Mikroprocessor

nobaý|Intel 4004
nobaý|Motorola 6800 (MC6800)
nobaý|Zamanagóy 64-bitlik x86-64 processorı (AMD Ryzen Threadripper 7970X, Zen 4 tiykarında, 2023)
nobaý|AMD Ryzen 7 1800X (2017, Zen tiykarında) processorı anaplatadaǵı AM4 soketinde
Mikroprocessor ‒ bul maǵlıwmatlardı qayta islew logikası hám basqarıwı bir integral sxemada (IS) yamasa bir neshe IS-larda jaylasqan kompyuter processorı. Mikroprocessor kompyuterdiń oraylıq processor blogınıń (CPU) funkciyaların orınlaw ushın zárúr bolǵan arifmetikalıq, logikalıq hám basqarıw sxemaların óz ishine aladı. Integral sxema baǵdarlama kórsetpelerin interpretaciya etiw hám orınlaw, sonday-aq arifmetikalıq operaciyalardı orınlaw uqıplılıǵına iye. Mikroprocessor - bul kóp maqsetli, saattan basqarılatuǵın, registrlerge tiykarlanǵan, cifrlı integral sxema bolıp, ol ekilik maǵlıwmatlardı kiris sıpatında qabıl etedi, onı yadta saqlanǵan kórsetpelerge muwapıq qayta isleydi hám nátiyjelerdi (jáne de ekilik formada) shıǵıs sıpatında beredi. Mikroprocessorlar kombinaciyalıq logika hám izbe-iz cifrlı logikanı óz ishine aladı hám ekilik sanaq sistemasında kórsetilgen sanlar hám belgiler menen isleydi.

Júdá úlken masshtablı integraciya (VLSI) texnologiyasın qollanıp, pútkil CPU-dı bir yamasa bir neshe integral sxemaǵa biriktiriw processorlıq quwattıń bahasın ádewir tómenletti. Integral sxemalı processorlar joqarı avtomatlastırılǵan metal-oksid-yarım ótkizgish (MOS) óndiris processleri arqalı úlken sanlarda islep shıǵarıladı, nátiyjede salıstırmalı túrde tómen birlik bahasına alıp keledi. Bir chipli processorlar isenimlilikti arttıradı, sebebi buzılıwı múmkin bolǵan elektr baylanısları azıraq boladı. Mikroprocessor dizaynları jaqsılanǵan sayın, chipti (birdey ólshemdegi yarım ótkizgish chipte qurılǵan kishirek komponentler menen) islep shıǵarıw bahası, ulıwma alǵanda, Roknıń nızamına muwapıq ózgermey qaladı.

Mikroprocessorlardan aldın, kishi kompyuterler kóp orta hám kishi masshtablı integral sxemaları bar sxema platalarınıń stellajların paydalanıp qurılǵan edi, ádette TTL túrindegi. Mikroprocessorlar bunı bir yamasa bir neshe iri masshtablı IS-larǵa biriktirdi. Mikroprocessordı oylap tabıwǵa kimniń miyneti sińgen degen máselede kelispewshilikler bar bolsa da, birinshi kommerciyalıq jaqtan jetkilikli mikroprocessor Federiko Fadjin tárepinen proektlestirilgen hám 1971-jılı isle qosılǵan Intel 4004 boldı.

Mikroprocessor quwatınıń úziliksiz artıwı kompyuterlerdiń basqa túrlerin derlik tolıq eski bolıp qalıwına alıp keldi (kompyuter apparatlıq támiynatınıń tariyxın qarań), eń kishi qosılǵan sistemalar hám qol qurılmalarınan baslap eń úlken meynfreymler hám superkompyuterlerge shekem hámme nársede bir yamasa bir neshe mikroprocessorlar qollanıladı.

Mikroprocessor mikrokontrollerden, sonıń ishinde chiptegi sistemadan ayrıqsha. Mikroprocessor cifrlı signallardı qayta islewshi menen baylanıslı, biraq onnan ayrıqsha, cifrlı signallardı qayta islewshiniń arxitekturası cifrlı signallardı qayta islewdiń operaciyalıq talaplarına optimallastırılǵan arnawlı mikroprocessor chipi bolıp tabıladı.: 104–107 

 Strukturası 
nobaý|Z80 mikroprocessorınıń arxitekturasınıń blok-sxeması, arifmetikalıq hám logikalıq bólimdi, registr faylın, basqarıw logikası bólimin hám sırtqı adres hám maǵlıwmat sızıqlarına buferlerdi kórsetedi.
Integral sxemanıń quramalılıǵı bir chipke jaylastırılıwı múmkin tranzistorlar sanına, processordı sistemanıń basqa bólimlerine baylanıstıratuǵın paket terminallarınıń sanına, chipte islenetuǵın múmkin bolǵan baylanıslar sanına hám chiptiń tarqata alatuǵın jıllılıq muǵdarına baylanıslı fizikalıq sheklewler menen sheklengen. Rawajlanıp atırǵan texnologiya quramalıraq hám qúdiretlirek chiplerdi islep shıǵarıwǵa imkaniyat beredi.

Minimal gipotetikalıq mikroprocessor tek arifmetikalıq logikalıq blok (ALU) hám basqarıw logikası bóliminen ibarat bolıwı múmkin. ALU qosıw, alıw hám AND yamasa OR sıyaqlı operaciyalardı orınlaydı. ALU-dıń hárbir operaciyası status registrinde bir yamasa bir neshe bayraqlardı ornatadı, olar sońǵı operaciyanıń nátiyjelerin kórsetedi (nól mánis, teris san, tolıp ketiw yamasa basqalar). Basqarıw logikası este saqlaw qurılmasınan buyrıq kodların aladı hám ALU-ǵa buyrıqtı orınlaw ushın zárúr bolǵan operaciyalar izbe-izligin baslaydı. Bir operaciya kodı processordıń kóplegen ayırım maǵlıwmat jollarına, registrlerine hám basqa elementlerine tásir etiwi múmkin.

Integral sxema texnologiyası rawajlanǵan sayın, bir chipte anaǵurlım quramalıraq processorlardı islep shıǵarıw múmkin boldı. Maǵlıwmat obektleriniń ólshemi úlkeydi; chipte kóbirek tranzistorlarǵa ruqsat etiw sóz ólshemleriniń 4- hám 8-bitli sózlerden házirgi 64-bitli sózlerge shekem ósiwine alıp keldi. Processor arxitekturasına qosımsha ózgeshelikler qosıldı; chipte kóbirek registrler baǵdarlamalardı tezletti, al quramalı buyrıqlar baǵdarlamalardı kóbirek ıqsham etiw ushın qollanıla alatuǵın boldı. Mısalı, qalqıwshı útirli arifmetika kóbinese 8-bitli mikroprocessorlarda joq edi, biraq baǵdarlamalıq támiynat arqalı ámelge asırılıwı kerek edi. Qalqıwshı útirli bloktı, dáslep ayırım integral sxema sıpatında, keyin sol mikroprocessor chipiniń bir bólegi sıpatında biriktiriw qalqıwshı útirli esaplawlardı tezletti.

Geyde, integral sxemalardıń fizikalıq sheklewleri bit bólegi usılı sıyaqlı ámeliyatlardı zárúr etti. Uzın sózdiń hámmesin bir integral sxemada qayta islewdiń ornına, bir neshe parallel sxemalar hárbir sózdiń kishi bólimlerin qayta isledi. Bul, mısalı, hárbir bólektegi tasıw hám tolıp ketiwdi basqarıw ushın qosımsha logikanı talap etse de, nátiyjede, mısalı, hárbiri tek tórt bitlik quwatqa iye bolǵan integral sxemalardı paydalanıp 32-bitlik sózlerdi qayta isley alatuǵın sistema payda boldı.

Bir chipke úlken sandaǵı tranzistorlardı jaylastırıw múmkinshiligi yad qurılmasın processor menen bir kristalda biriktiriwge múmkinshilik beredi. Bul CPU keshi chipten tıs yadqa qaraǵanda tezirek kirisiw artıqmashılıǵına iye hám kóplegen qollanıwlar ushın sistemanıń qayta islew tezligin arttıradı. Processor saaat jiyiligi sırtqı yad qurılmasınıń tezligine qaraǵanda tezirek ósken, sonlıqtan processor ásterek sırtqı yad qurılması tárepinen keshiktirilmewi ushın kesh yad qurılması zárúr.

Ayırım processorlardıń dizaynı tolıq testlew qıyın bolatuǵın dárejede quramalasqan, hám bul iri bult provayderlerinde mashqalalarǵa sebep bolǵan.

 Arnawlı maqsetli dizaynlar 
Mikroprocessor - bul ulıwma maqsetli qayta islew birligi. Onnan keyin bir neshe arnawlı qayta islew qurılmaları payda boldı:

 Cifrlı signal processorı (DSP) signallardı qayta islewge arnalǵan.
 Grafikalıq qayta islew blokları (GPUs) tiykarınan súwretlerdi haqıyqıy waqıt rejiminde vizuallastırıw ushın jobalanǵan processorlar.
 Videonı qayta islew hám mashina kóriwi ushın basqa da arnawlı bloklar bar. (Qarań: Apparatlıq támiynat tezletiwi.)
 Engizilgen sistemalar hám periferiya qurılmalarındaǵı mikrokontrollerler.
 Chiptegi sistemalar (SoCs) kóbinese bir yamasa bir neshe mikroprocessor hám mikrokontroller yadroların radio modemler sıyaqlı basqa komponentler menen biriktiredi hám smartfonlar hám planshet kompyuterlerinde qollanıladı.

