thumb|350px|Procesor AMD Athlon 64 X2 conectat pe soclu la placa de bază Un microprocesor este un procesor ale cărui componente au fost suficient de miniaturizate pentru a fi grupate într-un singur circuit integrat. Un microprocesor este o implementare cu un singur chip a unui procesor și care încorporează toate sau majoritatea funcțiilor unei unități centrale de procesare (UCP). Microprocesoarele sunt utilizate în orice arhitectură de calcul: PC-uri, servere, laptop-uri, sisteme înglobate etc, unde compatibilitatea software, performanța, generalitatea și flexibilitatea sunt importante. În prezent, aproape toate procesoarele de uz general sunt microprocesoare, ceea ce face ca cei doi termeni să fie practic sinonimi. Microprocesorul - Introducere - Definiții robotics.ucv.ro
Microprocesorul este realizat adesea pe o singură plăcuță de siliciu sau alt material semiconductor, care poate avea peste un milion de tranzistoare. Microprocesorul efectuează operațiile esențiale de prelucrare și controlează celelalte elemente ale sistemului de calcul. Microprocesorul constituie „creierul calculatorului”. Această componentă a computerului care coordonează întregul sistem, a marcat progresul tehnologic al ultimilor 50 de ani. Cu cât circuitele compacte sunt mai multe, cu atât microprocesorul va fi mai rapid, pentru ca electronii care intră în componența sa, vor avea de străbătut o distanță mai mică. Pe măsură ce cipurile își micșorează dimensiunile, un număr tot mai mare poate fi integrat în același diametru de silicon, prin îmbunătățirea echipamentului care se ocupă de funcționalitatea straturilor multiple. De-a lungul ultimilor decenii ani, avantajele date de prețurile relativ reduse și de dublarea capacității de procesare, au făcut ca PC-urile să devină principalul consumator de microprocesoare.
Termenul microprocesor a fost introdus în 1972 de către Intel, realizatoarea primului microprocesor de 4 biți, în anul 1971. Utilizarea microprocesoarelor a fost orientată inițial cu predilecție ca microcontrolere în structuri dedicate, pentru aplicații de control al proceselor. Apariția acestora a revoluționat modul de proiectare al sistemelor de calcul.
Datorită costului redus și fiabilității ridicate, microprocesoarele au o largă aplicabilitate fiind folosite pentru realizarea de microcalculatoare, echipamente periferice, sisteme de conducere a proceselor industriale, aparate medicale, etc.
Istoric Primul pas major în istoria procesoarelor a fost apariția tranzistoarelor la începutul anilor 1950. Cu această inovație, s-au adus procesoare tranzistorizate mult mai complexe și fiabile. Totodată în această perioadă a apărut și tehnologia de fabricare a procesoarele pe circuite integrate, iar cu evoluția microelectronicii procesoarele au devenit din ce in ce mai mici și mai performante.
Primele microprocesoare au apărut la începutul anilor ’70 și au fost utilizate pentru calculatoare electronice, folosind aritmetica zecimală (BCD) cu [sistem binar|[coduri binare]] pe cuvinte 8 biți, precum terminale, imprimante, diverse tipuri de automatizare etc. Microprocesoarele accesibile pe 8 biți cu adresare pe 16 biți au dus și la primele microcomputere cu scop general de la mijlocul anilor '70.
De la începutul anilor ’70, apar microprocesoarele pearhitectură 16 biți. Creșterea capacității microprocesoarelor a urmat legea lui Moore; acest lucru a sugerat inițial că numărul de componente care pot fi montate pe un cip se dublează în fiecare an.
În anii 1980, odată cu lansarea arhitecturii pe 32-bit, microprocesoarele au devenit nu numai o industrie completă, dar au determinat o creștere spectaculoasă a cererii de circuite integrate diverse și în special de memorii. Ele sunt utilizate nu numai ca unități centrale în microcalculatoare dar și în calculatoarele mari, în care numeroase unități care funcționează în paralel, conțin microprocesoare.
Apariția în anii 1986 -1987 a primelor microprocesoare pe arhitectură RISC (Reduced Instruction Set) comerciale: AMD2900 (AMD), ARM (Acorn), MIPS R2000 (Stanford), SPARC (Sun), PA-RISC (Hewlett Packard). Variante noi ale acestora care au apărut la mijlocul anilor '90 au fost disponibile pentru stații de lucru și desktop.
