सामान्य प्रयोजन सीपीयू का इतिहास

सामान्य प्रयोजन CPU  का इतिहास कंप्यूटिंग हार्डवेयर के पहले के इतिहास की निरंतरता है।

1950 का दशक: प्रारंभिक डिज़ाइन
1950 के दशक की शुरुआत में, प्रत्येक कंप्यूटर का डिज़ाइन अद्वितीय था। एकाधिक, भिन्न कार्यान्वयन वाली कोई उर्ध्व-संगत मशीनें या कंप्यूटर आर्किटेक्चर नहीं थे। एक मशीन के लिए लिखे गए प्रोग्राम किसी अन्य प्रकार के नहीं, यहां तक ​​कि उसी कंपनी के अन्य प्रकार के भी नहीं चलेंगे। तब यह कोई बड़ी कमी नहीं थी क्योंकि कंप्यूटर पर चलाने के लिए कोई बड़ा सॉफ्टवेयर विकसित नहीं किया गया था, इसलिए स्क्रैच से प्रोग्रामिंग शुरू करना एक बड़ी बाधा के रूप में नहीं देखा गया था।

उस समय की डिज़ाइन स्वतंत्रता बहुत महत्वपूर्ण थी क्योंकि डिजाइनर इलेक्ट्रॉनिक्स की लागत से बहुत विवश थे, और केवल यह पता लगाना शुरू कर रहे थे कि कंप्यूटर को सर्वोत्तम तरीके से कैसे व्यवस्थित किया जा सकता है। इस अवधि के दौरान शुरू की गई कुछ बुनियादी सुविधाओं में सूचकांक रजिस्टर  (फेरांति मार्क 1 पर), एक  वापसी विवरण  सेविंग इंस्ट्रक्शन (यूएनआईवीएसी I), तत्काल ऑपरेंड (आईबीएम 704), और अमान्य संचालन का पता लगाना (आईबीएम 650) शामिल थे।

1950 के दशक के अंत तक, वाणिज्यिक बिल्डरों ने फ़ैक्टरी-निर्मित, ट्रक-डिलीवर करने योग्य कंप्यूटर विकसित कर लिए थे। सबसे व्यापक रूप से स्थापित कंप्यूटर IBM 650 था, जो ड्रम मेमोरी का उपयोग करता था, जिस पर प्रोग्राम पेपर छिद्रित टेप  या  छिद्रित कार्ड  का उपयोग करके लोड किए जाते थे। कुछ बहुत उच्च-स्तरीय मशीनों में कोर मेमोरी भी शामिल थी जो उच्च गति प्रदान करती थी। हार्ड डिस्क भी लोकप्रिय होने लगी थी।

कंप्यूटर एक स्वचालित अबेकस है। संख्या प्रणाली का प्रकार उसके काम करने के तरीके को प्रभावित करता है। 1950 के दशक की शुरुआत में, अधिकांश कंप्यूटर विशिष्ट संख्यात्मक प्रसंस्करण कार्यों के लिए बनाए गए थे, और कई मशीनें दशमलव संख्याओं को अपनी मूल संख्या प्रणाली के रूप में उपयोग करती थीं; अर्थात्, मशीनों के गणितीय कार्य बेस-2 के बजाय बेस-10 में काम करते थे जैसा कि आज आम है। ये केवल बाइनरी-कोडित दशमलव (बीसीडी) नहीं थे। अधिकांश मशीनों में प्रत्येक प्रोसेसर रजिस्टर में प्रति अंक दस वैक्यूम ट्यूब होते थे। कुछ प्रारंभिक सोवियत संघ के कंप्यूटर डिजाइनरों ने त्रिगुट तर्क  पर आधारित सिस्टम लागू किया; यानी, एक बिट की तीन अवस्थाएं हो सकती हैं: +1, 0, या -1, जो सकारात्मक, शून्य या नकारात्मक वोल्टेज के अनुरूप है।

अमेरिकी वायु सेना के लिए एक प्रारंभिक परियोजना, BINAC ने बाइनरी अंकगणित का उपयोग करके एक हल्का, सरल कंप्यूटर बनाने का प्रयास किया। इसने उद्योग जगत को गहराई से प्रभावित किया।

1970 के अंत तक, प्रमुख कंप्यूटर भाषाएँ अपने संख्यात्मक व्यवहार को मानकीकृत करने में असमर्थ थीं क्योंकि दशमलव कंप्यूटर में उपयोगकर्ताओं के समूह इतने बड़े थे कि उन्हें अलग नहीं किया जा सकता था।

यहां तक ​​कि जब डिजाइनरों ने बाइनरी सिस्टम का उपयोग किया, तब भी उनके पास कई अजीब विचार थे। कुछ ने आधुनिक दो के पूरक अंकगणित (-1 = 11111) के बजाय संकेत-परिमाण अंकगणित (-1 = 10001), या लोगों के पूरक (-1 = 11110) का उपयोग किया। अधिकांश कंप्यूटर छह-बिट कैरेक्टर सेट का उपयोग करते थे क्योंकि वे होलेरिथ पंच कार्ड को पर्याप्त रूप से एन्कोड करते थे। इस अवधि के डिजाइनरों के लिए यह एक बड़ा रहस्योद्घाटन था कि डेटा शब्द वर्ण आकार का गुणक होना चाहिए। उन्होंने 12-, 24- और 36-बिट डेटा शब्दों के साथ कंप्यूटर डिजाइन करना शुरू किया (उदाहरण के लिए, TX-2 देखें)।

इस युग में, ग्रोश का नियम कंप्यूटर डिज़ाइन पर हावी हो गया: कंप्यूटर की लागत उसकी गति के वर्ग के अनुसार बढ़ गई।

1960 का दशक: कंप्यूटर क्रांति और सीआईएससी
प्रारंभिक कंप्यूटरों के साथ एक बड़ी समस्या यह थी कि एक प्रोग्राम किसी दूसरे पर काम नहीं करता था। कंप्यूटर कंपनियों ने पाया कि उनके ग्राहकों के पास किसी दिए गए ब्रांड के प्रति वफादार रहने का कोई कारण नहीं है, क्योंकि उनके द्वारा खरीदा गया अगला कंप्यूटर वैसे भी असंगत होगा। उस समय, आमतौर पर केवल कीमत और प्रदर्शन ही चिंता का विषय थे।

1962 में, IBM ने कंप्यूटर डिज़ाइन करने के लिए एक नया दृष्टिकोण आज़माया। योजना ऐसे कंप्यूटरों का एक परिवार बनाने की थी जो एक ही सॉफ़्टवेयर चला सकें, लेकिन अलग-अलग प्रदर्शन के साथ और अलग-अलग कीमतों पर। जैसे-जैसे उपयोगकर्ताओं की ज़रूरतें बढ़ीं, वे बड़े कंप्यूटरों की ओर बढ़ सकते थे, और फिर भी अपना सारा निवेश प्रोग्राम, डेटा और स्टोरेज मीडिया में रख सकते थे।

ऐसा करने के लिए, उन्होंने System/360 (S/360) नामक एक संदर्भ कंप्यूटर डिज़ाइन किया। यह एक वर्चुअल कंप्यूटर, एक संदर्भ निर्देश सेट और ऐसी क्षमताएं थीं जिनका परिवार की सभी मशीनें समर्थन करेंगी। मशीनों के विभिन्न वर्ग प्रदान करने के लिए, परिवार का प्रत्येक कंप्यूटर पूर्ण S/360 निर्देश सेट को चलाने में सक्षम मशीन बनाने के लिए कम या ज्यादा हार्डवेयर इम्यूलेशन और कम या ज्यादा माइक्रोप्रोग्राम इम्यूलेशन का उपयोग करेगा।