 Tezlik hám quwat múmkinshilikleri 
nobaý|Intel Core i9-9900K (2018, Coffee Lake tiykarında)
Mikroprocessorlar hár qıylı qollanıwlar ushın olardıń sóz ólshemine qarap tańlanıwı múmkin, bul olardıń quramalılıǵınıń ólshemi bolıp tabıladı. Uzınıraq sóz ólshemleri processordıń hárbir saat cikliniń kóbirek esaplawlardı orınlawına múmkinshilik beredi, biraq fizikalıq jaqtan úlkenirek integraciyalanǵan sxema chipleri menen baylanıslı bolıp, joqarıraq kútiw hám jumıs islew quwat sarıplanıwına iye boladı. 4-, 8- yamasa 12-bitli processorlar engizilgen sistemalarda isleytuǵın mikrokontrollerlerge keń integraciyalanǵan. Eger sistema úlken kólemdegi maǵlıwmatlardı qayta islewi yamasa paydalanıwshı interfeysiniń kóbirek iykemli bolıwın talap etse, 16-, 32- yamasa 64-bitli processorlar qollanıladı. 8- yamasa 16-bitli processor 32-bitli processordıń ornına chiptegi sistema yamasa mikrokontroller qollanıwları ushın tańlanıwı múmkin, eger olar júdá tómen quwatlı elektronikaǵa mútáj bolsa yamasa joqarı dálliktegi analogtan cifrlıǵa aylandırıwshılar sıyaqlı shawqımǵa sezgir chiptegi analog elektronikası bar aralas signallı integraciyalanǵan sxemanıń bir bólegi bolsa, yamasa ekewi de bolsa. Ayırım adamlar 8-bitli chipte 32-bitli arifmetikanı orınlaw kóbirek quwat sarıplawı múmkin deydi, sebebi chip bir neshe kórsetpeler menen baǵdarlamanı orınlawı kerek.
Biraq, basqalar zamanagóy 8-bitli chiplerdiń ekvivalent baǵdarlama proceduraların orınlaǵanda bárqulla 32-bitli chiplerden góre quwat jaǵınan nátiyjelirek ekenin aytadı.

 Engizilgen qollanbalar 
Dástúrli túrde kompyuter menen baylanıslı bolmaǵan mıńlaǵan zatlar mikroprocessorlardı óz ishine aladı. Olarǵa úy texnikası, kólikler (hám olardıń aksessuarları), qurallar hám test ásbapları, oyınshıqlar, jaqtı óshirip-jandırǵıshlar/reostatlar hám elektr shınjırınıń úzgishleri, tútin signalizaciyaları, batareya blokları hám joqarı sapalı audio/vizual komponentler (DVD oynatqıshlardan baslap grammofon plastinka oynatqıshlarına shekem) kiredi. Uyalı telefonlar, DVD video sistemaları hám HDTV translyaciya sistemaları sıyaqlı ónimler tiykarınan quwatlı, arzan mikroprocessorları bar tutınıwshı qurılmaların talap etedi. Barǵan sayın qatańlasıp atırǵan hawanı pataslawdı qadaǵalaw standartları avtomobil óndiriwshilerdi avtomobildiń keń ózgermeli jumıs sharayatlarında shıǵındılardı optimal basqarıwǵa múmkinshilik beriw ushın mikroprocessorlı dvigateldi basqarıw sistemaların qollanıwǵa májbúr etedi. Baǵdarlamalanbaytuǵın basqarıw qurılmaları mikroprocessor menen múmkin bolǵan nátiyjelerge erisiw ushın úlken kólemli yamasa qımbat ámelge asırıwdı talap eter edi.

Mikroprocessordı basqarıw baǵdarlaması (engizilgen baǵdarlamalıq támiynat) ónim qatarınıń talaplarına sáykes keletuǵınday etip islenip shıǵılıwı múmkin, bul ónimniń dizaynın minimal ózgertiw arqalı ónimlilikti jaqsılawǵa múmkinshilik beredi. Ónim qatarınıń hár qıylı modellerinde ayrıqsha qásiyetler óndiris shıǵınların derlik kóbeytpey ámelge asırılıwı múmkin.

Sistemanı mikroprocessor arqalı basqarıw elektromexanikalıq basqarıw yamasa arnawlı elektronlıq basqarıw arqalı ámelge asırıw qıyın bolǵan basqarıw strategiyaların támiyinley aladı. Mısalı, ishki janıw dvigateliniń basqarıw sisteması ot aldırıw waqtın dvigateldiń tezligi, júkleme, temperatura hám detonaciyaǵa bolǵan baqlanǵan beyimlilik tiykarında dúzete aladı, bul dvigatelge hár qıylı sapalı janılǵılarda islewge múmkinshilik beredi.

 Tariyxı 
Integral sxemalardaǵı arzan kompyuterlerdiń payda bolıwı zamanagóy jámiyetti túp-tiykarınan ózgertti. Jeke kompyuterlerdegi ulıwma maqsetli mikroprocessorlar esaplaw, tekst redaktorlaw, multimediya kórsetiw hám Internet arqalı baylanısıw ushın qollanıladı. Kóplegen basqa mikroprocessorlar engizilgen sistemalardıń bir bólegi bolıp, úy texnikasınan baslap avtomobillerge, uyalı telefonlarǵa hám óndiris processlerin basqarıwǵa shekem sansız obektlerdi cifrlı basqarıwdı támiyinleydi. Mikroprocessorlar Djordj Bul atına qoyılǵan Bul logikasına tiykarlanǵan binar operaciyalardı orınlaydı. Kompyuter sistemaların Bul logikası járdeminde basqarıw múmkinshiligi birinshi ret 1938-jılı magistrant Klod Shennonnıń dissertaciyasında dálillengen, ol keyinirek professor bolǵan. Shennon "Informaciya teoriyasınıń ákesi" dep esaplanadı. 1951-jılı Kembridj universitetiniń (Ullıbritaniya) ilimpazı Moris Uilks mikroprogrammalastırıwdı oylap taptı, bul oraylıq processordıń arnawlı ROM-da jaylasqan arnawlı baǵdarlama arqalı basqarılıwı múmkin ekenligin túsiniwden kelip shıqtı. Uilkske jáne de simvollıq belgiler, makroslar hám podprogrammalar (úles programmalar) kitapxanası ideyası tiyisli.

1960-jıllardıń basında MOS integral sxema chipleriniń rawajlanıwınan keyin, 1964-jılǵa kelip MOS chipleri bipolyar integral sxemalarǵa qaraǵanda joqarı tranzistor tıǵızlıǵına hám tómen óndiris qárejetlerine eristi. MOS chipleri Mur nızamı boljaǵanday quramalılıǵın arttırıp bardı, bul 1960-jıllardıń aqırına kelip bir MOS chipinde júzlegen tranzistorları bar úlken masshtablı integraciyaǵa (LSI) alıp keldi. MOS LSI chipleriniń esaplaw texnikasına qollanılıwı birinshi mikroprocessorlardıń tiykarı boldı, sebebi injenerler tolıq kompyuter processorın bir neshe MOS LSI chipine jaylastırıw múmkin ekenin túsine basladı. 1960-jıllardıń aqırında dizaynerler kompyuterdiń oraylıq processor blogı (CPU) funkciyaların bir neshe MOS LSI chiplerine biriktiriwge umtıldı, bul chipler toplamı mikroprocessor blogı (MPU) dep ataldı.

Mikroprocessordı kim oylap tapqanı haqqında kelispewshilikler bar bolsa da"The Surprising Story of the First Microprocessors". 30 August 2016. Archived from the original on 4 October 2022. Retrieved 4 October 2022., birinshi kommerciyalıq jaqtan jetkilikli mikroprocessor 1971-jılı bir MOS LSI chipi sıpatında shıǵarılǵan Intel 4004 boldı. Bir chipli mikroprocessor MOS kremniy-dárwazalı texnologiyanıń (SGT) rawajlanıwı arqasında múmkin boldı. Dáslepki MOS tranzistorları alyuminiy metall dárwazalarǵa iye edi, olardı italiyalı fizik Federiko Fadjin 1968-jılı Fairchild Semiconductor kompaniyasında birinshi kremniy-dárwazalı MOS chipin islep shıǵıw ushın kremniy ózi tuwrılanǵan dárwazalar menen almastırdı Keyinirek Fadjin Intel kompaniyasına qosılıp, 1971-jılı óziniń kremniy-dárwazalı MOS texnologiyasın Marsian Xoff, Stenli Mazor hám Masatoshi Shima menen birge 4004 mikroprocessorın islep shıǵıw ushın qollandı.. 4004 Busicom kompaniyası ushın jobalanǵan edi, ol burın 1969-jılı kóp chipli dizayndı usınǵan edi, biraq keyin Intel kompaniyasındaǵı Fadjinniń komandası onı jańa bir chipli dizaynǵa ózgertti. Intel 1971-jılı birinshi kommerciyalıq mikroprocessor, 4-bitli Intel 4004 ti tanıstırdı. Onnan keyin tez arada 1972-jılı 8-bitli Intel 8008 mikroprocessorı shıǵarıldı. 1970-jılı F-14 sanolyotınıń Oraylıq Hawa Maǵlıwmatları Kompyuterinde qollanılǵan MP944 chipler toplamı da erte mikroprocessor sıpatında keltirilgen, biraq 1998-jılı qupıyalıǵı ashılǵanǵa shekem jámiyetshilikke belgili emes edi.

