A maioria dos equipamentos de computação modernos tem um microprocessador no seu coração. O microprocessador dá ao computador a capacidade de calcular, ordenar dados e realizar comparações lógicas. A característica distintiva principal de um microprocessador é sua natureza integrada — a forma como combina vários circuitos diferentes em um único encapsulamento. Ter os componentes essenciais em um único dispositivo torna equipamentos digitais — incluindo celulares, computadores pessoais e servidores web — menores, menos caros e mais fáceis de construir.
Antes de 1971, ano em que engenheiros da Intel desenvolveram o primeiro microprocessador, a maioria dos circuitos eletrônicos ainda era feita de partes discretas: transistores, resistores e capacitores individuais. Os computadores feitos então usavam muitos dos mesmos blocos funcionais básicos usados hoje: uma unidade central de processamento (CPU) consistindo de uma unidade aritmética e lógica (ALU), registradores de dados e endereços de memória, um contador de programa e outros circuitos. Cada bloco de construção podia consistir de várias placas de circuito, cada uma contendo dezenas de partes individuais. As placas de circuito conectavam-se a um chassi comum que transportava sinais eletrônicos de ida e volta entre eles.
No início dos anos 1970, circuitos integrados melhoraram a ponto de cada um ter milhares de transistores, aproximadamente o número necessário para fazer um computador simples. Engenheiros criaram circuitos implementando as funções básicas de um computador em um único chip de silício. Em vez de um computador que enchia um gabinete, criaram um computador em um único dispositivo que cabia na ponta do dedo. Eliminando as milhares de conexões soldadas entre transistores em circuitos discretos, engenheiros melhoraram muito a confiabilidade do computador. Uma vez finalizado o design do chip, fábricas podiam estampá-los aos milhões, reduzindo custos em fatores de até 1.000.
Nas décadas seguintes aos anos 1970, técnicas de circuitos integrados aumentaram o número de transistores em um único chip de milhares para bilhões. Embora microprocessadores mantenham a mesma organização básica de antes, agora têm recursos como múltiplas CPUs, memória de alta velocidade e gerenciamento de energia sofisticado. Além de terem circuitos mais complexos, têm bem mais de 1.000 vezes o poder de processamento dos dispositivos mais antigos.
Duas variações do microprocessador, o system-on-a-chip (SoC) e o microcontrolador, levam o conceito de integração além, colocando mais partes funcionais no mesmo chip. Um único SoC pode, por exemplo, conter um microprocessador, circuitaria de sinal de rádio e memória de dados. Uma ideia um pouco mais antiga, o microcontrolador, tem um microprocessador, memória e circuitaria para comunicar e acionar dispositivos externos.
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