उदाहरण के लिए, एक लो-एंड मशीन में कम लागत पर एक बहुत ही सरल प्रोसेसर शामिल हो सकता है। हालाँकि इसके लिए बाकी निर्देश सेट प्रदान करने के लिए एक बड़े माइक्रोकोड एमुलेटर के उपयोग की आवश्यकता होगी, जो इसे धीमा कर देगा। एक हाई-एंड मशीन बहुत अधिक जटिल प्रोसेसर का उपयोग करेगी जो सीधे S/360 डिज़ाइन की अधिक प्रक्रिया कर सकती है, इस प्रकार एक बहुत सरल और तेज़ एमुलेटर चला सकती है।

आईबीएम ने जानबूझकर संदर्भ अनुदेश सेट को काफी जटिल और बहुत सक्षम बनाने का निर्णय लिया। भले ही कंप्यूटर जटिल था, माइक्रोप्रोग्राम रखने वाला इसका नियंत्रण भंडार अपेक्षाकृत छोटा रहता था, और इसे बहुत तेज़ मेमोरी के साथ बनाया जा सकता था। एक अन्य महत्वपूर्ण प्रभाव यह था कि एक निर्देश संचालन के काफी जटिल अनुक्रम का वर्णन कर सकता था। इस प्रकार कंप्यूटरों को आम तौर पर मुख्य मेमोरी से कम निर्देश लाने होंगे, जिसे गति और कीमत के मिश्रण से धीमा, छोटा और कम खर्चीला बनाया जा सकता है।

चूँकि S/360 को IBM 7090 जैसी वैज्ञानिक मशीनों और IBM 1401 जैसी डेटा प्रोसेसिंग मशीनों दोनों का उत्तराधिकारी बनना था, इसलिए इसे एक ऐसे डिज़ाइन की आवश्यकता थी जो सभी प्रकार के प्रसंस्करण का उचित समर्थन कर सके। इसलिए निर्देश सेट को सरल बाइनरी संख्याओं और पाठ, वैज्ञानिक फ़्लोटिंग-पॉइंट (कैलकुलेटर में उपयोग की जाने वाली संख्याओं के समान), और लेखांकन प्रणालियों द्वारा आवश्यक बाइनरी-कोडित दशमलव अंकगणित में हेरफेर करने के लिए डिज़ाइन किया गया था।

निम्नलिखित लगभग सभी कंप्यूटरों में ये नवाचार किसी न किसी रूप में शामिल थे। सुविधाओं के इस मूल सेट को अब जटिल निर्देश सेट कंप्यूटिंग कहा जाता है (सीआईएससी, उच्चारित सिस्क), एक शब्द का आविष्कार कई वर्षों बाद तक नहीं हुआ था, जब कम निर्देश सेट कंप्यूटिंग (आरआईएससी) को बाजार हिस्सेदारी मिलनी शुरू हुई।

कई सीआईएससी में, एक निर्देश या तो रजिस्टरों या मेमोरी तक पहुंच सकता है, आमतौर पर कई अलग-अलग तरीकों से। इससे सीआईएससी को प्रोग्राम करना आसान हो गया, क्योंकि एक प्रोग्रामर केवल तीस से सौ निर्देशों को याद रख सकता था, और हजारों अलग-अलग निर्देशों के बजाय तीन से दस संबोधन मोड  का एक सेट याद रख सकता था। इसे  ऑर्थोगोनल अनुदेश सेट  कहा जाता था। पीडीपी-11 और मोटोरोला 68000 आर्किटेक्चर लगभग ऑर्थोगोनल निर्देश सेट के उदाहरण हैं।

इस समय BUNCH (बरोज़ कॉर्पोरेशन, UNIVAC, NCR कॉर्पोरेशन, नियंत्रण डेटा निगम, और हनीवेल) भी था जो IBM से प्रतिस्पर्धा कर रहा था; हालाँकि, IBM ने S/360 के साथ उस युग में अपना दबदबा बनाया।

बरोज़ कॉर्पोरेशन (जिसका बाद में स्पेरी/यूनिवैक के साथ विलय होकर यूनिसिस बना) ने अपने बरोज़ बड़े सिस्टम B5000 श्रृंखला के साथ S/360 का विकल्प पेश किया। 1961 में, B5000 में वर्चुअल मेमोरी, सममित मल्टीप्रोसेसिंग, एक मल्टीप्रोग्रामिंग ऑपरेटिंग सिस्टम (मास्टर कंट्रोल प्रोग्राम (MCP)) था, जो ALGOL 60 में लिखा गया था, और 1964 की शुरुआत में उद्योग का पहला रिकर्सिव-डिसेंट कंपाइलर था।

1970 का दशक: माइक्रोप्रोसेसर क्रांति
पहला वाणिज्यिक माइक्रोप्रोसेसर, बाइनरी-कोडेड डेसीमल (बीसीडी) आधारित इंटेल 4004, इंटेल द्वारा 1971 में जारी किया गया था। मार्च 1972 में, इंटेल ने 8-बिट कंप्यूटिंग|8-बिट आर्किटेक्चर, 8008 के साथ एक माइक्रोप्रोसेसर पेश किया, जो ट्रांजिस्टर-ट्रांजिस्टर लॉजिक (टीटीएल) आधारित डेटापॉइंट 2200 सीपीयू का एक एकीकृत  पीएमओएस तर्क  पुन: कार्यान्वयन है।

4004 डिजाइनर फ़ेडरिको फ़ैगिन और मासातोशी द्वीप  ने 8008 के उत्तराधिकारी, इंटेल 8080 को डिजाइन किया, जो थोड़ा अधिक मिनीकंप्यूटर जैसा माइक्रोप्रोसेसर था, जो काफी हद तक सीमित 8008 पर ग्राहकों की प्रतिक्रिया पर आधारित था। 8008 की तरह, इसका उपयोग टर्मिनल जैसे अनुप्रयोगों के लिए किया गया था, प्रिंटर, कैश रजिस्टर और औद्योगिक रोबोट। हालाँकि, अधिक सक्षम 8080 सीपी/एम नामक प्रारंभिक वास्तविक मानक  निजी कंप्यूटर  ऑपरेटिंग सिस्टम के लिए मूल लक्ष्य सीपीयू भी बन गया और इसका उपयोग क्रूज़ मिसाइलों और कई अन्य उपयोगों जैसे कठिन नियंत्रण कार्यों के लिए किया गया था। 1974 में जारी, 8080 पहले वास्तव में व्यापक माइक्रोप्रोसेसरों में से एक बन गया।

1970 के दशक के मध्य तक, कंप्यूटर में एकीकृत सर्किट का उपयोग आम हो गया था। यह दशक ट्रांजिस्टर की घटती कीमत के कारण बाजार में उथल-पुथल से भरा रहा।

संपूर्ण सीपीयू को एक मुद्रित सर्किट बोर्ड पर रखना संभव हो गया। इसका परिणाम यह हुआ कि आमतौर पर 16-बिट शब्दों और 4K से 64K मेमोरी वाले मिनी कंप्यूटर आम हो गए।

सीआईएससी को सबसे शक्तिशाली प्रकार के कंप्यूटर माना जाता था, क्योंकि उनका माइक्रोकोड छोटा होता था और इसे बहुत तेज़ गति वाली मेमोरी में संग्रहीत किया जा सकता था। सीआईएससी आर्किटेक्चर ने सिमेंटिक गैप को भी संबोधित किया जैसा कि तब माना जाता था। यह मशीन भाषा और मशीन को प्रोग्राम करने के लिए उपयोग की जाने वाली उच्च स्तरीय प्रोग्रामिंग भाषाओं के बीच एक परिभाषित दूरी थी। यह महसूस किया गया कि कंपाइलर एक समृद्ध निर्देश सेट के साथ बेहतर काम कर सकते हैं।