4-bitli hám 8-bitli mikroprocessorlardıń basqa da quramalı qollanıwları, mısalı, terminallar, printerler, hár túrli avtomatizaciya túrleri hám t.b., tez arada payda boldı. 16-bitli adreslewge iye arzan 8-bitli mikroprocessorlar 1970-jıllardıń ortasınan baslap birinshi ulıwma maqsetli mikrokompyuterlerdiń payda bolıwına alıp keldi.

"Mikroprocessor" termininiń birinshi qollanılıwı Viatron Computer Systems kompaniyasına tiyisli bolıp, olar 1968-jılı járiyalanǵan System 21 kishi kompyuter sistemasında qollanılǵan arnawlı integral sxemanı súwretlew ushın bul termindi qollanǵan.

1970-jıllardıń basınan baslap, mikroprocessorlardıń quwatı Mur nızamına boysınıp kelgen; dáslep bul nızam bir chipke jaylastırılıwı múmkin bolǵan komponentler sanı hár jılı eki ese artadı dep boljaǵan edi. Házirgi texnologiya menen, bul haqıyqatında hár eki jılda bir ret boladı,   sonıń nátiyjesinde Mur keyinirek bul dáwirdi eki jılǵa ózgertti.

 Birinshi proektler 
Bul proektler shama menen bir waqıtta mikroprocessor jetkerip berdi: Garrett AiResearch kompaniyasınıń Oraylıq Hawa Maǵlıwmatları Kompyuteri (CADC) (1970), Texas Instruments kompaniyasınıń TMS 1802NC (sentyabr 1971) hám Intel kompaniyasınıń 4004 (noyabr 1971, 1969-jılǵı Busicom dizaynına tiykarlanǵan). Four-Phase Systems kompaniyasınıń AL1 mikroprocessorı da 1969-jılı jetkerip berilgenin atap ótiw orınlı.

 Four-Phase Systems AL1 (1969) 
Four-Phase Systems kompaniyasınıń AL1 - segiz registr hám ALU den ibarat 8-bitli bit bólekli chipi boldı. Ol 1969-jılı Li Boysel tárepinen proektlestirilgen. Sol waqıtta, ol úsh AL1 den ibarat toǵız chipli, 24-bitli CPU nıń bir bólegi edi. Keyinirek, 1990-jıllardaǵı Texas Instruments kompaniyasınıń sud dawına juwap retinde, Boysel bir AL1 den, RAM, ROM hám kiriw-shıǵıw qurılmasınan turatuǵın sud zalında demonstraciyalıq kompyuter sistemasın qurǵanda, ol mikroprocessor dep ataldı.

 Garrett AiResearch CADC (1970) 
1968-jılı Garrett AiResearch kompaniyası (Rey Xolt hám Stiv Geller dizaynerlerin jumısqa alǵan) AQSH Áskeriy-teńiz flotınıń jańa F-14 Tomcat qırıwshısınıń tiykarǵı ushıw basqarıw kompyuteri ushın sol waqıtta islep shıǵılıp atırǵan elektromexanikalıq sistemalar menen básekilesiw ushın cifrlı kompyuter islep shıǵarıwǵa shaqırıldı. Dizayn 1970-jılǵa kelip tamamlandı hám tiykarǵı CPU sıpatında MOS tiykarındaǵı chip toplamın paydalandı. Bul dizayn ózi básekilesken mexanikalıq sistemalarǵa qaraǵanda ádewir (shama menen 20 ese) kishi hám anaǵurlım isenimli boldı hám barlıq dáslepki Tomcat modellerinde qollanıldı. Bul sistema "20-bitli, konveyerli, parallel kóp mikroprocessorlı" edi. Áskeriy-teńiz flotı 1997-jılǵa shekem dizaynnıń járiyalanıwına ruqsat bermedi. 1998-jılı járiyalanǵan CADC hám MP944 chip toplamı haqqındaǵı hújjetler jaqsı belgili. Rey Xolttıń bul dizayn hám rawajlanıw haqqındaǵı avtobiografiyalıq gúrrińi "Tosın injener" kitabında berilgen.

Rey Xolt 1968-jılı Kaliforniya mámleketlik politexnikalıq universitetin (Pomona) pitkerdi hám CADC penen kompyuter dizaynı karerasın basladı. Baslanǵannan baslap, ol 1998-jılǵa shekem qupıya saqlandı, sol waqıtta Xolttıń ótinishi boyınsha AQSH Áskeriy-teńiz flotı hújjetlerdi jámiyetshilikke ashıwǵa ruqsat berdi. Xolt hesh kim bul mikroprocessordı keyin shıqqanları menen salıstırmaǵanın aytqan. Parab hám basqalardıń (2007) pikirinshe,

1971-jıl átirapında járiyalanǵan ilimiy maqalalar hám ádebiyatlar AQSH Áskeriy-teńiz flotınıń F-14 Tomcat samolyotı ushın qollanılǵan MP944 cifrlı processorınıń birinshi mikroprocessor bolıwǵa ılayıqlı ekenin kórsetedi. Qızıqlı bolsa da, ol Intel 4004 sıyaqlı bir chipli processor emes edi - olardıń ekewi de ulıwma maqsetli forma jasaw ushın qollanılatuǵın parallel qurılıs bloklarınıń jıynaǵına uqsas edi. Ol CPU, RAM, ROM hám Intel 4004 sıyaqlı eki qosımsha qollaw chipin óz ishine aladı. Ol sol P-kanallı texnologiyadan islengen, áskeriy specifikaciyalar boyınsha isleytuǵın edi hám úlkenirek chiplerge iye edi - hár qanday standartlar boyınsha júdá jaqsı kompyuter injenerlik dizaynı. Onıń dizaynı Intel-den úlken alǵa ilgerilewdi hám eki jıl erterek ekenin kórsetedi. Ol haqıyqatında da isleytuǵın edi hám Intel 4004 járiyalanǵanda F-14-te ushıp júrgen edi. Bul búgingi kúndegi sanaattıń DSP-mikrokontroller arxitekturaların jaqınlastırıw teması 1971-jılı baslanǵanın kórsetedi.

Bul DSP hám mikrokontroller arxitekturalarınıń jaqınlasıwı cifrlı signal kontrolleri dep ataladı.

 Gilbert Hyatt (1970) 
1990-jılı amerikalı injener Gilbert Xayattqa AQSH Patent №4,942,516 berildi, bul patent ol 1968-jılı Teledyne kompaniyasınan ketkennen keyin 1969-jılı Kaliforniyanıń Nortridj qalasındaǵı úyinde bipolyar chipler platasın qurǵan 16-bitli seriyalı kompyuterge tiykarlanǵan edi"The Surprising Story of the First Microprocessors". 30 August 2016. Archived from the original on 4 October 2022. Retrieved 4 October 2022. patent 1970-jıldıń dekabr ayında hám Texas Instruments kompaniyasınıń TMX 1795 hám TMS 0100 ushın ótinish beriwinen burın tapsırılǵan bolsa da, Xayatttıń oylap tabıwı hesh qashan óndirilmedi.; Oǵan qaramastan, bul Xayatttıń mikroprocessordıń oylap tabıwshısı ekenligi haqqındaǵı talaplarǵa hám Philips N.V. filialı arqalı ádewir muǵdarda royalti tólewge alıp keldi, 1996-jılı Texas Instruments quramalı huqıqıy gúreste jeńiske eriskenshe, sol waqıtta AQSH Patent byurosı patenttiń tiykarǵı bólimlerin biykar etti, biraq Xayattqa onı saqlap qalıwǵa ruqsat berdi. Xayatt 1990-jılǵı Los Angeles Times maqalasında, eger onıń potencial investorları onı qollaǵan bolsa, onıń oylap tabıwı jaratılǵan bolar edi hám venchur investorları onıń chipi haqqındaǵı waqıyalardı industriyaǵa jayǵan dep ayttı, biraq ol bul talaptı qollap-quwatlaytuǵın dáliller menen keńeytpedi. Sol maqalada "The Chip" kitabınıń avtorı T.R. Reyd tariyxshılar aqır-aqıbette Xayatttı mikroprocessordıń birge oylap tabıwshısı sıpatında qoya aladı, Intel kompaniyasınıń Noys hám TI kompaniyasınıń Kilbi 1958-jılı chipti oylap tabıwdıń maqtawın bóliskeni sıyaqlı dep aytılǵan: "Kilbi ideyanı birinshi oylap taptı, biraq Noys onı ámeliyatqa engizdi. Huqıqıy qarar aqırında Noystı jaqladı, biraq olar birge oylap tabıwshılar dep esaplanadı. Bul jerde de sonday bolıwı múmkin." Xayatt 1990-jıldan keyin onıń patentinen túsken paydadan tólenbegen salıqlar boyınsha Kaliforniya shtatı menen on jıllap dawam etken huqıqıy gúres alıp bardı, buniń aqır-aqıbetinde Franchise Tax Board of California v. Hyatt (2019) isindegi shtatlardıń suveren immunitetin qozǵaǵan joqarı sud isine alıp keldi.