Dezvoltarea spectaculoasă a microprocesoarelor pe 64-bit din anii 1990, (inclusiv consola de jocuri Nintendo 64 în 1996), a produs o enormă piață de periferice, de programe software, servicii etc.
La începutul anilor 2000 au fost introduse microprocesoare pe 64 biți vizați de piața de calculatoare. Din anul 2003, acestea au fost utilizate pe scară largă în computerele personale (x86-64 și PowerPC 64), și de la mijlocul anului 2010 în dispozitive mobile (smartphone-uri, tablete, sisteme înglobate) cu microprocesoare pe arhitectură ARM (ARMv8-A, AArch64). Toate calculatoarele personale apărute după 2010 au procesor pe 64 de biți.
Apariția calculatoarelor low-cost pe circuite integrate a transformat societatea modernă. Microprocesoarele de uz general din calculatoarele personale sunt utilizate pentru calcul, editare de text, multimedia, comunicare pe internet etc. Microprocesoarele fac parte din sistemele încorporate, asigurând controlul digital asupra numeroase aplicații, de la aparate electrocasnice și telefoane celulare, până la automobile și controlul proceselor industriale. Istoria procesoarelor - cum a fost si la ce ne putem astepta? pchouse.ro, 16 Iulie 2013
Evoluție
1971: primul microprocesor, Intel 4004 pe 4-bit, a fost realizat de Intel, bazat pe un proiect Busicom din 1969
1972: Intel 8008, primul microprocesor pe 8 biți și adrese pe 14 biți. A fost baza pentru calculatoarele Mark-8. Procesorul a fost produs în colaborare cu Computer Terminals Corporation (ulterior Datapoint), din San Antonio, Texas.
1973: este produs National Semiconductor IMP-16, primul microprocesor multi-cip de 16 biți. În același an, National a introdus primul microprocesor cu un singur chip de 16 biți, PACE, care a fost urmat ulterior de o versiune NMOS, INS8900. Primul microprocesor cu un singur chip de 16 biți a fost TMS 9900 TI, introdus în 1976, care era, de asemenea, compatibil cu linia de minicomputere TI-990.
1974: este introdusă prima generație de microprocesoare Intel 8080 care a oferit performanțe îmbunătățite față de 8008, frecvența de 2 - 4 MHz. A fost integrat în calculatorul Altair 8800
1975: Motorola prezintă M 6800 împreună cu o familie de circuite periferice care implementează funcții bine precizate (interfață paralelă, interfață serială, ceas-temporizator)
1976: primul microprocesor cu un singur chip de 16 biți a fost TMS 9900 TI, care era compatibil cu linia de minicomputere TI-990. A urmat Z80 al firmei Zilog și MOS Technology 6502, unitatea centrală a lui Apple 2 și a primelor microcalculatoare Commodore. Intel aduce procesorul 8085 care adaugă lui 8080 caracteristici noi printre care 75 de instrucțiuni și o singură tensiune de alimentare de 5 V.
1978: Intel dezvoltă prima variantă pe 16 biți, 8086, extensie a arhitecturii clasice 8080. Programul de fabricație al lui 8086 este condus de un francez stabilit în Statele Unite, Jean - Claud Cornet. Acest procesor este considerat ca fiind începutul erei procesoarelor x86. Intel 8086 cunoscut și sub numele de iAPX 86, avea 29000 de tranzistori, iar procesul de fabricare era pe 3000nm. Procesorul rula la frecvențe de 5MHz - 10MHz, avea 40 de pini iar primul PC în care a fost folosit este IBM PS/2. Procesorul a fost clonat de către Uniunea Sovietică sub numele de KP1810BM86.
1979: Motorola prezintă procesorul de 16 biți, M68000 (cu 68000 de tranzistori); spre deosebire de 8086 avea un set de instrucțiuni ortogonal: se elimină instrucțiunile speciale, toate registrele, tipurile de date și modurile de adresare sunt disponibile pentru orice instrucțiune; 68008 este varianta cu interfață externă de 8 biți. 8088 (iAPX88) ce a urmat lui 8086, integrat pentru prima dată în seria de calculatoare IBM PC, și IBM XT. Intel 8088 avea 29.000 de tranzistoare, tehnologie de 3000 nm, rula la o frecvență între 5MHz și 8MHz, și 8 bit spre deosebire de 8086 care era pe 16 bit.
