mikroprosessor – Store norske leksikon

Mikroprosessor, Intels Itanium 800 er en 64 bits mikroprosessor med en klokkefrekvens på 800 MHz og bussfrekvens på 133 MHz. Prosessoren har 418 pinner (tilkoplingspunkter) og er 12,95 · 7,27 cm stor.

Intel.

Lisens: Begrenset gjenbruk

En mikroprosessors struktur (forenklet).

Mikroprosessor (struktur)

Av KF/Store norske leksikon ※.

Lisens: Begrenset gjenbruk

Mikroprosessor er en enhet for prosessering av instruksjoner og data i en datamaskin eller annen digital enhet. En datamaskin kan også ha mikroprosessorer for spesielle oppgaver slik som grafikk (GPU), lyd og video. Mikroprosessorer i spesialisert utstyr er ofte låst til å gjøre bestemte oppgaver, mens i en datamaskin vil den kunne utføre langt mer generelle instruksjoner. En mikroprosessor er en fullverdig regneenhet samlet på en halvlederbrikke (en integrert krets), i motsetning til en prosessor.

Faktaboks

Uttale: mˈikroprosessor
Etymologi: engelsk micro processor
Også kjent som: CPU, prosessor, Central Processing Unit

Ytelsen til en mikroprosessor avhenger av egenskaper som hvor mye data som kan behandles samtidig (ordlengde), klokkefrekvens, antall instruksjoner som kan behandles per klokkesyklus, antall kjerner, størrelse på integrert minne (cache), hvordan instruksjonene er lagt opp, bredde på intern buss, og det interne kontrollprogrammet (mikrokoden).

Fysiske attributter som transistorenes størrelse og innbyrdes avstand bestemmer maksimal klokkefrekvens. Dess mindre dimensjoner, dess høyere frekvens og dess flere transistorer er det plass til på samme areal. Ytelsen er noenlunde proporsjonal med antall transistorer. Metoder for å begrense mikroprosessorenes strømforbruk og varmeutvikling har blitt viktig etter hvert.

Det strides om hvem som var først ute med en ekte mikroprosessor, siden tre ulike prosjekter fra henholdsvis Intel, Texas Instruments (TI) og Garrett AiResearch framstilte hver sin mikroprosessor omtrent på samme tid. Patentet for mikroprosessoren har gjennom historien vært tildelt flere ulike aktører, og har vært gjenstand for mange behandlinger i det amerikanske rettsvesenet.

Ser man bort i fra patentstriden regnes imidlertid Intel 4004 som den første mikroprosessoren, da dette var mikroprosessoren som fikk stor utbredelse. Denne ble lansert 15. november 1971.

For ordinære datamaskiner er det i dag stort sett AMD og Intel som leverer prosessorer.

Historisk utvikling

En viktig egenskap ved en prosessor er hvor mange bit som kan behandles samtidig (ordlengde). De aller første mikroprosessorene håndterte fire bit, så kom 8-bits prosessorer i 1972 og 16-bits i 1975. Hjemmedatamaskinene tidlig på 1980-tallet hadde 8-bits mikroprosessorer, mens IBMs første PC brukte en 16 bits mikroprosessor fra Intel, med 8-bits buss. De første 32-bits prosessorer kom rundt 1980, og de første 64-bits prosessorene rundt 1990.

Miniatyriseringen som har preget utviklingen av halvlederteknologien helt fra starten, har gjort det mulig å øke klokkefrekvensen kolossalt. Intels 8088-prosessor fra 1979 som ble brukt i IBMs første PC, hadde en frekvens på 4,77 MHz, mens det i 2005 ble levert PC-prosessorer med en klokkefrekvens på 3,0 GHz (gigahertz). Økningen i klokkefrekvens har stagnert fordi høyere frekvens øker varmeutviklingen som har blitt en begrensende faktor. Dagens prosessorer har en klokkefrekvens på opp mot 4 GHz. Klokkefrekvensen er imidlertid ofte redusert, og man har heller flere prosessorer (kjerner) i samme enhet.

I 1971 hadde Intels første mikroprosessor, 4004, 2300 transistorer. PC-prosessoren Core Duo, som Intel introduserte i 2006, har 376 millioner transistorer.

Fram til år 2005 doblet ytelsen seg omtrent hver 18. måned på grunn av økning i klokkefrekvens og antall transistorer per brikke. Det er basert på en observasjon kjent som Moores lov. Gordon Moores observasjon i 1965 var at antall transistorer per brikke kunne dobles hvert år. En hurtigere vekst ville gi for stor feilrate (kasserte brikker) til at produksjonen ble lønnsom. I 1975 ble Moores lov modifisert til å anta en dobling av transistorantallet hver 24. måned.

Transistortettheten fortsatte å øke selv om klokkefrekvensøkningen stagnerte. En søkte nå vekst i ytelsen ved mer parallell utførelse. Først ved å effektivisere utførelsen av hver instruksjon, så ved å legge flere prosessorer på samme brikke – en flerkjernet mikroprosessor. IBM var først ute, med den tokjernede Power4 fra 2000. Per 2006 tilbød både AMD og Intel tokjernede prosessorer for PC-er og servere, mens Sun introduserte den åttekjernede UltraSparc T1 i 2005. I 2022 har forholdsvis ordinære maskiner både 8 og 16 kjerner som vanlig spesifikasjon.

Les mer i Store norske leksikon

Kommentarer (2)

10. juni 2022 skrev Yngve Jarslett

Var American Microsystems MP944 fra 1970 den første serieproduserte mikroprosessoren i verden, som mange den regner som? Var den en 20-bit prosessor? Det høres mye ut for den tid selv om den var for militær bruk. Mvh, Yngve

22. september 2022 svarte Ola Nordal

Takk for spørsmålet. Jeg sender det videre til en fagperson. Mvh Ola

Kommentarer til artikkelen blir synlig for alle. Ikke skriv inn sensitive opplysninger, for eksempel helseopplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan. Det kan ta tid før du får svar.

Du må være logget inn for å kommentere.

Fagansvarlig for Datamaskinarkitektur

Tom Heine Nätt

Førstelektor, Høgskolen i Østfold