 Texas Instruments TMX 1795 (1970–1971) 
Intel (8008 di rawajlandırǵan) menen birge, Texas Instruments 1970–1971-jılları Datapoint 2200 terminalı ushın bir chiplik CPU almastırıwshısı bolǵan TMX 1795 (keyinirek TMC 1795) ti rawajlandırdı. 8008 sıyaqlı, ol da buyırtpashı Datapoint tárepinen qabıl etilmedi. Geri Bunnıń aytıwınsha, TMX 1795 hesh qashan óndiriske shıqpaǵan. Degen menen, ol 1971-jıl 24-fevralda jumıs isleytuǵın prototip jaǵdayına jetti, sonlıqtan ol dúnyadaǵı birinshi 8-bitlik mikroprocessor bolıp esaplanadı. Ol birdey specifikaciya boyınsha qurılǵanlıqtan, onıń buyrıqlar toplamı Intel 8008 ge júdá uqsas edi.

 Texas Instruments TMS 1802NC (1971) 
TMS1802NC 1971-jıl 17-sentyabrde járiyalandı hám tórt funkciyalı kalkulyatordı ámelge asırdı. TMS1802NC, óziniń belgileniwine qaramastan, TMS 1000 seriyasınıń bólegi emes edi; ol keyinirek TI Datamath kalkulyatorında qollanılǵan TMS 0100 seriyasınıń bir bólegi retinde qayta belgilendi. Kalkulyator-bir-chipte dep reklamalanǵanına qaramastan, TMS1802NC tolıq programmalastırılatuǵın edi, onıń ishinde 11-bitlik buyrıq sózi bar CPU, 3520 bit (320 buyrıq) ROM hám 182 bit RAM bar ediSeitz, Frederick; Einspruch, Norman G. (1998). "19. The 1970s and the Microprocessor § Texas Instruments". Electronic Genie: The Tangled History of Silicon. University of Illinois Press. pp. 228–9. ISBN 0252023838. Archived from the original on 19 February 2023. Retrieved 14 August 2022.Shirriff, Ken (2016). "The Surprising Story of the First Microprocessors". IEEE Spectrum. 53 (9): 48–54. doi:10.1109/MSPEC.2016.7551353. S2CID 32003640. Archived from the original on 14 August 2022. Retrieved 14 August 2022..

 Pico/General Instrument (1971) 
nobaý|1971-jılı usınılǵan PICO1/GI250 chipi: Ol Pico Electronics (Glenrots, Shotlandiya) tárepinen jobalanǵan hám General Instrument of Hicksville NY tárepinen óndirilgen.
1971-jılı Pico Electronics hám General Instrument (GI) integral sxemalar boyınsha ózleriniń birinshi birlesken jumısın, Monroe/Litton Royal Digital III kalkulyatorı ushın tolıq bir chipli kalkulyator integral sxemasın usındı. Bul chip te ROM, RAM hám chip ústindegi RISC buyrıqlar toplamı bar bolǵanlıqtan, birinshi mikroprocessorlardıń yamasa mikrokontrollerlerdiń biri bolıwǵa talaban bola aladı. PMOS processiniń tórt qatlamı ushın sxema maylar plenkasında x500 masshtabta qoldan sızılǵan, bul sol waqıtta chiptiń quramalılıǵın esapqa alǵanda áhmiyetli wazıypa edi.

Pico bir chiplik kalkulyator integral sxemaların jaratıw kóz-qarası bolǵan bes GI dizayn injeneriniń spinoutı edi. Olardıń GI hám Marconi-Elliott penen birge kóp kalkulyator chip toplamları boyınsha áhmiyetli aldıńǵı dizayn tájiriybesi bar edi. Tiykarǵı komanda aǵzaları dáslep Elliott Automation tárepinen MOS ta 8-bitlik kompyuter jaratıw wazıypası berilgen hám 1967-jılı Shotlandiyanıń Glenrots qalasında MOS Izertlew Laboratoriyasın qurıwǵa járdem bergen edi.

Kalkulyatorlar yarım ótkizgishler ushın eń úlken jeke bazarǵa aylanıp atırǵanlıqtan, Pico hám GI bul ósip baratırǵan bazarda áhmiyetli tabısqa eristi. GI CP1600, IOB1680 hám PIC1650 sıyaqlı ónimler menen mikroprocessorlar hám mikrokontrollerlerde innovaciyalardı dawam etti. 1987-jılı GI Microelectronics biznesi Microchip PIC mikrokontroller biznesine aylandırıldı.

 Intel 4004 (1971) 
nobaý|Qaqpaǵı alıp taslanǵan 4004 (shep tárepte) hám haqıyqıy qollanılǵan túri (oń tárepte)
Intel 4004 kóbinese (nadurıs) bir chipte qurılǵan birinshi haqıyqıy mikroprocessor dep esaplanadı, bahası 60 AQSH dolları (2023-jılǵı 450 dollarǵa teń). Birinshi bolǵanı haqqındaǵı pikir sózsiz nadurıs, sebebi burınǵı TMS1802NC de bir chipte qurılǵan haqıyqıy mikroprocessor edi hám bul - tek prototip bolǵan - 8-bitlik TMX 1795 ushın da durıs"The Texas Instruments TMX 1795: The (Almost) first, forgotten microprocessor".. 4004 haqqında birinshi belgili reklama 1971-jıl 15-noyabrde payda boldı hám Electronic News te járiyalandı. Mikroprocessor italiyalı injener Federiko Fadjin, amerikalı injenerler Marsian Xoff hám Stenli Mazor, hám yapon injeneri Masatoshi Shima quramındaǵı komanda tárepinen jobalanǵan.

4004 ti jaratqan proekt 1969-jılı baslandı, Busicom atlı yapon kalkulyator óndiriwshisi Intel den joqarı ónimli stol kalkulyatorları ushın chip toplamın islewdi soraǵanda. Busicom nıń dáslepki jobası jeti hár qıylı chipten turatuǵın programmalanatuǵın chip toplamın talap etti. Úsh chip arnawlı maqsettegi CPU dı jasawı kerek edi, onıń programması ROM da saqlanıp, maǵlıwmatları jıljıw registrli oqıw-jazıw yadında saqlanıwı kerek bolǵan. Joybardı bahalawǵa tayınlanǵan Intel injeneri Ted Xoff, Busicom jobasın maǵlıwmatlardı saqlaw ushın jıljıw registrli yad ornına dinamikalıq RAM saqlawın hám kóbirek dástúrli ulıwma maqsettegi CPU arxitekturasın qollanıp ápiwayılastırıwǵa boladı dep esapladı. Xoff tórt chipten turatuǵın arxitekturalıq usınıs islep shıqtı: programmalardı saqlaw ushın ROM chipi, maǵlıwmatlardı saqlaw ushın dinamikalıq RAM chipi, ápiwayı I/O qurılması hám 4-bitlik oraylıq processor blogı (CPU). Chip dizayneri bolmasa da, ol CPU dı bir chipke biriktiriwge boladı dep oyladı, biraq texnikalıq bilimi jetispegenlikten, bul ideya waqıtsha tek qálew bolıp qaldı.
nobaý|Intel diń birinshi mikroprocessorı, 4004
MCS-4 tiń arxitekturası hám specifikaciyaları 1969-jılı Xoff penen oǵan esap beriwshi programmalıq támiynat injeneri Stenli Mazor hám Busicom injeneri Masatoshi Shima arasındaǵı óz-ara tásirden kelip shıqqan bolsa da, Mazor hám Xoff basqa proektlerge ótti. 1970-jıldıń aprel ayında Intel italiyalı injener Federiko Fadjindi proekt basshısı etip jumısqa aldı, bul qádem aqır-aqıbetinde bir chipli CPU nıń aqırǵı dizaynın ámelge asırdı (sol arada Shima Busicom kalkulyatorınıń mikrobaǵdarlamasın islep shıqtı hám ámelge asırıwdıń birinshi altı ayında Fadjinge járdem berdi). Fadjin, 1968-jılı Fairchild Semiconductor da kremniy qapı texnologiyasın (SGT) islep shıqqan hám SGT di paydalanıp dúnyadaǵı birinshi kommerciyalıq integral sxemanı, Fairchild 3708 di jobalaǵan edi, proektti birinshi kommerciyalıq ulıwma maqsettegi mikroprocessorǵa aylandırıw ushın kerekli tájiriybege iye edi. SGT onıń óz oylap tabıwı bolǵanlıqtan, Fadjin onı bir chipli CPU dı kerekli tezlik, quwat sarpı hám baha menen ámelge asırıwǵa múmkinshilik bergen jańa qálegen logikalıq dizayn metodologiyasın jaratıw ushın da paydalandı. MCS-4 ti islep shıǵıw waqtında Intel dıń MOS Dizayn Bóliminiń basqarıwshısı Lesli L. Vadas edi, biraq Vadastıń dıqqatı tolıǵı menen yarım ótkizgishli yadlardıń tiykarǵı biznesine qaratılǵan edi, sonlıqtan ol MCS-4 proektiniń basshılıǵın hám basqarıwın Fadjinge qaldırdı, ol aqır-aqıbetinde 4004 proektin ámelge asırıwǵa juwapker boldı. 4004 tiń óndiris birlikleri birinshi ret 1971-jıldıń mart ayında Busicom ǵa jetkerip berildi hám 1971-jıldıń sońında basqa tutınıwshılarǵa jónetildi.

