Microprocesseur

Le Four-Phase Systems AL1 était une puce de 8 bits contenant huit registres et une unité arithmétique et logique (UAL). Il a été conçu par Lee Boysel en 1969. À l'époque, il faisait partie d'un processeur 24 bits à neuf puces, composé de trois AL1. Il a ensuite été qualifié de microprocesseur lorsque, suite à un procès intenté par Texas Instruments dans les années 1990 , Boysel a construit un système de démonstration où un seul AL1, daté de 1969, était intégré à un système informatique de démonstration pour salle d'audience, avec de la RAM, de la ROM et un périphérique d'entrée/sortie. L'AL1 n'était pas vendu individuellement, mais faisait partie du Système IV/70 annoncé en septembre 1970 et livré pour la première fois en février 1972.

En 1990, l'ingénieur américain Gilbert Hyatt obtint le brevet américain n° 4 942 516 , basé sur un ordinateur série 16 bits qu'il avait construit à son domicile de Northridge, en Californie , en 1969, à partir de cartes de puces bipolaires, après avoir quitté son emploi chez Teledyne en 1968 ; bien que le brevet ait été déposé en décembre 1970, avant les dépôts de Texas Instruments pour les TMX 1795 et TMS 0100, l'invention de Hyatt ne fut jamais fabriquée. Cela donna néanmoins lieu à des revendications selon lesquelles Hyatt était l'inventeur du microprocesseur et au versement de redevances substantielles par l'intermédiaire d'une filiale de Philips NV , jusqu'à ce que Texas Instruments obtienne gain de cause dans une complexe bataille juridique en 1996, lorsque l'Office américain des brevets invalida des éléments clés du brevet, tout en permettant à Hyatt de le conserver. Dans un article du Los Angeles Times de 1990, Hyatt affirmait que son invention aurait vu le jour si ses investisseurs potentiels l'avaient soutenu, et que ces derniers avaient divulgué des détails de sa puce à l'industrie, sans toutefois apporter de preuves à l'appui de cette allégation. Dans le même article, l'auteur de « The Chip » , T.R. Reid, déclarait que les historiens pourraient finalement considérer Hyatt comme un co-inventeur du microprocesseur, à l'instar de Noyce d'Intel et Kilby de TI, reconnus comme co-inventeurs de la puce en 1958 : « Kilby a eu l'idée en premier, mais Noyce l'a rendue réalisable. La décision de justice a finalement donné raison à Noyce, mais ils sont considérés comme co-inventeurs. Il pourrait en être de même ici. » Hyatt allait ensuite mener une bataille juridique de plusieurs décennies contre l'État de Californie au sujet d'impôts prétendument impayés sur les bénéfices exceptionnels de son brevet après 1990, qui allait culminer dans une affaire historique devant la Cour suprême traitant de l'immunité souveraine des États dans Franchise Tax Board of California c. Hyatt (2019) .

Entre 1970 et 1971 , Texas Instruments développa un processeur monopuce de remplacement pour le terminal Datapoint 2200 : le TMX 1795 (devenu ensuite TMC 1795). À l’instar du processeur Intel 8008 , il fut rejeté par Datapoint. Selon Gary Boone, le TMX 1795 ne fut jamais commercialisé. Il a néanmoins atteint le stade de prototype le 24 février 1971 Conçu selon les mêmes spécifications, son jeu d’instructions était très similaire à celui de l’Intel 8008

Le TMS1802NC, annoncé le 17 septembre 1971, fut le premier microcontrôleur et, à son lancement, il intégrait une calculatrice à quatre fonctions. Malgré sa désignation, le TMS1802NC ne faisait pas partie de la série TMS 1000 ; il fut ultérieurement renommé au sein de la série TMS 0100, utilisée dans la calculatrice TI Datamath. Commercialisé comme une calculatrice sur puce et « entièrement programmable », sa programmation devait toutefois être effectuée lors de sa fabrication. Sa puce intégrait un processeur avec un mot d’instruction de 11 bits, 3 520 bits (320 instructions) de ROM et 182 bits de RAM.

En 1971, Pico Electronics et General Instrument (GI) ont présenté leur première collaboration dans le domaine des circuits intégrés : un circuit intégré monopuce complet pour la calculatrice Monroe/ Litton Royal Digital III. Cette puce peut également être considérée comme l'un des premiers microprocesseurs ou microcontrôleurs à intégrer une ROM , une RAM et un jeu d'instructions simple. Le schéma des quatre couches du procédé PMOS a été dessiné à la main à l'échelle 1/500 sur un film de mylar, une tâche considérable pour l'époque compte tenu de la complexité de la puce.