कस्टम सीआईएससी का निर्माण आमतौर पर कस्टम माइक्रोकोड के साथ बिट स्लाइस कंप्यूटर लॉजिक जैसे एएमडी 2900 चिप्स का उपयोग करके किया गया था। बिट स्लाइस घटक एक अंकगणितीय तर्क इकाई (ALU), रजिस्टर फ़ाइल या माइक्रोसेक्वेंसर का एक टुकड़ा है। अधिकांश बिट-स्लाइस एकीकृत सर्किट 4 बिट चौड़े थे।

1970 के दशक की शुरुआत में, 16-बिट कंप्यूटिंग|16-बिट पीडीपी-11 मिनीकंप्यूटर विकसित किया गया था, जो यकीनन अपने समय का सबसे उन्नत छोटा कंप्यूटर था। 1970 के दशक के अंत में, व्यापक-शब्द सुपरमिनी कंप्यूटर पेश किए गए, जैसे कि 32-बिट कंप्यूटिंग|32-बिट VAX।

आईबीएम ने बड़े, तेज़ कंप्यूटर बनाना जारी रखा। हालाँकि, बड़े और तेज़ की परिभाषा का मतलब अब एक मेगाबाइट रैम से अधिक है, घड़ी की गति एक मेगाहर्ट्ज़ के करीब है, और दसियों मेगाबाइट डिस्क ड्राइव।

आईबीएम का सिस्टम 370 वर्चुअल कंप्यूटिंग वातावरण को चलाने के लिए संशोधित 360 का एक संस्करण था। VM (ऑपरेटिंग सिस्टम) को एक अप्राप्य सॉफ़्टवेयर विफलता की संभावना को कम करने के लिए विकसित किया गया था।

बरोज बड़े सिस्टम (बी5000, बी6000, बी7000) श्रृंखला अपनी सबसे बड़ी बाजार हिस्सेदारी तक पहुंच गई। यह एक स्टैक कंप्यूटर था जिसका OS अल्गोल की एक बोली में प्रोग्राम किया गया था।

इन सभी विभिन्न विकासों ने बाजार हिस्सेदारी के लिए प्रतिस्पर्धा की।

पहला सिंगल-चिप 16-बिट कंप्यूटिंग|16-बिट माइक्रोप्रोसेसर 1975 में पेश किया गया था। जापानी कंपनियों द्रोह, फ़ूजी इलेक्ट्रिक और  PANASONIC  द्वारा गठित समूह पनाफाकॉम ने एमएन1610, एक वाणिज्यिक 16-बिट माइक्रोप्रोसेसर पेश किया।   फुजित्सु के अनुसार, यह एकल चिप पर दुनिया का पहला 16-बिट माइक्रो कंप्यूटर था।

इंटेल 8080 16-बिट इंटेल 8086 का आधार था, जो आज के सर्वव्यापी x86 परिवार (पेंटियम और इण्टेल कोर  सहित) का प्रत्यक्ष पूर्वज है। 8080 के प्रत्येक निर्देश का बड़े x86 अनुदेश सेट में सीधा समतुल्य है, हालाँकि बाद में ऑपकोड मान भिन्न हैं।

1980-1990 के दशक की शुरुआत: आरआईएससी के सबक
1980 के दशक की शुरुआत में, यूसी बर्कले और आईबीएम दोनों के शोधकर्ताओं ने पाया कि अधिकांश कंप्यूटर भाषा संकलक  और दुभाषिए जटिल निर्देश सेट कंप्यूटिंग (सीआईएससी) के निर्देशों के केवल एक छोटे उपसमूह का उपयोग करते थे। वास्तविक दुनिया के उपयोग में सीपीयू की अधिकांश शक्ति को नजरअंदाज किया जा रहा था। उन्होंने महसूस किया कि कंप्यूटर को सरल और कम ऑर्थोगोनल बनाकर, वे इसे एक ही समय में तेज़ और कम खर्चीला बना सकते हैं।

उसी समय, आवश्यक मेमोरी एक्सेस के लिए समय के संबंध में सीपीयू गणना तेज हो गई। डिजाइनरों ने आंतरिक रजिस्टरों के बड़े सेट का उपयोग करने का भी प्रयोग किया। लक्ष्य कंपाइलर के नियंत्रण के तहत रजिस्टरों में मध्यवर्ती परिणामों को सीपीयू कैश करना था। इससे एड्रेसिंग मोड और ऑर्थोगोनैलिटी की संख्या भी कम हो गई।

इस सिद्धांत पर आधारित कंप्यूटर डिज़ाइन को रिड्यूस्ड इंस्ट्रक्शन सेट कंप्यूटिंग (आरआईएससी) कहा जाता था। आरआईएससी में आमतौर पर बड़ी संख्या में रजिस्टर होते हैं, जिन तक सरल निर्देशों द्वारा पहुंच होती है, विशेष रूप से डेटा को मेमोरी में लोड करने और संग्रहीत करने के लिए कुछ निर्देश होते हैं। परिणाम एक बहुत ही सरल कोर सीपीयू था जो बहुत तेज़ गति से चल रहा था, जो कि कंपाइलर्स द्वारा उपयोग किए जा रहे संचालन के प्रकार का समर्थन करता था।

आरआईएससी डिज़ाइन पर एक सामान्य संस्करण हार्वर्ड वास्तुकला  को नियोजित करता है, बनाम वॉन न्यूमैन वास्तुकला या संग्रहीत प्रोग्राम आर्किटेक्चर जो अधिकांश अन्य डिज़ाइनों के लिए सामान्य है। हार्वर्ड आर्किटेक्चर मशीन में, प्रोग्राम और डेटा अलग-अलग मेमोरी डिवाइस पर होते हैं और इन्हें एक साथ एक्सेस किया जा सकता है। वॉन न्यूमैन मशीनों में, डेटा और प्रोग्राम को एक मेमोरी डिवाइस में मिश्रित किया जाता है, जिसके लिए अनुक्रमिक एक्सेस की आवश्यकता होती है जो तथाकथित वॉन न्यूमैन आर्किटेक्चर#वॉन न्यूमैन बॉटलनेक उत्पन्न करता है।

आरआईएससी डिज़ाइन का एक नकारात्मक पहलू यह था कि उन पर चलने वाले प्रोग्राम बड़े होते हैं। ऐसा इसलिए है क्योंकि कंपाइलर्स को समान परिणाम प्राप्त करने के लिए सरल निर्देशों के लंबे अनुक्रम उत्पन्न करने होंगे। चूँकि इन निर्देशों को वैसे भी मेमोरी से लोड किया जाना चाहिए, बड़ा कोड आरआईएससी डिज़ाइन की तेज़ मेमोरी हैंडलिंग में से कुछ को ऑफसेट कर देता है।

1990 के दशक की शुरुआत में, जापान के Hitachi  के इंजीनियरों ने कम निर्देश सेटों को संपीड़ित करने के तरीके ढूंढे ताकि वे सीआईएससी की तुलना में छोटे मेमोरी सिस्टम में भी फिट हो सकें। ऐसी संपीड़न योजनाओं का उपयोग 1992 में शुरू किए गए माइक्रोप्रोसेसरों की  सुपर एच एच श्रृंखला के निर्देश सेट के लिए किया गया था। सुपर इंस्ट्रक्शन सेट को बाद में एआरएम वास्तुकला थंब इंस्ट्रक्शन सेट के लिए अनुकूलित किया गया। ऐसे अनुप्रयोगों में जिन्हें पुराने बाइनरी सॉफ़्टवेयर को चलाने की आवश्यकता नहीं है, संपीड़ित आरआईएससी बिक्री पर हावी होने के लिए बढ़ रहे हैं।

