Персонални компютри

Появата на микропроцесорите през 70-те години значително променя устройството и приложението на компютрите. След появата на пазара на първия микропроцесор (Intel 4004) през 1970 година и на първия модел, получил широко разпространение (Intel 8080) през 1974 година, тази група процесори измества почти напълно останалите видове. Основните производители на мейнфрейм компютри и миникомпютри започват собствени разработки, за да подобрят дотогавашните си компютърни архитектури, и създават микропроцесори с набори от инструкции, съвместими с използваните в по-старите им системи хардуер и софтуер. Този процес е съчетан с появата и масовия успех на персоналните компютри.

Докато по-старите модели процесори са съставени от отделни компоненти и множество малки интегрални схеми, разположени върху една или повече платки, микропроцесорите се състоят от много малък брой интегрални схеми, обикновено само една. По-малкият общ размер на процесора, представляващ самостоятелен чип, позволява още по-голямо съкращаване на времето за превключване. Това дава възможност синхронните микропроцесори да достигат тактови честоти от десетки мегахерци до няколко гигахерца. Освен това с нарастването за възможността за конструиране на все по-малки транзистори в интегралните схеми се увеличават силно сложността и броят на транзисторите в отделния процесор. Тази емпирична закономерност е формулирана в наблюдавания от 60-те години до днес закон на Мур, според който технически постижимата плътност на транзисторите в интегралните схеми се удвоява за 18 до 24 месеца.

Въпреки че сложността, размерът, устройството и общият вид на процесорите се променят значително от тяхната поява насам, основните принципи на тяхното функциониране остават приблизително същите. Почти всички съвременни процесори могат да бъдат точно описани като машини на Фон Нойман със съхранявана програма. Въпреки че законът на Мур продължава да е в сила, през последните години се поставя въпроса за ограниченията в технологията на интегралните схеми. Крайната миниатюризация на логическите елементи увеличава въздействието на физични явления, като електромиграцията, които могат да попречат на този процес. Това е една от причините да се търсят нови конструкции на процесорите, като квантовия компютър, както и да се разширяват приложенията на паралелизма и на други методи, разширяващи класическия модел на Фон Нойман.