 8-bitli dizaynlar 
Intel 4004 tiń izinen 1972-jılı Intel 8008, Intel diń birinshi 8-bitli mikroprocessorı payda boldı. Biraq, 8008 4004 dizaynınıń keńeytiliwi emes, al Intel degi óz aldına dizayn proektiniń juwmaǵı edi, ol San-Antonio, Texastaǵı Computer Terminals Corporation kompaniyasınıń olar jobalap atırǵan terminal ushın chip islep shıǵarıw boyınsha shártnamasınan kelip shıqqan edi, Datapoint 2200—dizaynnıń tiykarǵı aspektleri Intel den emes, al CTC den kelip shıqqan. 1968-jılı CTC nıń Vik Pur hám Garri Payl processordıń buyrıqlar toplamı hám islewi ushın dáslepki dizayndı islep shıqtı. 1969-jılı CTC eki kompaniya, Intel hám Texas Instruments penen CTC 1201 dep atalǵan bir chipli implementaciyanı islep shıǵarıw ushın shártnama dúzdi. 1970-jıldıń aqırı yamasa 1971-jıldıń basında, TI isenimli bólek islep shıǵara almay proektten shıqtı. 1970-jılı, Intel ele bólekti jetkerip bermegenlikten, CTC Datapoint 2200 de ózleriniń implementaciyasın qollanıwdı tańladı, onıń ornına dástúriy TTL logikasın paydalandı (solay etip, "8008 kodın" isletiwshi birinshi mashina haqıyqatında mikroprocessor emes edi hám bir jıl burın jetkerip berilgen). Intel dıń 1201 mikroprocessorınıń versiyası 1971-jıldıń aqırında keldi, biraq kesh qalǵan, áste hám bir qansha qosımsha qollap-quwatlawshı chiplerdi talap etetuǵın edi. CTC onı paydalanıwǵa qızıqpadı. CTC dáslep Intel ge chip ushın shártnama bergen edi hám olarǵa dizayn jumısı ushın 50,000 AQSH dolları (2023-jılda 376,171 dollarǵa teń) qarızdar bolar edi. Olar qálemegen (hám paydalana almaytuǵın) chip ushın tólewden qashıw ushın, CTC Intel di shártnamadan azat etti hám olarǵa dizayndı biypul paydalanıwǵa ruqsat berdi. ] Intel onı 1972-jıldıń aprel ayında dúnyadaǵı birinshi 8-bitli mikroprocessor sıpatında 8008 atı menen bazarǵa shıǵardı. Ol 1974-jılı Radio-Electronics jurnalında reklama etilgen ataqlı "Mark-8" kompyuter jıynaǵınıń tiykarı boldı. Bul processorda 8-bitli maǵlıwmat shinası hám 14-bitli adres shinası bar edi.

8008 tabıslı Intel 8080 (1974) processorınıń aldınnan versiyası boldı, ol 8008 ge salıstırǵanda jaqsıraq ónimdarlıqtı usındı hám az qollap-quwatlawshı chiplerdi talap etti. Federiko Fadjin onı joqarı kernewli N kanallı MOS texnologiyasın qollanıp oylap taptı hám dizaynladı. Zilog Z80 (1976) de Fadjinniń dizaynı bolıp, tómen kernewli N kanallı hám sarqıw júklemeli texnologiyanı qollandı hám Intel diń 8-bitli processorlarınıń tuwındısı boldı: hámmesi Fadjinniń 4004 ushın dóretken metodologiyası menen dizaynlanǵan. Motorola básekiles 6800 di 1974-jıldıń avgust ayında shıǵardı, al usıǵan uqsas MOS Technology 6502 1975-jılı shıǵarıldı (ekewi de kóbinese bir adamlar tárepinen dizaynlanǵan). 6502 shańaraǵı 1980-jılları Z80 menen birge eń kóp qollanılatuǵın processorlardan boldı.

Ulıwma tómen baha, az oraylastırıw, ápiwayı kompyuter shina talapları hám geyde qosımsha sxemalardı biriktiriw (mısalı, Z80 dıń ishki yadro jańalaw sxeması) úy kompyuterleri "revolyuciyasınıń" 1980-jıllardıń basında tez rawajlanıwına múmkinshilik berdi. Bul Sinclair ZX81 sıyaqlı arzan mashinalardıń payda bolıwına alıp keldi, ol 99 AQSH dollarına (2023-jılǵa salıstırǵanda 331.79 dollarǵa teń) satıldı. 6502 niń bir variaciyası, MOS Technology 6510 Commodore 64 te qollanıldı, al jáne bir variant, 8502, Commodore 128 di háreketke keltirdi.

Western Design Center, Inc (WDC) 1982-jılı CMOS WDC 65C02 di tanıstırdı hám bul dizayndı bir neshe firmalarǵa licenziyaladı. Ol Apple IIe hám IIc jeke kompyuterlerinde, sonday-aq medicinalıq implantaciyalanatuǵın peysmeykerler hám defibrillyatorlarda, avtomobil, sanaat hám turmıslıq qurılmalarda oraylıq processor retinde qollanıldı. WDC mikroprocessor dizaynların licenziyalawda jetekshi boldı, keyin 1990-jıllarda ARM (32-bitli) hám basqa mikroprocessor intellektual múlk (IP) jetkerip beriwshiler usı joldı qollandı.

Motorola 1978-jılı MC6809 dı tanıstırdı. Bul ambiciyalı hám jaqsı oylastırılǵan 8-bitli dizayn bolıp, 6800 menen derek kodı jaǵınan úylesimli edi hám tolıǵı menen qattı sımlı logika arqalı ámelge asırılǵan edi (keyingi 16-bitli mikroprocessorlar ádette belgili dárejede mikrokodtı qollandı, sebebi CISC dizayn talapları taza qattı sımlı logika ushın júdá quramalı bolıp baratır edi).

Jáne bir erte 8-bitli mikroprocessor Signetics 2650 boldı, ol óziniń innovaciyalıq hám kúshli buyrıqlar toplamı arxitekturası sebepli qısqa waqıt dawamında úlken qızıǵıwshılıqqa iye boldı.

Kosmos sayaxatı dúnyasındaǵı áhmiyetli mikroprocessorlardıń biri RCA kompaniyasınıń RCA 1802 (CDP1802, RCA COSMAC dep te ataladı) (1976-jılı tanıstırılǵan) boldı, ol Yupiterge jiberilgen Galileo zondında qollanıldı (1989-jılı ushırılıp, 1995-jılı jetip bardı). RCA COSMAC CMOS texnologiyasın ámelge asırǵan birinshi mikroprocessor edi. CDP1802 júdá tómen quwat penen isley alatuǵını ushın tańlandı, sonday-aq onıń arnawlı óndiris processi, kremniy sapfirde (SOS) jasalǵan variantınıń bolǵanı sebepli, ol sol dáwirdegi basqa hár qanday processorǵa qaraǵanda kosmoslıq nurlanıw hám elektrostatikalıq razryadqa qarsı ádewir jaqsı qorǵanıwdı támiyinledi. Solay etip, 1802 diń SOS versiyası birinshi radiaciyaǵa shıdamlı mikroprocessor dep esaplandı.

RCA 1802 statikalıq dizaynǵa iye edi, yaǵnıy saat jiyiligin qálegen dárejede tómenletiwge, hátte tolıq toqtatıwǵa bolar edi. Bul Galileo kosmos kemesine sayaxattıń uzaq hám waqıya bolmaytuǵın bólimlerinde minimal elektr quwatın jumsawǵa múmkinshilik berdi. Taymerler yamasa sensorlar áhmiyetli wazıypalar, máselen, navigaciya jańalanıwları, baǵıt qadaǵalaw, maǵlıwmat jıynaw hám radio baylanıs ushın processordı oyatar edi. Western Design Center 65C02 hám 65C816 diń házirgi versiyaları da statikalıq yadrolarǵa iye, sonlıqtan saat tolıq toqtatılǵanda da maǵlıwmatlardı saqlap qaladı.

 12-bitlik dizaynlar 
Intersil 6100 shańaraǵı 12-bitlik mikroprocessordan (6100) hám bir qatar periferiya qollaw hám yadı integral sxemalarınan ibarat edi. Mikroprocessor DEC PDP-8 minikompyuteriniń buyrıqlar toplamın tanıytuǵın edi. Sonlıqtan ol geyde CMOS-PDP8 dep te ataldı. Ol Harris Corporation tárepinen de óndirilgenlikten, Harris HM-6100 dep te belgili edi. Óziniń CMOS texnologiyası hám baylanıslı artıqmashlıqları arqasında, 6100 1980-jıllardıń baslarına shekem ayırım áskeriy dizaynlarǵa kirgizilip atırǵan edi.

 16-bitlik dizaynlar 
Birinshi kóp chipli 16-bitlik mikroprocessor National Semiconductor kompaniyasınıń IMP-16 bolıp, ol 1973-jıldıń basında tanıstırıldı. Chip toplamınıń 8-bitlik versiyası 1974-jılı IMP-8 retinde shıǵarıldı.

Basqa erte kóp chipli 16-bitlik mikroprocessorlarǵa Digital Equipment Corporation (DEC) kompaniyasınıń LSI-11 OEM plata toplamında hám qaplanǵan PDP-11/03 minikompyuterinde qollanǵan MCP-1600 hám Fairchild Semiconductor kompaniyasınıń MicroFlame 9440 kiredi, ekewi de 1975–76-jılları shıǵarılǵan. 1974-jıldıń aqırında National kompaniyası birinshi 16-bitlik bir chipli mikroprocessor, National Semiconductor PACE di tanıstırdı, keyin onıń NMOS versiyası, INS8900 shıǵarıldı.

Dizimdegi kelesi - 1975-jıldıń fevral ayında shıǵarılǵan General Instrument CP1600, ol tiykarınan Intellivision konsolinde qollanıldı.