आरआईएससी के लिए एक अन्य दृष्टिकोण न्यूनतम निर्देश सेट कंप्यूटर (एमआईएससी), निलाडिक, या शून्य-ऑपरेंड निर्देश सेट था। इस दृष्टिकोण से यह एहसास हुआ कि किसी निर्देश में अधिकांश स्थान का उपयोग निर्देश के ऑपरेंड की पहचान करने के लिए किया जाता था। इन मशीनों ने ऑपरेंड को पुश-डाउन (लास्ट-इन, फर्स्ट आउट) स्टैक (डेटा संरचना) पर रखा। निर्देश सेट को मेमोरी लाने और संग्रहीत करने के लिए कुछ निर्देशों के साथ पूरक किया गया था। बहुत कॉम्पैक्ट कोड के साथ बेहद तेज आरआईएससी मशीनें प्रदान करने के लिए अधिकांश लोग सरल कैशिंग का उपयोग करते हैं। एक अन्य लाभ यह था कि रुकावट विलंबताएं बहुत छोटी थीं, अधिकांश सीआईएससी मशीनों की तुलना में छोटी (आरआईएससी मशीनों में एक दुर्लभ विशेषता)। बरोज बड़े सिस्टम आर्किटेक्चर ने इस दृष्टिकोण का उपयोग किया। B5000 को RISC शब्द के आविष्कार से बहुत पहले 1961 में डिज़ाइन किया गया था। आर्किटेक्चर 48-बिट शब्द में छह 8-बिट निर्देश डालता है, और बहुत लंबे अनुदेश शब्द (वीएलआईडब्ल्यू) डिज़ाइन का अग्रदूत था (नीचे देखें: #1990 से आज तक: आगे की ओर देखें)।

बरोज़ वास्तुकला चार्ल्स एच. मूर की प्रोग्रामिंग भाषा फोर्थ (प्रोग्रामिंग भाषा) के लिए प्रेरणाओं में से एक थी, जिसने बदले में उनके बाद के एमआईएससी चिप डिजाइनों को प्रेरित किया। उदाहरण के लिए, उनके f20 कोर में 31 5-बिट निर्देश थे, जो 20-बिट शब्द में चार फिट बैठते थे।

आरआईएससी चिप्स अब 32-बिट एम्बेडेड सिस्टम के बाजार में हावी हैं। छोटे आरआईएससी चिप्स लागत-संवेदनशील 8-बिट एम्बेडेड-सिस्टम बाजार में भी आम हो रहे हैं। आरआईएससी सीपीयू के लिए मुख्य बाजार ऐसे सिस्टम रहे हैं जिन्हें कम बिजली या छोटे आकार की आवश्यकता होती है।

यहां तक ​​कि कुछ सीआईएससी प्रोसेसर (आर्किटेक्चर पर आधारित जो आरआईएससी के प्रभावी होने से पहले बनाए गए थे), जैसे कि नए x86 प्रोसेसर, निर्देशों को आंतरिक रूप से आरआईएससी-जैसे निर्देश सेट में अनुवाद करते हैं।

ये आंकड़े कई लोगों को आश्चर्यचकित कर सकते हैं, क्योंकि बाजार को डेस्कटॉप कंप्यूटर के रूप में माना जाता है। x86 डिज़ाइन डेस्कटॉप और नोटबुक कंप्यूटर की बिक्री पर हावी हैं, लेकिन ऐसे कंप्यूटर अब बिकने वाले कंप्यूटरों का केवल एक छोटा सा हिस्सा हैं। औद्योगिक देशों में अधिकांश लोगों के पास अपने डेस्क की तुलना में अपनी कार और घर में एम्बेडेड सिस्टम वाले अधिक कंप्यूटर होते हैं।

1980 के दशक के मध्य से अंत तक: अनुदेश स्तर की समानता का शोषण
1980 के दशक के मध्य से अंत तक, डिजाइनरों ने अनुदेश पाइपलाइनिंग  नामक एक तकनीक का उपयोग करना शुरू किया, जिसमें प्रोसेसर पूरा होने के विभिन्न चरणों में कई निर्देशों पर काम करता है। उदाहरण के लिए, प्रोसेसर वर्तमान निर्देश के परिणाम की गणना करते समय अगले निर्देश के लिए ऑपरेंड पुनः प्राप्त कर सकता है। आधुनिक सीपीयू ऐसे एक दर्जन से अधिक चरणों का उपयोग कर सकते हैं। (पाइपलाइनिंग मूल रूप से 1950 के दशक के अंत में अंतर्राष्ट्रीय व्यवसाय तंत्र (आईबीएम) द्वारा अपने आईबीएम 7030 (स्ट्रेच) मेनफ्रेम कंप्यूटर पर विकसित की गई थी।) मिनिमल इंस्ट्रक्शन सेट कंप्यूटर (एमआईएससी) पाइपलाइनिंग की आवश्यकता के बिना एक चक्र में निर्देशों को निष्पादित कर सकते हैं।

एक समान विचार, जो केवल कुछ साल बाद पेश किया गया था, अलग-अलग अंकगणितीय तर्क इकाइयों (एएलयू) पर समानांतर में कई निर्देशों को निष्पादित करना था। एक समय में केवल एक निर्देश पर काम करने के बजाय, सीपीयू कई समान निर्देशों की तलाश करेगा जो एक-दूसरे पर निर्भर नहीं हैं, और उन्हें समानांतर में निष्पादित करेंगे। इस दृष्टिकोण को सुपरस्केलर प्रोसेसर डिज़ाइन कहा जाता है।

ऐसी विधियाँ निर्देश स्तर समानता (आईएलपी) की डिग्री, प्रोग्राम कोड में गैर-निर्भर निर्देशों की संख्या तक सीमित हैं। कुछ प्रोग्राम अपने अंतर्निहित उच्च आईएलपी, विशेष रूप से ग्राफिक्स के कारण सुपरस्केलर प्रोसेसर पर बहुत अच्छी तरह से चल सकते हैं। हालाँकि, अधिक सामान्य समस्याओं में ILP बहुत कम होता है, इस प्रकार इन तरीकों से संभावित स्पीडअप कम हो जाते हैं।

ब्रांचिंग एक प्रमुख अपराधी है. उदाहरण के लिए, यदि कोई संख्या तीसरी संख्या से बड़ी है तो एक प्रोग्राम दो संख्याओं और शाखाओं को एक अलग कोड खंड में जोड़ सकता है। इस मामले में, भले ही शाखा संचालन को प्रसंस्करण के लिए दूसरे ALU में भेजा जाता है, फिर भी उसे अतिरिक्त परिणामों की प्रतीक्षा करनी होगी। इस प्रकार यह केवल एक ALU होने से अधिक तेज़ नहीं चलता। इस प्रकार की समस्या का सबसे आम समाधान एक प्रकार की शाखा भविष्यवाणी का उपयोग करना है।

सुपरस्केलर डिज़ाइन में उपलब्ध कई कार्यात्मक इकाइयों की दक्षता को आगे बढ़ाने के लिए, ऑपरेंड रजिस्टर निर्भरता को एक और सीमित कारक पाया गया। इन निर्भरताओं को कम करने के लिए, निर्देशों का आउट-ऑफ़-ऑर्डर निष्पादन शुरू किया गया था। ऐसी योजना में, जो निर्देश परिणाम आउट-ऑफ़-ऑर्डर पूरा हो जाते हैं, उन्हें अपवाद के बाद प्रोग्राम को पुनरारंभ करने के लिए प्रोसेसर द्वारा प्रोग्राम ऑर्डर में फिर से ऑर्डर किया जाना चाहिए। 1990 के दशक के दौरान आउट-ऑफ़-ऑर्डर निष्पादन कंप्यूटर उद्योग की मुख्य प्रगति थी।

