Mikroprosessorit noudattavat koneen ohjeita ja voivat sisältää yhden kolmesta perustoiminnosta. Ensimmäinen funktio on erilaisten matemaattisten operaatioiden laskeminen, jonka suorittaa aritmeettinen logiikkayksikkö. Seuraava toiminto on tietojen siirtäminen eri muistirekistereihin. Mikroprosessorin viimeinen tehtävä on lukea ohjeet ja siirtyä tarvittaessa uusiin ohjeisiin.
Mikroprosessorin keksintöhistoria on taipuvainen ja kiistanalainen; transistorin keksiminen oli ensimmäinen askel. Ne tulivat tuotantoon vuonna 1947, kauan ennen kuin mikroprosessorit saapuivat paikalle. Nämä alkuperäiset transistorit olivat bipolaarisia transistoreita. Integroituja piirejä, jotka sisältävät useita bipolaarisia transistoreita, kehitettiin 1960 -luvulla. 1960-luvulla keksittiin myös metallioksidi-puolijohdetransistori (MOS). Nämä transistorit olivat alun perin hitaita, epäluotettavia ja kalliita, mutta nopea innovaatio teki niistä parhaan vaihtoehdon transistoreissa vuosikymmenen puoliväliin mennessä.
Vuonna 1967 Autoneticsin D200 -tietokoneesta tuli ensimmäinen tietokone, joka rakennettiin MOS -transistoreista. Tietokonetta käytettiin ilmailuun ja navigointiin. Yhdessä vaiheessa se oli jopa ehdokas käytettäväksi avaruussukkulalla. Tämä 24 MOS -sirutietokoneen toteutus käynnisti asevarustelun. Myöhemmät tietokonemallit kilpailivat alentamaan D200: n 24 MOS -sirun suunnitteluvaatimuksen mahdollisimman lähelle yhtä.
Intel -insinööri Ted Hoff on yksi parhaista ehdokkaista mikroprosessorien keksijälle, ja tekniikan historioitsijat arvostavat häntä yleensä. Hoff oli Intelin 12. työntekijä. Intelin perustaja Robert Noyce jahti häntä henkilökohtaisesti. Kirjautumisen jälkeen hän vakuutti japanilaisen yrityksen BUSICOM rahoittamaan yhden sirun rakentamishankkeen. Hän suunnitteli mikroprosessorin, josta tuli Intel 4004, ja johti tiimin, joka olisi vastuussa sen rakentamisesta. Hänen tiiminsä koostuivat Intelin työntekijöistä: Federico Faggin, Stanley Mazor ja Masatoshi Shima. Erityisesti herra Faggin tunnustetaan ratkaisevaksi yhteistyökumppaniksi varhaisessa kehityksessä. Rahoitettuaan Ted Hoffin tiimin hankkeen alkuvaiheet BUSICOMista tuli yhä skeptisempi tarpeesta rahoittaa niin radikaali hanke. Intel ymmärsi suunnittelun henkisen omaisuuden arvon ja osti oikeudet takaisin BUSICOMilta.
Intel 4004 -suoritin, maailman ensimmäinen mikroprosessori
Vuonna 1971 Intel tuotti 4004: n yhdellä suorittimella. Tämä merkittiin ensimmäiseksi mikroprosessoriksi. Tietokone oli 4 -bittinen mikroprosessori, joka salli vain 4 bittiä leveät symbolit. Itse 4004: ää käytettiin hyvin harvoissa kaupallisissa sovelluksissa, koska se ylitti erinomaiset mikroprosessorimallit kuukausien kuluessa sen julkaisemisesta. 4004: n tunnetut käyttötapaukset sisältävät flipperikoneen ja tekstinkäsittelyohjelman. Yhdysvaltain presidentti Barack Obama sai Hoffille vuonna 2010 kansallisen teknologia- ja innovaatiomitalin.
