Οι μικροεπεξεργαστές ακολουθούν τις οδηγίες του μηχανήματος και μπορεί να περιλαμβάνει μία από τις τρεις βασικές λειτουργίες. Η πρώτη συνάρτηση είναι ο υπολογισμός διαφόρων μαθηματικών πράξεων, που γίνεται από την Αριθμητική Λογική Μονάδα. Η επόμενη λειτουργία είναι η μεταφορά δεδομένων σε διαφορετικούς καταχωρητές μνήμης. Η τελική λειτουργία ενός μικροεπεξεργαστή είναι να διαβάσει τις οδηγίες και να μεταβεί σε νέες οδηγίες αν χρειαστεί.
Η ιστορία της εφεύρεσης του μικροεπεξεργαστή είναι τεντωμένη και αμφιλεγόμενη. η εφεύρεση του τρανζίστορ ήταν το πρώτο βήμα. Βγήκαν στην παραγωγή το 1947, πολύ πριν φτάσουν στη σκηνή μικροεπεξεργαστές. Αυτά τα αρχικά τρανζίστορ ήταν διπολικά τρανζίστορ. Ολοκληρωμένα κυκλώματα που περιέχουν πολλαπλά διπολικά τρανζίστορ αναπτύχθηκαν τη δεκαετία του 1960. Στη δεκαετία του 1960 επίσης επινοήθηκε το τρανζίστορ μετάλλου-οξειδίου-ημιαγωγού (MOS). Αυτά τα τρανζίστορ ήταν αρχικά αργά, αναξιόπιστα και ακριβά, αλλά η ταχεία καινοτομία τα έκανε την καλύτερη επιλογή στα τρανζίστορ μέχρι τα μέσα της δεκαετίας.
Το 1967, ο υπολογιστής D200 της Autonetics έγινε ο πρώτος υπολογιστής που κατασκευάστηκε από τρανζίστορ MOS. Ο υπολογιστής χρησιμοποιήθηκε για αεροπορία και πλοήγηση. Κάποια στιγμή, ήταν ακόμη υποψήφιο για χρήση στο διαστημικό λεωφορείο. Αυτή η εφαρμογή ενός υπολογιστή τσιπ 24 MOS ξεκίνησε έναν αγώνα οπλισμού. Τα επόμενα σχέδια υπολογιστών διαγωνίστηκαν για να μειώσουν την απαίτηση σχεδιασμού τσιπ 24 MOS του D200 στο 1 όσο το δυνατόν πλησιέστερα.
Ο Μηχανικός της Intel, Ted Hoff, είναι ένας από τους καλύτερους υποψήφιους για τον εφευρέτη των μικροεπεξεργαστών και συνήθως του αποδίδεται πίστωση από ιστορικούς της τεχνολογίας. Ο Χοφ ήταν ο 12ος υπάλληλος της Intel. Προσωπικά κυνηγήθηκε από τον συνιδρυτή της Intel, Robert Noyce. Μετά την εγγραφή του, έπεισε μια ιαπωνική εταιρεία με το όνομα BUSICOM να χρηματοδοτήσει ένα έργο για την κατασκευή ενός μόνο τσιπ. Σχεδίασε έναν μικροεπεξεργαστή που έγινε ο Intel 4004 και οδήγησε την ομάδα που θα ήταν υπεύθυνη για την κατασκευή του. Η ομάδα του απαρτιζόταν από υπαλλήλους της Intel: Federico Faggin, Stanley Mazor και Masatoshi Shima. Ο κ. Faggin, ειδικότερα, αναγνωρίζεται ως σημαντικός συνεργάτης στην πρώιμη ανάπτυξη. Αφού χρηματοδότησε τα πρώτα στάδια του έργου για την ομάδα του Ted Hoff, η BUSICOM έγινε όλο και πιο σκεπτική για την ανάγκη χρηματοδότησης ενός τέτοιου ριζοσπαστικού έργου. Η Intel συνειδητοποίησε την αξία της πνευματικής ιδιοκτησίας του σχεδίου και αγόρασε πίσω τα δικαιώματα από την BUSICOM.
Ο επεξεργαστής Intel 4004, ο πρώτος μικροεπεξεργαστής στον κόσμο
Το 1971, η Intel παρήγαγε το 4004 με έναν μόνο επεξεργαστή. Αυτό σημειώθηκε ως ο πρώτος μικροεπεξεργαστής. Ο υπολογιστής ήταν ένας μικροεπεξεργαστής 4 bit, επιτρέποντας μόνο σύμβολα πλάτους 4 bit. Το ίδιο το 4004 χρησιμοποιήθηκε σε πολύ λίγες εμπορικές εφαρμογές επειδή ξεπεράστηκε από ανώτερα σχέδια μικροεπεξεργαστών εντός μηνών από την κυκλοφορία του. Οι γνωστές θήκες χρήσης του 4004 περιλαμβάνουν φλίπερ και επεξεργαστή κειμένου. Ο Χοφ τιμήθηκε το 2010 από τον Πρόεδρο των ΗΠΑ Μπαράκ Ομπάμα με το Εθνικό Μετάλλιο Τεχνολογίας και Καινοτομίας για τις προσπάθειές του.