एक समान अवधारणा सट्टा निष्पादन है, जहां शाखा की दिशा ज्ञात होने से पहले शाखा की एक दिशा (अनुमानित दिशा) से निर्देश निष्पादित किए जाते हैं। जब शाखा की दिशा ज्ञात हो जाती है, तो अनुमानित दिशा और वास्तविक दिशा की तुलना की जाती है। यदि अनुमानित दिशा सही थी, तो अनुमानित रूप से निष्पादित निर्देश और उनके परिणाम रखे जाते हैं; यदि यह गलत था, तो ये निर्देश और उनके परिणाम मिटा दिए जाते हैं। सट्टा निष्पादन, एक सटीक शाखा भविष्यवक्ता के साथ मिलकर, एक बड़ा प्रदर्शन लाभ देता है।

ये प्रगति, जो मूल रूप से आरआईएससी-शैली डिजाइनों के लिए अनुसंधान से विकसित की गई थी, आधुनिक सीआईएससी प्रोसेसर को प्रति घड़ी चक्र बारह या अधिक निर्देशों को निष्पादित करने की अनुमति देती है, जबकि पारंपरिक सीआईएससी डिजाइन एक निर्देश को निष्पादित करने के लिए बारह या अधिक चक्र ले सकते हैं।

इन प्रोसेसरों का परिणामी निर्देश शेड्यूलिंग तर्क बड़ा, जटिल और सत्यापित करना कठिन है। इसके अलावा, उच्च जटिलता के लिए अधिक ट्रांजिस्टर की आवश्यकता होती है, जिससे बिजली की खपत और गर्मी बढ़ जाती है। इनमें, आरआईएससी बेहतर है क्योंकि निर्देश सरल हैं, कम परस्पर निर्भरता है, और सुपरस्केलर कार्यान्वयन को आसान बनाते हैं। हालाँकि, जैसा कि इंटेल ने प्रदर्शित किया है, पर्याप्त समय और धन दिए जाने पर, अवधारणाओं को एक जटिल निर्देश सेट कंप्यूटिंग (CISC) डिज़ाइन पर लागू किया जा सकता है।

वीएलआईडब्ल्यू और ईपीआईसी
सुपरस्केलर प्रोसेसर बनाने वाला निर्देश शेड्यूलिंग तर्क बूलियन तर्क है। 1990 के दशक की शुरुआत में, एक महत्वपूर्ण नवाचार यह महसूस करना था कि मल्टी-एएलयू कंप्यूटर के समन्वय को कंपाइलर में ले जाया जा सकता है, वह सॉफ़्टवेयर जो प्रोग्रामर के निर्देशों को मशीन-स्तरीय निर्देशों में अनुवाद करता है।

इस प्रकार के कंप्यूटर को वेरी लॉन्ग इंस्ट्रक्शन वर्ड (VLIW) कंप्यूटर कहा जाता है।

कंपाइलर में निर्देशों को स्थिर रूप से शेड्यूल करना (बनाम प्रोसेसर में गतिशील रूप से शेड्यूल करना) सीपीयू जटिलता को कम कर सकता है। इससे प्रदर्शन में सुधार हो सकता है, और गर्मी और लागत कम हो सकती है।

दुर्भाग्य से, कंपाइलर को रनटाइम शेड्यूलिंग समस्याओं का सटीक ज्ञान नहीं है। केवल सीपीयू कोर फ़्रीक्वेंसी गुणक को बदलने से शेड्यूलिंग पर प्रभाव पड़ेगा। इनपुट डेटा द्वारा निर्धारित कार्यक्रम के संचालन का शेड्यूलिंग पर बड़ा प्रभाव पड़ेगा। इन गंभीर समस्याओं को दूर करने के लिए, वीएलआईडब्ल्यू प्रणाली को सामान्य डायनेमिक शेड्यूलिंग जोड़कर बढ़ाया जा सकता है, जिससे वीएलआईडब्ल्यू के कुछ फायदे खत्म हो जाएंगे।

कंपाइलर में स्टेटिक शेड्यूलिंग यह भी मानती है कि गतिशील रूप से जेनरेट किया गया कोड असामान्य होगा। जावा (प्रोग्रामिंग भाषा) और जावा वर्चुअल मशीन के निर्माण से पहले, यह सच था। यह मानना ​​उचित था कि धीमी गति से संकलन केवल सॉफ्टवेयर डेवलपर्स को प्रभावित करेगा। अब, कई भाषाओं के लिए सही समय पर संकलन  (जेआईटी) वर्चुअल मशीनों का उपयोग किया जा रहा है, धीमी कोड पीढ़ी भी उपयोगकर्ताओं को प्रभावित करती है।

वीएलआईडब्ल्यू का व्यावसायीकरण करने के कई असफल प्रयास हुए। मूल समस्या यह है कि एक वीएलआईडब्ल्यू कंप्यूटर अलग-अलग मूल्य और प्रदर्शन बिंदुओं पर स्केल नहीं करता है, जैसा कि एक गतिशील रूप से निर्धारित कंप्यूटर कर सकता है। एक और मुद्दा यह है कि वीएलआईडब्ल्यू कंप्यूटरों के लिए कंपाइलर डिज़ाइन बहुत कठिन है, और कंपाइलर, 2005 तक, अक्सर इन प्लेटफार्मों के लिए उप-इष्टतम कोड उत्सर्जित करते हैं।

इसके अलावा, वीएलआईडब्ल्यू कंप्यूटर थ्रूपुट के लिए अनुकूलित होते हैं, कम विलंबता के लिए नहीं, इसलिए वे मशीनरी में एम्बेडेड नियंत्रकों और अन्य कंप्यूटरों को डिजाइन करने वाले इंजीनियरों के लिए अनाकर्षक थे। अंतः स्थापित प्रणाली बाज़ार अक्सर पुराने सॉफ़्टवेयर के साथ अनुकूलता के बारे में बेपरवाह एक बड़े बाज़ार को प्रदान करके अन्य कंप्यूटर सुधारों में अग्रणी रहे हैं।

जनवरी 2000 में, पारेषण निगम  ने केंद्रीय प्रसंस्करण इकाई में एक कंपाइलर रखने और कंपाइलर को एक संदर्भ बाइट कोड (उनके मामले में, x86 निर्देश) से एक आंतरिक वीएलआईडब्ल्यू निर्देश सेट में अनुवाद करने का उपन्यास कदम उठाया। यह विधि वीएलआईडब्ल्यू आरआईएससी की हार्डवेयर सादगी, कम शक्ति और गति को कॉम्पैक्ट मुख्य मेमोरी सिस्टम और लोकप्रिय सीआईएससी द्वारा प्रदान की गई सॉफ्टवेयर रिवर्स-संगतता के साथ जोड़ती है।

इंटेल की इटेनियम चिप स्पष्ट रूप से समानांतर निर्देश कंप्यूटिंग (ईपीआईसी) डिज़ाइन पर आधारित है। माना जाता है कि यह डिज़ाइन बढ़े हुए निर्देश थ्रूपुट का वीएलआईडब्ल्यू लाभ प्रदान करता है। हालाँकि, यह निर्देशों के प्रत्येक बंडल में उनकी निर्भरता से संबंधित जानकारी स्पष्ट रूप से प्रदान करके स्केलिंग और जटिलता के कुछ मुद्दों से बचाता है। इस जानकारी की गणना कंपाइलर द्वारा की जाती है, क्योंकि यह VLIW डिज़ाइन में होगी। शुरुआती संस्करण ऑन-चिप एमुलेटर मोड के माध्यम से नए x86 सॉफ़्टवेयर के साथ भी पिछड़े-संगत हैं। इंटीजर का प्रदर्शन निराशाजनक रहा और सुधार के बावजूद, वॉल्यूम बाजारों में बिक्री कम बनी हुई है।