Jáne bir erte bir chipli 16-bitlik mikroprocessor TI kompaniyasınıń TMS 9900 boldı, ol olardıń TI-990 minikompyuterler qatarı menen de úylesimli edi. 9900 TI 990/4 minikompyuterinde, TI-99/4A úy kompyuterinde hám TM990 OEM mikrokompyuter taxtaları qatarında qollanıldı. Chip úlken keramikalıq 64 shtırlı DIP qaptamada jaylastırılǵan edi, al kópshilik 8-bitlik mikroprocessorlar, mısalı Intel 8080, ádettegi, kishkene hám arzan plastik 40 shtırlı DIP qollanatuǵın edi. Keyingi chip, TMS 9980, Intel 8080 menen básekilesiw ushın jobalanǵan bolıp, tolıq TI 990 16-bitlik buyrıqlar toplamına iye edi, plastik 40 shtırlı qaptamanı qollandı, maǵlıwmatlardı bir waqıtta 8 bit kóshiretuǵın edi, biraq tek 16 KB adresley alatuǵın boldı. Úshinshi chip, TMS 9995, jańa dizayn. Keyin shańaraq 99105 hám 99110 dı óz ishine alıw ushın keńeytildi.

Western Design Center (WDC) 1984-jılı WDC CMOS 65C02 niń 16-bitlik jańalanǵan versiyası CMOS 65816 nı tanıstırdı. 65816 16-bitlik mikroprocessor Apple IIGS tiń hám keyinirek Super Nintendo Entertainment System niń yadrosı boldı, bul onı hámme waqıtlardaǵı eń ataqlı 16-bitlik dizaynlardıń birine aylandırdı.

Intel óziniń 8080 dizaynın 16-bitlik Intel 8086 ǵa "úlkeytti", ol házirgi kópshilik PC tipindegi kompyuterlerdi quwatlandıratuǵın x86 shańaraǵınıń birinshi aǵzası boldı. Intel 8086 dı 8080 qatarınan programmalıq támiynattı kóshiriwdiń nátiyjeli usılı sıpatında tanıstırdı hám usı tiykarda kóp biznes utıp alıwǵa eristi. 8-bitlik sırtqı maǵlıwmat shinasın qollanǵan 8086 nıń versiyası 8088, birinshi IBM PC daǵı mikroprocessor edi. Keyin Intel 80186 hám 80188 di, 80286 nı hám 1985-jılı 32-bitlik 80386 nı shıǵardı, processor shańaraǵınıń artqa qaray úylesimliligi menen PC bazarındaǵı ústemligin bekkemledi. 80186 hám 80188 tiykarınan 8086 hám 8088 diń jaqsılanǵan periferiya qurılmaları hám bir neshe jańa buyrıqlar menen tolıqtırılǵan versiyaları edi. Intel diń 80186 hám 80188 leri IBM PC tipindegi dizaynlarda qollanılmaǵan bolsa da, NEC tiń ekinshi dereklik versiyaları, V20 hám V30 jiyi qollanıldı. 8086 hám onıń izlewshileri yadtı segmentlewdiń innovaciyalıq, biraq sheklengen usılına iye edi, al 80286 tolıq funkciyalı segmentlengen yadtı basqarıw blogın (MMU) kirgizdi. 80386 betlik yadtı basqarıwı bar tegis 32-bitlik yad modelin kirgizdi.

80386 ǵa shekemgi 16-bitlik Intel x86 processorları qalqıwshı útirli arifmetika blokların (FPU) óz ishine almaydı. Intel 8086 dan 80386 ǵa shekemgi processorlarǵa apparatlıq qalqıwshı útirli hám transcendent funkciya múmkinshiliklerin qosıw ushın 8087, 80187, 80287 hám 80387 matematikalıq soprocessorların shıǵardı. 8087 - 8086/8088 hám 80186/80188 menen, 80187 - 80186 menen isleydi, biraq 80188 menen islemeydi, 80287 - 80286 menen, al 80387 - 80386 menen isleydi. x86 processorı menen x87 soprocessorınıń birikpesi bir kóp chiplı mikroprocessordı payda etedi; eki chip bir pútin integraciyalanǵan buyrıqlar toplamın qollanıp, bir blok sıpatında programmalastırıladı. 8087 hám 80187 soprocessorları ózleriniń tiykarǵı processorınıń maǵlıwmat hám adres shinaları menen parallel jalǵanǵan hám olarǵa arnalǵan buyrıqlardı tikkeley orınlaydı. 80287 hám 80387 soprocessorları processordıń adres keńisligindegi kiriw-shıǵıw portları arqalı processorǵa baylanısadı, bul programma ushın ashıq emes, yaǵnıy programmaǵa bul kiriw-shıǵıw portların biliw yamasa olarǵa tikkeley kiriw kerek emes; programma soprocessor hám onıń registrlerine ádettegi buyrıq opkodları arqalı kire aladı.

 32-bitlik dizaynlar 
nobaý|Intel 80486DX2 chipiniń joqarǵı baylanıs qatlamları
16-bitlik dizaynlar bazarǵa jańa shıqqanda-aq, 32-bitlik implementaciyalar payda bola basladı.

32-bitlik dizaynlar arasında eń áhmiyetlisi - 1979-jılı shıǵarılǵan Motorola MC68000. Keń túrde 68k dep atalǵan bul processor óziniń programmalastırıw modelinde 32-bitlik registrlerge iye bolsa da, 16-bitlik ishki maǵlıwmat jolların, úsh 16-bitlik Arifmetikalıq Logikalıq Bloktı hám 16-bitlik sırtqı maǵlıwmat shinasın (kontakt sanın azaytıw ushın) qollanǵan, hám sırtqı tárepten tek 24-bitlik adreslerdi qollap-quwatlaǵan (ishki tárepten tolıq 32-bitlik adresler menen islegen). IBM ge úylesimli kompyuterlerge tiykarlanǵan úlken EEM larda MC68000 niń ishki mikrokodı 32-bitlik System/370 IBM úlken EEM in emulyaciyalaw ushın ózgertilgen. Motorola onı ulıwma 16-bitlik processor dep súwretlegen. Joqarı ónimdarlıq, úlken (16 megabayt yamasa 224 bayt) yadro kólemi hám salıstırmalı túrde tómen bahanıń birikpesi onı óz klassındaǵı eń keń tarqalǵan processor dizaynına aylandırdı. Apple Lisa hám Macintosh dizaynları 68000 di qollanǵan, sonday-aq 1980-jıllardıń ortasındaǵı basqa da dizaynlar, sonıń ishinde Atari ST hám Amiga da onı qollanǵan.

Dúnyadaǵı birinshi tolıq 32-bitlik bir chipli mikroprocessor, 32-bitlik maǵlıwmat jolları, 32-bitlik shinalar hám 32-bitlik adresleri menen, AT&T Bell Labs kompaniyasınıń BELLMAC-32A boldı, onıń dáslepki úlgileri 1980-jılı payda bolıp, ulıwma óndiriske 1982-jılı shıqtı. 1984-jılı AT&T kompaniyasınıń bóliniwinen keyin, ol WE 32000 dep qayta ataldı (WE - Western Electric ushın), hám onıń eki keyingi áwladı - WE 32100 hám WE 32200 boldı. Bul mikroprocessorlar AT&T 3B5 hám 3B15 minikompyuterlerinde; dúnyadaǵı birinshi stol ústi super mikrokompyuteri 3B2 de; dúnyadaǵı birinshi 32-bitlik noutbuk "Companion" da; hám házirgi oyın konsollarına uqsas ROM-paket yadro kartridjlerine iye bolǵan dúnyadaǵı birinshi kitap ólshemindegi super mikrokompyuter "Alexander" de qollanılǵan. Bul sistemalardıń hámmesi UNIX System V operaciyalıq sistemasında islegen.

Bazarda satılıwǵa shıqqan birinshi kommerciyalıq, bir chipli, tolıq 32-bitlik mikroprocessor HP FOCUS boldı.

Intel kompaniyasınıń birinshi 32-bitlik mikroprocessorı 1981-jılı shıǵarılǵan iAPX 432 boldı, biraq ol kommerciyalıq jaqtan tabıslı bolmadı. Ol rawajlanǵan múmkinshilikke tiykarlanǵan obyektke baǵdarlanǵan arxitekturaǵa iye edi, biraq sol dáwirdegi Intel kompaniyasınıń óziniń 80286 (1982-jılı shıǵarılǵan) sıyaqlı arxitekturalarǵa salıstırǵanda ónimdarlıǵı tómen edi, ol standart testlerde shama menen tórt ese tezirek edi. Degen menen, iAPX432 ushın alınǵan nátiyjeler qısqa waqıtta hám sonlıqtan optimallastırılmaǵan Ada kompilyatorına baylanıslı edi.

Motorola kompaniyasınıń 68000 modelindegi tabısı MC68010 modeliniń jaratılıwına alıp keldi, ol virtual yadro qollawın qostı. 1984-jılı shıǵarılǵan MC68020 tolıq 32-bitlik maǵlıwmat hám adres shinaların qostı. 68020 Unix supermikrokompyuter bazarında úlken áhmiyetke iye boldı, hám kóplegen kishi kompaniyalar (mısalı, Altos, Charles River Data Systems, Cromemco) stol ústi ólshemindegi sistemalardı islep shıǵardı. Onnan keyin MC68030 shıǵarıldı, ol aldıńǵı dizayndı MMU di chipke integraciyalaw arqalı jaqsıladı. Dawam etken tabıs MC68040 ke alıp keldi, ol matematikalıq ónimdarlıqtı jaqsılaw ushın FPU dı óz ishine aldı. 68050 óziniń ónimdarlıq maqsetlerine erise almadı hám shıǵarılmadı, al onnan keyingi MC68060 ádewir tezirek RISC dizaynları menen tolǵan bazarǵa shıǵarıldı. 68k áwladı 1990-jıllardıń basında paydalanıwdan shıqtı.