Ο Ted Hoff μαζί με τους Stanley Mazor και Federico Faggin βραβεύτηκαν με το Εθνικό Μετάλλιο Τεχνολογίας και Καινοτομίας για τη δουλειά του στην Intel 4004
Μετά τον σχεδιασμό των 4 bit, μικροεπεξεργαστές 8 bit σύντομα έγιναν το πρότυπο για όλους τους υπολογιστές. Το 1970, η Intel προσλήφθηκε από την Computer Terminal Corporation για να κατασκευάσει ένα μόνο τσιπ MOS για να αντικαταστήσει τον επεξεργαστή του υπολογιστή Datapoint 2200. Ο σχεδιασμός έγινε το τσιπ 8008 της Intel, ένας μικροεπεξεργαστής 8 bit. Ταυτόχρονα, η Texas Instruments υπέγραψε συμβόλαιο για το σχεδιασμό ενός μικροεπεξεργαστή. Ένα χρόνο αργότερα και πριν από την ανάπτυξη του τσιπ της Intel, η Texas Instruments είχε σχεδιάσει το TMC 1795. Η Computer Terminal Corporation απέρριψε το σχέδιο υπέρ του παλαιότερου μοντέλου της. Το τσιπ Texas Instruments δεν βρήκε ποτέ αγοραστή, αν και είναι σαφές ότι τα Texas Instruments αξίζουν τα εύσημα για τον πρώτο μικροεπεξεργαστή 8 bit.
Η Intel έσπευσε να εμπορευματοποιήσει τον μικροεπεξεργαστή 8008 αφού αγόρασε πίσω τα δικαιώματα από την Computer Terminal Corporation. Η Intel 8008 ήταν ο πρώτος εμπορικά επιτυχημένος μικροεπεξεργαστής. Μέχρι τον Απρίλιο του 1972, η Intel είχε εκατοντάδες χιλιάδες 8008 τσιπ έτοιμα για αποστολή. Η επιτυχία του 8008 οδήγησε στο 8080 και στη συνέχεια στο 8086, που τελικά έγινε το x86.
Ακόμα, ένας ακόμη υποψήφιος έχει μπει στη συζήτηση για την εφεύρεση και έχει κάνει τη μάχη για τα δικαιώματα ευρεσιτεχνίας του μικροεπεξεργαστή εκτεταμένη και άκρως αμφισβητούμενη. Η Texas Instruments είχε αρχικά κατοχυρώσει πολλαπλά διπλώματα ευρεσιτεχνίας για το TMC 1795. Το 1990, ένας ελάχιστα γνωστός εφευρέτης από την La Palma της Καλιφόρνια, ονόματι Gilbert Hyatt, έλαβε δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για τον επεξεργαστή ενός τσιπ. Το αμφιλεγόμενο δίπλωμα ευρεσιτεχνίας με αριθμό 4.942.516 χορηγήθηκε με βάση έναν υπολογιστή που κατασκεύασε το 1969 χρησιμοποιώντας διπολικούς μοριοσανίδες. Ο Hyatt είχε αρχίσει να εργάζεται για την κατασκευή ενός μικροεπεξεργαστή το 1967 και εγκατέλειψε τη δουλειά του το 1968 για να δημιουργήσει μια εταιρεία αφιερωμένη στην κατασκευή του πρώτου μικροεπεξεργαστή. Η εταιρεία του Hyatt Microcomputer Inc. είχε οικονομική υποστήριξη από τους ιδρυτές της Intel, Gordon Moore και Robert Noyce. Το δίπλωμα ευρεσιτεχνίας θα μπορούσε να οδηγήσει σε διακανονισμούς δισεκατομμυρίων δολαρίων υπέρ του κ. Hyatt από κατασκευαστές υπολογιστών. Η Texas Instruments κατόρθωσε τελικά να καταργήσει το δίπλωμα ευρεσιτεχνίας της Hyatt το 1996 μετά από παρατεταμένη νομική υπόθεση και να καταβάλει σημαντικά δικαιώματα στην Hyatt. Ο Hyatt εξακολουθεί να υποστηρίζει ότι ο σχεδιασμός του ήταν ο πρώτος μικροεπεξεργαστής και ότι απέτυχε μόνο να επιτύχει εμπορική επιτυχία λόγω διαφωνιών με τους άλλους υποστηρικτές της εταιρείας του.
Gilbert Hyatt της Microcomputer Inc.
Η Intel εξακολουθεί να είναι ένας από τους μεγαλύτερους προγραμματιστές μικροεπεξεργαστών σήμερα. Έχουν μείνει με επιτυχία μπροστά από τη μαζική τεχνολογική αλλαγή. Το 1965, ο Γκόρντον Μουρ, ένας από τους ιδρυτές της Intel, δημοσίευσε ένα έγγραφο προβλέποντας ότι ο αριθμός των τρανζίστορ σε ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα θα διπλασιαζόταν κάθε χρόνο. Δέκα χρόνια αργότερα, το 1975, προέβλεψε ότι ο διπλασιασμός θα γινόταν κάθε δύο χρόνια. Η πρόβλεψή του μέχρι τώρα ήταν σχεδόν απόλυτα σωστή. Η διαφωνία για τον εφευρέτη του μικροεπεξεργαστή μπορεί να μην λυθεί ποτέ πλήρως, αλλά είναι σαφές ότι η ανάπτυξη μικροεπεξεργαστών με μικρότερα και φθηνότερα τρανζίστορ έχει αλλάξει τον κόσμο εισάγοντας την επανάσταση των υπολογιστών και την έλευση των προσωπικών υπολογιστών.
Ο πρώτος Μικροεπεξεργαστής δούλεψε πραγματικά σε αεροπλάνο το 1970. Δύο χρόνια πριν από την Intel. Πλήρως τεκμηριωμένο και επαληθευμένο Το Ακριβώς η ίδια τεχνολογία με το 4004.