मल्टी-थ्रेडिंग
मौजूदाडिज़ाइन तब सबसे अच्छा काम करते हैं जब कंप्यूटर केवल एक प्रोग्राम चला रहा हो। हालाँकि, लगभग सभी आधुनिक ऑपरेटिंग सिस्टम एक साथ कई प्रोग्राम चलाने की अनुमति देते हैं। सीपीयू को बदलने और दूसरे प्रोग्राम पर काम करने के लिए महंगे संदर्भ स्विचिंग की आवश्यकता होती है। इसके विपरीत, मल्टी-थ्रेडेड सीपीयू एक साथ कई प्रोग्रामों के निर्देशों को संभाल सकते हैं।

ऐसा करने के लिए, ऐसे सीपीयू में रजिस्टरों के कई सेट शामिल होते हैं। जब एक संदर्भ स्विच होता है, तो कार्यशील रजिस्टरों की सामग्री को इस उद्देश्य के लिए रजिस्टरों के एक सेट में से एक में कॉपी किया जाता है।

इस तरह के डिज़ाइन में अक्सर एक सामान्य डिज़ाइन की तरह सैकड़ों के बजाय हजारों रजिस्टर शामिल होते हैं। नकारात्मक पक्ष यह है कि रजिस्टरों को लागू करने के लिए आवश्यक चिप स्पेस कुछ हद तक महंगा होता है। इस चिप स्थान का उपयोग किसी अन्य उद्देश्य के लिए किया जा सकता है।

इंटेल इस तकनीक को हाइपरथ्रेडिंग कहता है और अपने मौजूदा कोर i3, कोर i5, कोर i7 और कोर i9 डेस्कटॉप लाइनअप (साथ ही इसके कोर i3, कोर i5 और कोर i7 मोबाइल लाइनअप) में प्रति कोर दो थ्रेड्स की पेशकश करता है, साथ ही साथ हाई-एंड Xeon Phi प्रोसेसर में प्रति कोर चार थ्रेड तक।

मल्टी कोर
मल्टी-कोर सीपीयू आम तौर पर एक ही डाई पर कई सीपीयू कोर होते हैं, जो एक साझा एल2 या एल3 कैश, एक ऑन-डाई कंप्यूटर बस, या एक ऑन-डाई क्रॉसबार स्विच के माध्यम से एक दूसरे से जुड़े होते हैं। डाई पर सभी सीपीयू कोर इंटरकनेक्ट घटकों को साझा करते हैं जिनके साथ अन्य प्रोसेसर और सिस्टम के बाकी हिस्सों से इंटरफेस किया जाता है। इन घटकों में एक सामने की ओर बस  इंटरफ़ेस, गतिशील रैंडम एक्सेस मेमोरी (DRAM) के साथ इंटरफ़ेस के लिए एक  मेमोरी नियंत्रक, अन्य प्रोसेसर के लिए एक कैश सुसंगतता कंप्यूटर बस और साउथब्रिज (कंप्यूटिंग) और I/O के लिए एक गैर-सुसंगत लिंक शामिल हो सकते हैं। उपकरण। मल्टी-कोर और माइक्रोप्रोसेसर यूनिट (एमपीयू) शब्द एक से अधिक सीपीयू कोर वाले एक डाई के लिए सामान्य उपयोग में आ गए हैं।

इंटेलिजेंट रैम
वॉन न्यूमैन आर्किटेक्चर#वॉन न्यूमैन बॉटलनेक के आसपास काम करने का एक तरीका एक प्रोसेसर और DRAM को एक चिप पर मिलाना है।
 * बर्कले आईआरएएम परियोजना
 * ईडीआरएएम
 * कम्प्यूटेशनल रैम
 * यादगार

पुन: कॉन्फ़िगर करने योग्य तर्क
विकास का एक अन्य ट्रैक सामान्य प्रयोजन सीपीयू के साथ पुन: कॉन्फ़िगर करने योग्य तर्क को संयोजित करना है। इस योजना में, एक विशेष कंप्यूटर भाषा तर्क को कॉन्फ़िगर करने के लिए तेजी से चलने वाले सबरूटीन्स को बिट-मास्क में संकलित करती है। प्रोग्राम के धीमे, या कम-महत्वपूर्ण हिस्सों को सीपीयू पर अपना समय साझा करके चलाया जा सकता है। यह प्रक्रिया आमतौर पर एनालॉग इलेक्ट्रानिक्स  द्वारा किए जाने वाले कार्यों को करने के लिए डिजिटल सिग्नल प्रोसेसिंग का उपयोग करके सॉफ्टवेयर रेडियो जैसे उपकरण बनाने की अनुमति देती है।

ओपन सोर्स प्रोसेसर
जैसे-जैसे डिज़ाइन पद्धति में प्रगति और क्षेत्र में प्रोग्राम की जा सकने वाली द्वार श्रंखला (एफपीजीए) और सस्ती उत्पादन प्रक्रियाओं जैसे चिप्स की उपलब्धता के कारण हार्डवेयर और सॉफ़्टवेयर के बीच की रेखाएँ धुंधली होती जा रही हैं, यहाँ तक कि ओपन सोर्स हार्डवेयर भी दिखाई देने लगा है। ओपनकोर्स और RISC-वी ी जैसे ढीले-ढाले समुदायों ने हाल ही में ओपनआरआईएससी जैसे पूरी तरह से खुले सीपीयू आर्किटेक्चर की घोषणा की है, जिसे एफपीजीए या कस्टम निर्मित चिप्स में आसानी से लागू किया जा सकता है, बिना किसी लाइसेंस शुल्क के, और यहां तक ​​कि सन माइक्रोसिस्टम्स जैसे स्थापित प्रोसेसर निर्माताओं ने भी इसे लागू किया है। ओपन-सोर्स लाइसेंस के तहत प्रोसेसर डिज़ाइन (उदाहरण के लिए, ओपनस्पार्क) जारी किए गए।

अतुल्यकालिक सीपीयू
फिर भी एक अन्य विकल्प क्लॉकलेस या अतुल्यकालिक सीपीयू  है। पारंपरिक प्रोसेसर के विपरीत, क्लॉकलेस प्रोसेसर में पाइपलाइन के माध्यम से डेटा की प्रगति को समन्वयित करने के लिए कोई केंद्रीय घड़ी नहीं होती है। इसके बजाय, सीपीयू के चरणों को पाइप लाइन नियंत्रण या फीफो सीक्वेंसर नामक तर्क उपकरणों का उपयोग करके समन्वित किया जाता है। मूल रूप से, मौजूदा चरण पूरा होने पर पाइपलाइन नियंत्रक तर्क के अगले चरण को देखता है। इस प्रकार, एक केंद्रीय घड़ी की आवश्यकता नहीं है।

क्लॉक्ड लॉजिक के सापेक्ष, एसिंक्रोनस लॉजिक में उच्च प्रदर्शन वाले उपकरणों को लागू करना आसान हो सकता है: अतुल्यकालिक तर्क समर्थकों का मानना ​​है कि इन क्षमताओं के ये लाभ होंगे:
 * क्लॉक्ड सीपीयू में कोई भी कंपोनेंट क्लॉक रेट से तेज नहीं चल सकता। क्लॉकलेस सीपीयू में, घटक अलग-अलग गति से चल सकते हैं।
 * एक क्लॉक किए गए सीपीयू में, क्लॉक सबसे धीमे चरण के सबसे खराब प्रदर्शन से अधिक तेज नहीं चल सकती है। क्लॉकलेस सीपीयू में, जब एक चरण सामान्य से अधिक तेजी से समाप्त होता है, तो अगला चरण अगली घड़ी की टिक की प्रतीक्षा करने के बजाय तुरंत परिणाम ले सकता है। डेटा इनपुट के प्रकार के कारण एक चरण सामान्य से अधिक तेजी से समाप्त हो सकता है (उदाहरण के लिए, गुणन बहुत तेज हो सकता है यदि यह 0 या 1 से होता है), या क्योंकि यह सामान्य से अधिक वोल्टेज या कम तापमान पर चल रहा है।
 * किसी दिए गए प्रदर्शन के लिए कम बिजली अपव्यय
 * उच्चतम संभव निष्पादन गति