1980: AT&T Bell Labs produce BELLMAC-32A, primul microprocesor complet pe 32 de biți cu un singur cip, căi de date pe 32 de biți, magistrale și adrese pe 32 de biți. Producția generală începe în 1982.Microprocessor history-computer.com
1981: lansarea procesorului Intel iPAX 432, primul procesor pe 32-bit. Noua arhitectură pe 32 bit avea integrată funcția de multitasking și management de memorie. Procesorul a fost destinat calculatoarelor high end, dar nu a avut succes și a fost întrerupt în 1986. În proiectul original iPAX 432 trebuia să ruleze la o frecvență de 10MHz.
1982: Intel a lansat procesorul 80186, cunoscut sub numele de Intel 186 sau iPAX 186. Acesta era structural identic cu 8086 dar conținând câteva dispozitive sistem integrate în același circuit. Intel 80186 a fost integrat în calculatorul Tandy 2000, IBM-PC AT și în clonele de AT. În același an este introdus și microprocesorul 80286 cu 134.000 de tranzistori înglobați într-o capsulă cu 68 de pini. Acesta are unele facilități în plus cum ar fi mecanismele de memorie virtuală, și de protecție. Procesorul avea la bază modelul 8086, dar construit folosind un proces de fabricație de 2000nm și putea depăși 4 MIPS (million instructions per second) la o frecvență de 6MHz pînă la 25MHz (spre deosebire de 8086 care avea 0,75 MIPS la 10MHz). Pe lângă faptul că Intel 80286 era foarte performant, acesta era eficient și din punct de vedere al costului producției, și a rămas până în anul 2007, când Intel a lansat seria Atom. Acest procesor a rămas în istorie ca fiind cel mai mare salt de performanță față de generația precedentă.
1985: Intel introduce 80386 (i386DX) model pe 32 bit. Acesta era produs pe 1500nm și integra 275.000 de tranzistori, frecvența de bază era de 16MHz dar putea ajunge până la 33MHz. La frecvența maximă acesta executa 11,4 milioane instrucțiuni pe secundă, capacitate multitasking și o unitate de traducere a paginii, ceea ce a făcut mult mai ușor de implementat sisteme de operare care utilizează memorie virtuală. A fost fabricat până în anul 2007.
1988: apare modelul 386SX, destinat sistemelor desktop low end. Deși era fabricat pe 1000nm,magistrală pe 16 bit pentru a simplifica circuitul plăcii. Procesorul avea doar 24 de pini, ceeace limita cantitatea de RAM la maxim 16MB. Atât modelul 386DX cât și 386SX duceau lipsa unui coprocesor matematic. Versiunea 386SL lansată de Intel era un procesor 386 special ce îngloba 855.000 de tranzistori, fiind proiectat pentru piața calculatoarelor notebook, aflată în creștere. Acest microprocesor dispunea de un sistem de gestionare a consumului (Power Management), de o memorie cache de 8K, de un controeller DRAM și era capabil să funcționeze la 3,3 volți. 386SL a înregistrat un succes limitat, în cele din urmă fiind retras de pe piață.
1989: Intel introduce Intel 80486 primul din familia 80x86 la care unitatea de calcul în virgulă mobilă a fost integrată în același circuit cu unitatea centrală, înglobând astfel și coprocesorul matematic din 80387 în același circuit. Performanțele erau crescute semnificativ prin integrarea pe cip a coprocesorului matematic și a unei memorii cache de nivelul 1 de 8K. Tehnologia de fabricație era de tipul CMOS, înglobând 1,2 milioane de tranzistori pe cip. Procesorul 486 a fost fabricat pe 1000nm și 800nm. Modelul fabricat pe 800nm a fost numit 486DX, și avea o frecvență minima de 25MHz și una maximă de 50MHz. Procesorul era capabil de 41 milioane de operațiuni pe secundă. Modelul low end, Intel 486SX avea oprit coprocesorul matematic și rula la o frecvență cuprinsă între 16MHz și 33MHz.