mikroprosessoreissa

Mikroprosessori on pienikokoinen, integroidusta piiristä koostuva suorittimiyksikkö, joka toteuttaa ohjelmien käskyjä ja hallitsee tietojenkäsittelyn perusprosessit. Sen ydin koostuu ohjausyksiköstä, laskentayksiköstä (ALU) sekä rekistereistä, ja se toimii muistien ja I/O-laitteiden välisessä vuorovaikutuksessa. Nykyiset mikroprosessorit ovat usein moniytimisiä ja niissä on useita sisäisiä välimuisteja sekä muuta järjestelmälogiikkaa samassa paketissa.

Arkkitehtuuriltaan mikroprosessori määrittää käskyjen muodon ja toiminnan käskykannan (instruction set, ISAs). Yleisimmät esimerkit ovat x86 ja ARM. Käsittelyt voivat noudattaa CISC- tai RISC-perinnettä, vaikka käytännön nykykäytössä nämä käsitteet ovat vähemmän erillisiä. Moderneissa prosessoreissa on usein useita ytimia sekä on-chip välimuisteja (L1/L2/L3) ja muistiohjausta sekä virtualisointia tukevaa teknologiaa.

Suorituskykyyn vaikuttavat pipelining, monisäikeisyys, ajoitettu tai out-of-order -suoritus sekä ennakkoviekselöinti. Välimuistit sekä määrällisesti suuret latenssit ovat keskeisiä tekijöitä, samoin energiatehokkuus ja loppukäyttöön suunnattu tuki, kuten turbo- tai boost-toiminnot. Useimmiten prosessori yhdistää muistiohjauksen ja I/O-rajapinnat suoraan siruun, mikä mahdollistaa nopean tiedonsiirron.

Mikroprosessoreita käytetään laajasti pöytätietokoneissa, kannettavissa laitteissa sekä sulautetuissa järjestelmissä, kuten autoissa, teollisuuslaitteissa ja älylaitteissa. Kehitys on suuntautunut energiatehokkuuden parantamiseen, pienempien teknologiaprosessien käyttöönottoon sekä moniydintekniikoiden ja integroitujen ominaisuuksien lisäämiseen. Eri prosessorit saattavat erota mm. valmistustekniikan, kellokäyrän ja I/O-kytkösten suhteen.

Historiaan kuuluvat varhaiset mikropiirit kuten Intel 4004 (1971) ja 8086, joista kehittyi monisäikeiset ja moniytimiset suorittimet. Mikroprosessoreiden kehitys on ollut merkittävä osa tietokoneiden ja elektronisten laitteiden kehitystä.