क्लॉकलेस सीपीयू का सबसे बड़ा नुकसान यह है कि अधिकांश सीपीयू डिज़ाइन उपकरण क्लॉक्ड सीपीयू (एक तुल्यकालिक सर्किट ) मानते हैं, इसलिए क्लॉकलेस सीपीयू ( अतुल्यकालिक सर्किट  डिजाइन करना) बनाने में क्लॉकलेस लॉजिक को संभालने के लिए डिज़ाइन टूल को संशोधित करना और यह सुनिश्चित करने के लिए अतिरिक्त परीक्षण करना शामिल है। डिज़ाइन इलेक्ट्रॉनिक्स समस्याओं में मेटास्टेबिलिटी से बचाता है।

फिर भी, कई एसिंक्रोनस सीपीयू बनाए गए हैं, जिनमें शामिल हैं
 * ORDVAC और समरूप ILLIAC I (1951)
 * ILLIAC II (1962), जो पृथ्वी पर सबसे तेज़ कंप्यूटर था
 * कैल्टेक एसिंक्रोनस माइक्रोप्रोसेसर, दुनिया का पहला एसिंक्रोनस माइक्रोप्रोसेसर (1988)
 * एआरएम आर्किटेक्चर-कार्यान्वयन ताबीज माइक्रोप्रोसेसर  (1993 और 2000)
 * MIPS Technologies R3000 का अतुल्यकालिक कार्यान्वयन, जिसे MiniMIPS नाम दिया गया (1998)
 * चार्ल्स एच. मूर का सीफोर्थ मल्टी-कोर प्रोसेसर

ऑप्टिकल संचार
एक आशाजनक विकल्प सामने की ओर वाली बस को ख़त्म करना है। आधुनिक ऊर्ध्वाधर लेज़र डायोड  इस परिवर्तन को सक्षम करते हैं। सिद्धांत रूप में, एक ऑप्टिकल कंप्यूटर के घटक होलोग्राफिक या चरणबद्ध ओपन-एयर स्विचिंग सिस्टम के माध्यम से सीधे जुड़ सकते हैं। इससे प्रभावी गति और डिज़ाइन लचीलेपन में बड़ी वृद्धि होगी और लागत में बड़ी कमी आएगी। चूंकि कंप्यूटर के कनेक्टर भी इसके सबसे संभावित विफलता बिंदु हैं, इसलिए एक बसलेस सिस्टम अधिक विश्वसनीय हो सकता है।

इसके अलावा, 2010 तक, आधुनिक प्रोसेसर 64- या 128-बिट लॉजिक का उपयोग करते हैं। ऑप्टिकल तरंग दैर्ध्य सुपरपोजिशन डेटा लेन और तर्क को इलेक्ट्रॉनिक्स की तुलना में अधिक परिमाण के कई ऑर्डर की अनुमति दे सकता है, बिना किसी अतिरिक्त स्थान या तांबे के तारों के।

ऑप्टिकल प्रोसेसर
एक अन्य दीर्घकालिक विकल्प डिजिटल तर्क के लिए बिजली के बजाय प्रकाश का उपयोग करना है। सिद्धांत रूप में, यह लगभग 30% तेज चल सकता है और कम बिजली का उपयोग कर सकता है, और क्वांटम कंप्यूटिंग उपकरणों के साथ सीधे इंटरफ़ेस की अनुमति दे सकता है।

इस दृष्टिकोण के साथ मुख्य समस्या यह है कि, निकट भविष्य के लिए, इलेक्ट्रॉनिक कंप्यूटिंग तत्व तेज़, छोटे, सस्ते और अधिक विश्वसनीय हैं। ऐसे तत्व पहले से ही प्रकाश की कुछ तरंग दैर्ध्य से छोटे हैं। इस प्रकार, वेवगाइड-आधारित ऑप्टिकल तर्क भी इलेक्ट्रॉनिक तर्क के सापेक्ष अलाभकारी हो सकता है। 2016 तक, अधिकांश विकास प्रयास इलेक्ट्रॉनिक सर्किटरी के लिए हैं।

आयनिक प्रोसेसर
लॉजिक प्रोसेसर के तत्वों को लागू करने के लिए इलेक्ट्रॉनिक या फोटोनिक क्रियाओं के बजाय आयन-आधारित रासायनिक प्रतिक्रियाओं का उपयोग करने पर ब्लोबोटिक्स किया गया है।

बेल्ट मशीन वास्तुकला
पारंपरिक रजिस्टर मशीन या स्टैक मशीन आर्किटेक्चर से संबंधित, फिर भी इंटेल के इटेनियम आर्किटेक्चर के समान, इवान गोडार्ड एंड कंपनी द्वारा एक अस्थायी रजिस्टर एड्रेसिंग योजना प्रस्तावित की गई है जिसका उद्देश्य सीपीयू हार्डवेयर की जटिलता (विशेष रूप से आंतरिक रजिस्टरों की संख्या और परिणामी विशाल बहुसंकेतक  पेड़ों) को कम करना है। जबकि सामान्य प्रयोजन रजिस्टर नामों की तुलना में पढ़ना और डिबग करना कुछ हद तक कठिन है, यह बेल्ट को एक चलती कन्वेयर बेल्ट के रूप में देखने को समझने में सहायता करता है जहां सबसे पुराने मूल्य बेल्ट से गिर जाते हैं और गायब हो जाते हैं। इसे मिल आर्किटेक्चर में लागू किया गया है।