Basqa iri kompaniyalar 68020 hám onıń izinen kelgen modellerdi quramalastırılǵan úskenelerge dizayn etti. Bir waqıtları, jeke kompyuterlerdegi Intel Pentium processorlarına qaraǵanda quramalastırılǵan úskenelerde kóbirek 68020 bar edi. ColdFire processor yadroları 68020 niń tuwındıları bolıp esaplanadı.

Usı dáwirde (1980-jıllardıń bası hám ortası), National Semiconductor kompaniyası NS 16032 (keyinirek 32016 dep ózgertildi) dep atalǵan 16-bitlik baylanıs, 32-bitlik ishki mikroprocessordı, sonıń menen birge tolıq 32-bitlik NS 32032 versiyasın shıǵardı. Keyinirek, National Semiconductor NS 32132 di islep shıǵardı, ol eki processordıń bir yadro shinasında qurılǵan arbitraj benen jaylasıwına múmkinshilik berdi. NS32016/32 MC68000/10 nan jaqsıraq islegen bolsa da, MC68020 menen shamalas waqıtta payda bolǵan NS32332 jetkilikli ónimdarlıqqa iye emes edi. Úshinshi áwlad chipi, NS32532, basqasha edi. Ol shama menen waqıtta shıǵarılǵan MC68030 ǵa salıstırǵanda eki ese joqarı ónimdarlıqqa iye edi. AM29000 hám MC88000 (házirgi waqıtta ekewi de joq) sıyaqlı RISC processorlarınıń payda bolıwı aqırǵı yadro NS32764 tiń arxitekturasına tásir etti. Texnikalıq jaqtan rawajlanǵan - superskalyar RISC yadrosı, 64-bitlik shina hám ishki tezletiw menen - ol ele de haqıyqıy waqıt rejiminde awdarıw arqalı Series 32000 buyrıqların orınlay alatuǵın edi.

National Semiconductor Unix bazarınan ketiwge qarar etkende, chip Swordfish Embedded processorına qayta jobalandı, oǵan bir qatar chip ústi periferiya qurılmaları qosıldı. Chip lazer printerler bazarı ushın júdá qımbat bolıp shıqtı hám alıp taslandı. Jobalaw komandası Intel ge ketti hám sol jerde Pentium processorın proektlestirdi, ol ishki dúzilisi boyınsha NS32764 yadrosına júdá uqsas edi. Series 32000 niń úlken tabısı lazer printerler bazarında boldı, onda mikrokodlanǵan BitBlt buyrıqları bar NS32CG16 júdá jaqsı baha/ónimdarlıq kórsetkishine iye boldı hám Canon sıyaqlı iri kompaniyalar tárepinen qabıl etildi. 1980-jıllardıń ortasına kelip, Sequent NS 32032 di paydalanıp birinshi SMP server klasındaǵı kompyuterdi shıǵardı. Bul jobanıń az sanlı tabıslarınıń biri edi hám ol 1980-jıllardıń aqırında joǵalıp ketti. MIPS R2000 (1984) hám R3000 (1989) júdá tabıslı 32-bitlik RISC mikroprocessorları edi. Olar basqalar qatarında SGI tárepinen joqarı klasslı jumıs stanciyalarında hám serverlerde qollanıldı. Basqa jobalar arasında Zilog Z80000 bar edi, ol bazarǵa júdá kesh keldi hám tez arada joǵalıp ketti.

ARM birinshi ret 1985-jılı payda boldı. Bul RISC processor jobası bolıp, onıń quwat ónimliligi, licenziyalaw modeli hám sistema rawajlandırıw qurallarınıń keń tańlawı sebepli 32-bitlik engizilgen sistemalar processorları keńisliginde ústemlik etip kelmekte. Yarım ótkizgish óndiriwshiler ádette yadrolardı licenziyalaydı hám olardı ózleriniń sistema-chip ónimlerine biriktiredi; tek Apple sıyaqlı az sanlı vendorlar ǵana ARM yadroların modifikaciyalawǵa yamasa ózleriniń yadroların jaratıwǵa licenziyalanǵan. Kópshilik uyalı telefonlarda ARM processorı bar, sonday-aq basqa da kóplegen ónimlerde qollanıladı. Virtual yadtı qollap-quwatlamaytuǵın mikrokontrollerge baǵdarlanǵan ARM yadroları, sonday-aq virtual yadqa iye simmetriyalıq kóp processorlı (SMP) qollanba processorları bar.

1993-jıldan 2003-jılǵa shekem 32-bitlik x86 arxitekturaları stol ústi kompyuterleri, noutbukler hám server bazarlarında barǵan sayın ústemlik ete basladı, hám bul mikroprocessorlar tezirek hám qábiletlirek boldı. Intel arxitekturanıń dáslepki versiyaların basqa kompaniyalarǵa licenziyalaǵan edi, biraq Pentium di licenziyalawdan bas tarttı, sonlıqtan AMD hám Cyrix arxitekturanıń keyingi versiyaların ózleriniń jobaları tiykarında shólkemlestirdi. Usı dáwir dawamında bul processorlardıń quramalılıǵı (tranzistorlar sanı) hám qábileti (sekundına orınlanatuǵın buyrıqlar) keminde úsh ese arttı. Intel diń Pentium qatarı, hesh bolmaǵanda keń jámiyetshilik arasında, eń ataqlı hám tanımalı 32-bitlik processor modeli bolıp esaplanadı.

 Jeke kompyuterlerde 64-bitlik jobalar 
64-bitlik mikroprocessor jobaları 1990-jıllardıń basınan baslap bir qatar bazarlarda qollanılıp kelgen bolsa da (sonıń ishinde 1996-jılı Nintendo 64 oyın konsoli), 2000-jıllardıń basında JK bazarına baǵdarlanǵan 64-bitlik mikroprocessorlar payda boldı.

AMD kompaniyasınıń 2003-jıldıń sentyabr ayında x86 menen artqa qaray úylesimli 64-bitlik arxitekturanı, x86-64 ti (sonday-aq AMD64 dep ataladı) engiziwi, keyin Intel kompaniyasınıń derlik tolıq úylesimli 64-bitlik keńeytiwleri (dáslep IA-32e yamasa EM64T dep atalǵan, keyin Intel 64 dep qayta atalǵan) menen 64-bitlik stol ústi dáwiri baslandı. Eki versiya da 32-bitlik eski qollanbalardı hesh qanday ónimlilik joǵaltıwsız, sonday-aq jańa 64-bitlik baǵdarlamalıq támiynattı iske túsire aladı. Windows XP x64, Windows Vista x64, Windows 7 x64, Linux, BSD hám macOS operaciyalıq sistemaları 64-bitlik rejimde tábiyiy isleydi, baǵdarlamalıq támiynat ta usınday processorlardıń múmkinshiliklerin tolıq paydalanıwǵa baǵdarlanǵan. 64 bitke ótiw - bul tek IA-32 den registr ólshemin úlkeytiw emes, ol ulıwma maqsettegi registrler sanın eki ese kóbeytedi.

PowerPC tárepinen 64 bitke ótiw 90-jıllardıń basında arxitekturanıń jobalanıwınan baslap rejelestirilgen edi hám úylesimsizliktiń tiykarǵı sebebi bolmadı. Bar bolǵan pútin san registrleri keńeytilgen, sonday-aq barlıq baylanıslı maǵlıwmat jolları da, biraq IA-32 jaǵdayındaǵıday, qalqıwshı útirli hám vektorlı bloklar bir neshe jıl dawamında 64 bit yamasa onnan joqarı rejimde islep kelgen. IA-32 x86-64 ke keńeytilgende bolǵanı sıyaqlı emes, 64-bitlik PowerPC da jańa ulıwma maqsettegi registrler qosılmadı, sonlıqtan úlken adres keńisligin paydalanbaytuǵın qollanbalar ushın 64-bitlik rejimdi qollanǵanda alınǵan ónimlilik minimal boladı.

2011-jılı ARM jańa 64-bitlik ARM arxitekturasın usındı.

 RISC 
1980-jıllardıń ortasınan 1990-jıllardıń basına shekem IBM 801 hám basqa da diskret RISC tárizli CPU jobalarınıń tásiri astında jańa joqarı ónimli qısqartılǵan buyrıqlar toplamı kompyuteri (RISC) mikroprocessorlarınıń toparı payda boldı. RISC mikroprocessorları dáslep arnawlı mashinalarda hám Unix jumıs stanciyalarında qollanılǵan, keyin basqa tarawlarda da keń qabıl etildi.

