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L’EVOLUTION DU MICROPROCESSEURLes prodiges de la miniaturisationLes complexes cellules de mémoireCes trois photographies prises à l’aide d’un microscope montrent la surface, en plan toujours plus rapproché, d’une puce de mémoire vive dont la taille réelle est figurée par le rectangle rouge placé dans le coin inférieur gauche, ci-dessous. Connue également sous le nom de puce MEV ou RAM (MEmoire Vive ou Random Access Memory), elle offre un stockage temporaire pour les données ; à l’interruption de l’alimentation électrique, les données contenues dans la MEV disparaissent. Cette puce MEV, illustrée ici, contient plus de 600 000 transistors et autres composants, offrant une capacité de 256 kilobits, soit 262 144 bits d’information. Chaque bit est stocké dans une cellule de mémoire individuelle, constituée de deux composants électroniques : un condensateur, qui emmagasine les données sous la forme d’une charge électrique (représentant alors le 1 binaire), ou l’absence de charge (le 0 binaire), et un transistor qui s’ouvre pour laisser passer l’information ou pour permettre à un nouveau bit d’entrer dans la cellule vide. L’ensemble des 262 144 cellules de mémoire est divisé en quatre parties égales. A l’intérieur de chaque quadrant rectangulaire, les cellules sont disposées en colonnes et rangées. Cet agencement donne à chaque cellule ses coordonnées propres. Le travail de localisation des coordonnées est assuré par deux bandes de circuits décodeurs qui traversent la puce horizontalement et verticalement. A la demande du processeur central de l’ordinateur pour trouver l’adresse d’un octet donné (soit huit bits d’information), les décodeurs horizontaux localisent les colonnes idoines, et les décodeurs verticaux les rangées correspondantes. L’intégralité de cette opération nécessite moins d’une microseconde.  Une puce et la pointe d'un crayon sont agrandies ici 14 fois. Le pavé rouge révèle les dimensions réelles de la puce : 6 mm x 12 mm.  Sur cette vue du coeur de la puce, les cellules mémoire, pourtant agrandies 70 fois, semblent de minuscules grains.  Les circuits principaux des décodeurs, grossis 300 fois. Les couleurs proviennent de l'éclairage ; en fait, la puce est gris métal. Tout un ordinateur sur une puceBien qu’il existe de nombreuses sortes de puces pour ordinateur (cf. encadré), les fonctions de chacune peuvent être combinées pour créer un ordinateur complet sur une seule plaque. La puce ci-dessous est une version récente de la TMS 1000 développée par Texas Instruments entre 1971 et 1974. Elle fut la première à rassembler les pièces essentielles d’un véritable ordinateur miniaturisé. De faible coût (six dollars en 1975), elle a permis l’essor de la microélectronique dans l’automobile, l’électroménager et le téléphone. Le modèle présenté ici fut conçu pour être utilisé dans des calculettes de poche. Un examen de la couche supérieure révèle des fonctions que l’on retrouve, à l’exception de deux d’entre elles, bien particulières, sur toutes les puces. La mémoire morte (MEM ou ROM) (1) contient 1024 bits d’instructions stockées définitivement pour exploiter le calculateur. La mémoire vive (MEV ou RAM) (2) stocke 256 bits de données, uniquement nécessaires pendant la durée du traitement. Le décodeur de commande (3) décompose les instructions stockées en MEM en étapes détaillées pour exploitation par l’unité arithmétique et logique (UAL) (4), chargée des calculs numériques ; l’UAL, associée au décodeur de commande constitue le processeur central ou microprocesseur. Le circuit horloge (5) relie la puce à un cristal à quartz externe dont les vibrations coordonnent les opérations de la puce afin de synchroniser l’ensemble du traitement. La section entrée/sortie (6) dirige la transmission avec des périphériques extérieurs à l’ordinateur lui-même, comme le clavier ou l’affichage à cristaux liquides.  Un ordinateur sur une puce, agrandie ci-dessus, apparaît à gauche en taille réelle. Son cache de protection en plastique a été légèrement soulevé pour laisser apparaître la puce proprement dite et les connexions métalliques qui introduisent et récupèrent les signaux en entrée et sortie. Ces connexions sont elles-mêmes reliées à deux rangées de quatorze broches qui émergent du boîtier et s'insèrent dans la plaque de circuit de l'ordinateur que contrôle la puce.
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