घटनाओं की समयरेखा

 * 1964. आईबीएम ने मेमोरी सुरक्षा के साथ 32-बिट आईबीएम सिस्टम/360 जारी किया।
 * 1969. Intel 4004 का प्रारंभिक डिज़ाइन Intel के टेड हॉफ़ और Busicom के मासातोशी शिमा के नेतृत्व में बनाया गया।
 * 1970. Intel 4004 का डिज़ाइन Intel के Federico Faggin और Busicom के मासातोशी शिमा द्वारा पूरा किया गया। * 1971. आईबीएम ने सिस्टम/360 का उत्तराधिकारी आईबीएम सिस्टम/370 जारी किया।
 * 1971. इंटेल ने पहला व्यावसायिक माइक्रोप्रोसेसर 4-बिट इंटेल 4004 जारी किया। * 1971. एनईसी ने μPD707 और μPD708, दो-चिप 4-बिट सीपीयू जारी किया।
 * 1972. आईबीएम ने सिस्टम/370 एडवांस्ड फंक्शन की घोषणा की, जिसमें पेजिंग की मांग करें  के साथ  आभासी मेमोरी  के लिए समर्थन जोड़ा गया।
 * 1972. एनईसी ने सिंगल-चिप 4-बिट माइक्रोप्रोसेसर, μPD700 जारी किया।
 * 1973. एनईसी रिलीज़ 4-बिट μCOM-4 (μPD751), μPD707 और μPD708 को एक माइक्रोप्रोसेसर में संयोजित करना। * 1974. इंटेल ने इंटेल 8080 जारी किया, एक 8-बिट कंप्यूटिंग|8-बिट माइक्रोप्रोसेसर, जिसे फेडेरिको फागिन और मासातोशी शिमा द्वारा डिजाइन किया गया था।
 * 1975. एमओएस प्रौद्योगिकी ने 8-बिट एमओएस टेक्नोलॉजी 6502 जारी किया, यह पहला एकीकृत प्रोसेसर था जिसकी किफायती कीमत 25 डॉलर थी जबकि 6800 का प्रतिद्वंद्वी 175 डॉलर था।
 * 1976. ज़ाइलॉग ने 8-बिट ज़िलॉग Z80 पेश किया, जिसे फ़ेडरिको फ़ागिन और मासातोशी शिमा द्वारा डिज़ाइन किया गया था।
 * 1977. डिजिटल उपकरण निगम  ने अपना पहला 32-बिट कंप्यूटिंग|32-बिट VAX सुपरमिनीकंप्यूटर, VAX-11/780 पेश किया।
 * 1978. इंटेल ने इंटेल 8086 और इंटेल 8088, पहले x86 चिप्स पेश किए।
 * 1978. फुजित्सु ने MB8843 माइक्रोप्रोसेसर जारी किया।
 * 1979. ज़िलॉग ने ज़िलॉग Z8000 जारी किया, एक 16-बिट माइक्रोप्रोसेसर, जिसे फेडेरिको फागिन और मासातोशी शिमा द्वारा डिज़ाइन किया गया था।
 * 1979. MOTOROLA  ने 16/32-बिट माइक्रोप्रोसेसर मोटोरोला 68000 पेश किया।
 * 1981. स्टैनफोर्ड एमआईपीएस पेश किया गया, जो पहले कम किए गए इंस्ट्रक्शन सेट कंप्यूटिंग (आरआईएससी) डिजाइनों में से एक था।
 * 1982. इंटेल ने इंटेल 80286 पेश किया, जो पहला इंटेल प्रोसेसर था जो अपने पूर्ववर्तियों, 8086 और 8088 के लिए लिखे गए सभी सॉफ़्टवेयर चला सकता था।
 * 1984. मोटोरोला ने मोटोरोला 68020 पेश किया, जो पूर्ण 32-बिट एड्रेसिंग सक्षम करता था, और मोटोरोला 68851 मेमोरी प्रबंधन इकाई, जो डिमांड पेजिंग का समर्थन करता था।
 * 1985. इंटेल ने इंटेल 80386 पेश किया, जो x86 माइक्रोआर्किटेक्चर में 32-बिट निर्देश सेट जोड़ता है, और डिमांड पेजिंग का समर्थन करता है।
 * 1985. एआरएम आर्किटेक्चर की शुरुआत की गई।
 * 1989. इंटेल ने इंटेल 80486 पेश किया।
 * 1992. हिताची ने सुपरएच आर्किटेक्चर पेश किया, जो एआरएम के एआरएम आर्किटेक्चर#थंब इंस्ट्रक्शन सेट के लिए आधार प्रदान करता है।
 * 1993. इंटेल ने मूल P5 (माइक्रोआर्किटेक्चर) माइक्रोप्रोसेसर लॉन्च किया, जो x86 सुपरस्केलर माइक्रोआर्किटेक्चर वाला पहला प्रोसेसर था।
 * 1994. आईबीएम ने सीपीयू के रूप में सिंगल-चिप माइक्रोप्रोसेसरों का उपयोग करने के लिए पहला आईबीएम मेनफ्रेम मॉडल, आईबीएम सिस्टम/390 9672 श्रृंखला पेश किया।
 * 1994. एआरएम का एआरएम आर्किटेक्चर#थंब इंस्ट्रक्शन सेट पेश किया गया, हिताची के सुपरएच अनुदेश सेट पर आधारित। * 1995. इंटेल ने पेंटियम प्रो पेश किया जो पेंटियम II, पेंटियम III, पेंटियम एम और इंटेल कोर आर्किटेक्चर की नींव बन गया।
 * 2000. IBM ने अपने मेनफ्रेम आर्किटेक्चर का 64-बिट संस्करण z/आर्किटेक्चर पेश किया।
 * 2000. एएमडी ने x86 माइक्रोआर्किटेक्चर के लिए x86-64 64-बिट एक्सटेंशन की घोषणा की।
 * 2000. एएमडी अपने एएमडी एथलॉन माइक्रोप्रोसेसर के साथ 1 गीगाहर्ट्ज तक पहुंच गया।
 * 2000. एनालॉग डिवाइसेस ने Blackfin  आर्किटेक्चर का परिचय दिया।
 * 2002. इंटेल ने हाइपर थ्रेडिंग  के साथ पेंटियम 4 जारी किया, जो एक साथ मल्टीथ्रेडिंग (एसएमटी) लागू करने वाला पहला आधुनिक डेस्कटॉप प्रोसेसर था।
 * 2003. एएमडी ने पहला 64-बिट कंप्यूटिंग|64-बिट उपभोक्ता सीपीयू, एथलॉन 64 जारी किया।
 * 2003. इंटेल ने पेंटियम एम पेश किया, जो पेंटियम प्रो आर्किटेक्चर का एक कम पावर वाला मोबाइल व्युत्पन्न है।
 * 2005. एएमडी ने अपने पहले x86 दोहरे कोर  प्रोसेसर, एथलॉन 64 X2 की घोषणा की।
 * 2006. इंटेल ने संशोधित पेंटियम एम डिज़ाइन के आधार पर सीपीयू की इंटेल कोर लाइन पेश की।
 * 2008. 10 बिलियन से अधिक आर्म आधारित सीपीयू भेजे गए।
 * 2010. इंटेल ने क्रमशः 2, 4 और 4 कोर के साथ Core i3, Core i5 और Core i7 पेश किया।
 * 2011. ARM ने ARMv8-A जारी किया, जो 64-बिट AAarch64 आर्किटेक्चर का समर्थन करता है।
 * 2011. एएमडी ने डेस्कटॉप कंप्यूटर के लिए दुनिया के पहले मल्टी-कोर|8-कोर सीपीयू की घोषणा की।
 * 2017. AMD ने 16 कोर तक के साथ ज़ेन (माइक्रोआर्किटेक्चर) आर्किटेक्चर पर आधारित Ryzen प्रोसेसर की घोषणा की।
 * 2017. Intel 8वीं पीढ़ी के Core i3, Core i5, Core i7 और Core i9, क्रमशः लगभग 4, 6, 8 और 8 कोर तक बढ़ गए।
 * 2017. 100 बिलियन से अधिक आर्म आधारित सीपीयू भेजे गए।
 * 2020. फुजित्सु A64FX 48-कोर (ARMv8.2) प्रोसेसर फुगाकु_(सुपरकंप्यूटर) को पावर देता है, जो 2020 में दुनिया का सबसे शक्तिशाली सुपरकंप्यूटर है।
 * 2021. ARM ने ARMv9 जारी किया, जो 2011 में Armv8 के बाद एक दशक में पहला बड़ा अपग्रेड है।
 * 2021. 200 बिलियन से अधिक आर्म आधारित सीपीयू भेजे गए।
 * 2022. एपिक#तीसरी पीढ़ी के एपिक (मिलान) प्रोसेसर दुनिया के सबसे शक्तिशाली सुपरकंप्यूटर फ्रंटियर (सुपरकंप्यूटर) को शक्ति प्रदान करते हैं।

यह भी देखें

 * माइक्रोप्रोसेसर कालक्रम
 * ग्राफिक्स प्रोसेसिंग इकाइयों पर सामान्य प्रयोजन कंप्यूटिंग (जीपीजीपीयू)

बाहरी संबंध

 * Great moments in microprocessor history by W. Warner, 2004
 * Great Microprocessors of the Past and Present (V 13.4.0) by: John Bayko, 2003
 * Bit by Bit: An Illustrated History of Computers, Stan Augarten, 1984. OCR with permission of the author
 * Gallery of CPU and related PCBs (in Italian)