Ted Hoff ja Stanley Mazor sekä Federico Faggin saivat kansallisen teknologian ja innovaation mitalin työstään Intel 4004: llä
4-bittisen suunnittelun jälkeen 8-bittisistä mikroprosessoreista tuli pian kaikkien tietojenkäsittelyn standardi. Vuonna 1970 Computer Terminal Corporation palkkasi Intelin rakentamaan yhden MOS -sirun Datapoint 2200 -tietokoneensa suorittimen tilalle. Suunnittelusta tuli Intelin 8008-siru, 8-bittinen mikroprosessori. Samaan aikaan Texas Instruments teki sopimuksen mikroprosessorin suunnittelusta. Vuotta myöhemmin ja ennen Intelin sirun kehittämistä Texas Instruments oli suunnitellut TMC 1795: n. Computer Terminal Corporation hylkäsi mallin sen vanhemman mallin hyväksi. Texas Instruments-siru ei koskaan löytänyt ostajaa, vaikka on selvää, että Texas Instruments ansaitsee kunnian ensimmäisestä 8-bittisestä mikroprosessorista.
Intel oli nopea kaupallistamaan 8008 -mikroprosessorin ostettuaan oikeudet Computer Terminal Corporationilta. Intelin 8008 oli ensimmäinen kaupallisesti menestynyt mikroprosessori. Huhtikuuhun 1972 mennessä Intelillä oli satoja tuhansia 8008 pelimerkkiä valmiina lähetettäväksi. 8008: n menestys johti 8080: een ja sitten 8086: een, josta tuli lopulta x86.
Silti yksi kilpailija on astunut keksikeskusteluun ja tehnyt taistelun mikroprosessorin patenttioikeuksista venyneenä ja erittäin riitaisena. Texas Instruments oli alun perin turvannut useita patentteja TMC 1795 -laitteelleen. Vuonna 1990 vähän tunnettu keksijä Kalifornian La Palmasta nimeltä Gilbert Hyatt sai patentin yksisiruiselle prosessorille. Kiistanalainen patentti numero 4 942 516 myönnettiin tietokoneen perusteella, jonka hän rakensi vuonna 1969 kaksisuuntaisen lastulevyn avulla. Hyatt oli aloittanut mikroprosessorin rakentamisen vuonna 1967 ja lopetti työnsä vuonna 1968 perustaakseen ensimmäisen mikroprosessorin rakentamiseen omistautuneen yrityksen. Hyattin yrityksellä Microcomputer Inc. oli taloudellista tukea Intelin perustajilta Gordon Moorelta ja Robert Noycelta. Patentti olisi voinut johtaa miljardien dollareiden siirtoihin Mr. Hyattin hyväksi tietokonevalmistajilta. Texas Instruments onnistui lopulta peruuttamaan Hyattin patentin vuonna 1996 pitkittyneen oikeusjutun jälkeen ja maksamaan Hyattille huomattavia rojalteja. Hyatt väittää edelleen, että hänen suunnittelunsa oli ensimmäinen mikroprosessori ja että se ei onnistunut saavuttamaan kaupallista menestystä vain kiistojen vuoksi hänen yrityksensä muiden tukijoiden kanssa.
Gilbert Hyatt, Microcomputer Inc.
Intel on edelleen yksi suurimmista mikroprosessorien kehittäjistä. He ovat pysyneet menestyksekkäästi valtavan teknologisen muutoksen edellä. Vuonna 1965 yksi Intelin perustajista Gordon Moore julkaisi paperin, jossa ennustettiin, että integroidun piirin transistorien määrä kaksinkertaistuu vuosittain. Kymmenen vuotta myöhemmin, vuonna 1975, hän ennusti kaksinkertaistuvan kahden vuoden välein. Hänen ennustuksensa on toistaiseksi pitänyt lähes täysin paikkansa. Kiista mikroprosessorin keksijästä ei ehkä koskaan ratkea täysin, mutta on selvää, että pienempien ja halvempien transistorien mikroprosessorien kehittäminen on muuttanut maailmaa käynnistämällä tietokonevallankumouksen ja henkilökohtaisten tietokoneiden tulon.
Ensimmäinen mikroprosessori työskenteli lentokoneessa vuonna 1970. Kaksi vuotta ennen Inteliä. Täysin dokumentoitu ja todennettu . Täsmälleen sama tekniikka kuin 4004.