Birinshi kommerciyalıq RISC mikroprocessor dizaynı 1984-jılı MIPS Computer Systems tárepinen shıǵarıldı, ol 32-bitlik R2000 edi (R1000 shıǵarılmaǵan). 1986-jılı HP óziniń PA-RISC CPU menen birinshi sistemasın shıǵardı. 1987-jılı Unix emes Acorn kompyuterleriniń 32-bitlik, sol waqıtta keshsiz, ARM2 tiykarındaǵı Acorn Archimedes ARM arxitekturasın paydalanǵan birinshi kommerciyalıq tabıs boldı, ol waqıtta Acorn RISC Machine (ARM) dep atalǵan; birinshi kremniy ARM1 1985-jılı shıqtı. R3000 dizayndı haqıyqattan ámeliy etti, al R4000 dúnyadaǵı birinshi kommerciyalıq jetkilikli 64-bitlik RISC mikroprocessorın usındı. Básekiles proektler IBM POWER hám Sun SPARC arxitekturalarınıń payda bolıwına alıp keldi. Tez arada hárbir iri vendor RISC dizaynın shıǵara basladı, sonıń ishinde AT&T CRISP, AMD 29000, Intel i860 hám Intel i960, Motorola 88000, DEC Alpha bar.

1990-jıllardıń aqırında tek eki 64-bitlik RISC arxitekturası ǵana embedded emes qollanıwlar ushın kóp muǵdarda islep shıǵarıldı: SPARC hám Power ISA, biraq ARM barǵan sayın kúshli bola baslaǵannan keyin, 2010-jıllardıń basında ol ulıwma esaplaw segmentindegi úshinshi RISC arxitekturasına aylandı.

 SMP hám kóp yadrolı dizayn 
alt=abit two way motherboard|nobaý|ABIT BP6 analıq platası eki Intel Celeron 366MGc processorların qolladı, súwrette Zalman salqınlatqıshları kórsetilgen.
alt=a computer motherboard with zalman heatsinks attached|nobaý|Abit BP6 eki soketli analıq plata Zalman Flower salqınlatqıshları menen kórsetilgen
SMP simmetriyalıq kóp processorlı - bul eki, tórt yamasa onnan da kóp CPU (jup túrinde) konfiguraciyası bolıp, ádette serverlerde, ayırım jumıs stanciyalarında hám stol jeke kompyuterlerinde 1990-jıllardan baslap qollanıladı. Kóp yadrolı processor - bul birden artıq mikroprocessor yadrosın óz ishine alǵan bir CPU.

Abit kompaniyasınıń bul mashqala eki soketli analıq platası 1999-jılı birinshi SMP qábiletli PC analıq platası sıpatında shıǵarıldı, Intel Pentium Pro bolsa sistema shólkemlestiriwshiler hám qızıǵıwshılarǵa usınılǵan birinshi kommerciyalıq CPU boldı. Abit BP9 eki Intel Celeron CPU-ların qollaydı hám SMP qábiletli operaciyalıq sistema (Windows NT/2000/Linux) menen paydalanılǵanda, kóplegen qollanbalar bir CPU-ǵa salıstırǵanda anaǵurlım joqarı ónimdarlıqqa erise aladı. Dáslepki Celeron-lar ańsat túrde tezligin arttırıwǵa bolatuǵın edi hám háweskerler bul salıstırmalı arzan CPU-lardı 533MGc-ke shekem - Intel-diń specifikaciyasınan ádewir joqarı tezlikte islete aldı. Bul analıq platalardıń múmkinshiligin anıqlaǵannan keyin, Intel keyingi CPU-larda kóbeytiwshige kiriwdi sheklep qoydı.

2001-jılı IBM POWER4 CPU-ın shıǵardı, bul processor bes jıllıq izertlew nátiyjesinde islep shıǵılǵan bolıp, 1996-jılı 250 izertlewshiden ibarat komanda tárepinen baslanǵan edi. Múmkin emes bolǵan nárseni ámelge asırıw ushın uzaqtan birge islesiw hám jas injenerlerdi tájiriybeli injenerler menen birge islewge tayınlaw arqalı rawajlandırıldı. Komandanıń jumısı jańa mikroprocessor, Power4 penen tabısqa eristi. Bul eki birdey CPU bolıp, básekileslerdiń bahasınıń yarımına ónimdarlıqtı eki eseden de kóbirek arttırdı hám esaplaw texnikasında úlken alǵa ilgerilew boldı. "eWeek" biznes jurnalı bılay dep jazdı: "Jańadan dizayn islengen 1GGc Power4 óziniń aldınǵısınan úlken sekiriw bolıp tabıladı". Sanaat analitigi, Giga Information Group kompaniyasınan Brad Day bılay dedi: "IBM júdá agressiv bolıp atır, hám bul server oyınnıń qaǵıydaların ózgertiwshi".

Power4 "2001-jıldıń eń jaqsı jumıs stanciyası/server processorı" ushın "Analitikler tańlawı sıylıǵı"n jeńip aldı hám ol aytarlıqtay rekordlardı buzdı, sonıń ishinde AQSH televideniesindegi Jeopardy! showında eń jaqsı oyınshılarǵa qarsı jarıstı uttı.

Intel-diń Yonah dep atalǵan CPU-ları 2006-jıldıń 6-yanvarında shıǵarıldı hám kóp chiplik modulde eki chip jaylastırılıp islep shıǵarıldı. Qızǵın básekili bazarda AMD hám basqalar kóp yadrolı CPU-lardıń jańa versiyaların shıǵardı, AMD-niń SMP qollaytuǵın Athlon MP CPU-ları AthlonXP seriyasınan 2001-jılı, Sun kompaniyası segiz yadrolı Niagara hám Niagara 2-ni shıǵardı, AMD-niń Athlon X2-si 2007-jıldıń iyun ayında shıǵarıldı. Kompaniyalar tezlik ushın hesh toqtamaytuǵın jarısqa qatnastı, shınında da, kóbirek talap etetuǵın baǵdarlamalıq támiynat kóbirek qayta islew quwatın hám tezirek CPU tezliklerin talap etti.

2012-jılǵa kelip, eki hám tórt yadrolı processorlar kompyuterler hám noutbuklarda keń qollanıla basladı, jańa processorlar - qımbatıraq kásiplik dárejedegi Intel Xeon-larǵa uqsas - qosımsha yadrolar menen buyrıqlardı parallel orınlaydı, sonlıqtan baǵdarlamalıq támiynatnıń ónimdarlıǵı ádette artadı, eger baǵdarlamalıq támiynat joqarı dárejeli apparatlıq támiynattı paydalanıwǵa arnalǵan bolsa. Operaciyalıq sistemalar kóp yadrolı hám SMD CPU-lardı qollap-quwatlawdı támiyinledi, kóp baǵdarlamalıq qosımshalar, sonıń ishinde úlken jumıs júklemesi hám resurslardı kóp talap etetuǵın qosımshalar - mısalı, 3D oyınlar - kóp yadrolı hám kóp CPU-lı sistemalardıń artıqmashlıqlarınan paydalanıw ushın dúzilgen.

Apple, Intel hám AMD házirgi waqıtta kóp yadrolı stol ústi hám jumıs stanciyası CPU-ları bazarında jetekshilik etpekte. Olar jiyi-jiyi bir-birin ónimdarlıq dárejesinde ozıp tursa da, Intel joqarı jiyiliklerdi saqlap qaladı hám sonlıqtan bir yadrolı ónimdarlıqta eń tez bolıp esaplanadı, al AMD kóbinese kóp aǵımlı proceduralarda aldıńǵı qatarda, sebebi onıń ISA-sı rawajlanǵan hám CPU-lar islep shıǵarılatuǵın process túyini jetilisken.

Kóp yadrolı/kóp CPU-lı konfiguraciyalar ushın kóp processorlı koncepciyalar Amdal nızamına baylanıslı.

 Bazar statistikası 
1997-jılı dúnya júzinde satılǵan barlıq CPU-lardıń shama menen 55% in 8-bitlik mikrokontrollerler quradı, olardıń 2 milliardtan aslamı satıldı.

2002-jılı dúnya júzinde satılǵan barlıq CPU-lardıń 10% ten azı 32-bitlik yamasa onnan joqarı edi. Satılǵan barlıq 32-bitlik CPU-lardıń shama menen 2% i stol ústi yamasa noutbuk jeke kompyuterlerinde qollanıldı. Mikroprocessorlardıń kópshiligi úy texnikası, avtomobiller hám kompyuter periferiya qurılmaları sıyaqlı engizilgen basqarıw qosımshalarında qollanıladı. Ulıwma alǵanda, mikroprocessor, mikrokontroller yamasa DSP ushın ortasha baha 6 AQSH dollarınan sál joqarı (2023-jılǵa kelip 10.16 dollarǵa teń).

2003-jılı shama menen 44 milliard dollar (2023-jılǵa kelip shama menen 73 milliard dollarǵa teń) qunındaǵı mikroprocessorlar islep shıǵarıldı hám satıldı. Bul aqshanıń shama menen yarımı stol ústi yamasa noutbuk jeke kompyuterlerinde qollanılatuǵın CPU-larǵa jumsalǵan bolsa da, olar satılǵan barlıq CPU-lardıń tek 2% in quraydıTurley, Jim (18 December 2002). "The Two Percent Solution". Embedded Systems Design. TechInsights (United Business Media). Archived from the original on 3 April 2015. Retrieved 23 December 2009.. 2004–2010-jıllar aralıǵında noutbuk mikroprocessorlarınıń sapa-baha qatnası jılına −25% ten −35% ke shekem jaqsılandı, al 2010–2013-jıllar aralıǵında jaqsılanıw páti jılına −15% ten −25% ke shekem páseydi.

2008-jılı shama menen 10 milliard CPU islep shıǵarıldı. Hár jılı islep shıǵarılatuǵın jańa CPU-lardıń kópshiligi engizilgen bolıp esaplanadı.

 Derekler 

__BÖLİDİMÖNDEMEW__

Kategoriya:Kompyuter arxitekturası