Pico était une entreprise issue de cinq ingénieurs concepteurs de GI dont la vision était de créer des circuits intégrés de calculatrices monopuces. Ils possédaient une expérience significative en conception de plusieurs puces de calculatrices, acquise chez GI et Marconi-Elliott . Les principaux membres de l'équipe avaient initialement été chargés par Elliott Automation de créer un ordinateur 8 bits en MOS et avaient contribué à la création d'un laboratoire de recherche MOS à Glenrothes , en Écosse, en 1967.

Les calculatrices devenant le principal marché des semi-conducteurs, Pico et GI ont connu un succès considérable sur ce marché en pleine expansion. GI a continué d'innover dans le domaine des microprocesseurs et des microcontrôleurs avec des produits tels que le CP1600, l'IOB1680 et le PIC1650. En 1987, la division Microélectronique de GI a été scindée pour former Microchip, fabricant de microcontrôleurs PIC .

La famille Intersil 6100 comprenait un microprocesseur 12 bits (le 6100) et divers circuits intégrés de support périphérique et de mémoire. Le microprocesseur reconnaissait le jeu d'instructions du mini-ordinateur DEC PDP-8 . De ce fait, il était parfois désigné sous le nom de CMOS-PDP8 . Également produit par Harris Corporation, il était aussi connu sous le nom de Harris HM-6100 . Grâce à sa technologie CMOS et aux avantages qui en découlaient, le 6100 a été intégré à certains systèmes militaires jusqu'au début des années 1980.

Le premier microprocesseur multi-puces 16 bits fut le National Semiconductor IMP-16 , introduit début 1973. Une version 8 bits du chipset fut introduite en 1974 sous le nom d'IMP-8. Un autre microprocesseur multi-puces 16 bits des débuts est le MCP-1600 que Digital Equipment Corporation (DEC) utilisa en 1975 pour le jeu de cartes OEM LSI-11 et le mini-ordinateur PDP-11/03 .

Fin 1974, National a introduit le premier microprocesseur monopuce 16 bits, le PMOS National Semiconductor PACE , qui a été suivi plus tard par une version NMOS , l' INS8900 .

Un autre exemple de conception à puce unique est le General Instrument CP1600 , sorti en février 1975, qui était principalement utilisé dans la console Intellivision .

Un autre microprocesseur monopuce 16 bits de 1976 était le TMS 9900 de TI , également compatible avec la gamme de mini-ordinateurs TI-990 . Le 9900 était utilisé dans le mini-ordinateur TI 990/4, l'ordinateur personnel TI-99/4A et la gamme de cartes micro-ordinateurs OEM TM990. La puce était conditionnée dans un boîtier DIP céramique à 64 broches , tandis que la plupart des microprocesseurs 8 bits, tels que l'Intel 8080, utilisaient le boîtier DIP plastique à 40 broches, plus courant, plus petit et moins cher. Une puce ultérieure, le TMS 9980, conçu pour concurrencer l'Intel 8080, disposait du jeu d'instructions 16 bits complet du TI 990, utilisait un boîtier plastique à 40 broches, déplaçait les données par blocs de 8 bits, mais ne pouvait adresser que 16 Ko . Une troisième puce, le TMS 9995, était une conception nouvelle. La famille s'est ensuite agrandie pour inclure les modèles 99105 et 99110.

Une autre implémentation de mini-ordinateur à microprocesseur est le Fairchild Semiconductor MicroFlame 9440 , introduit en 1977. Il implémentait le jeu d'instructions du Nova 2 .

En 1978, Intel a fait évoluer son processeur 8080 vers le 8086 16 bits , premier membre de la famille x86 , qui équipe la plupart des ordinateurs personnels modernes . Intel a présenté le 8086 comme une solution économique pour porter les logiciels des gammes 8080, et a ainsi remporté un franc succès. Le 8088 , une version du 8086 utilisant un bus de données externe 8 bits, était le microprocesseur du premier IBM PC . Intel a ensuite commercialisé les 80186 et 80188 , le 80286 et, en 1985, le 80386 32 bits , consolidant sa domination sur le marché des PC grâce à la rétrocompatibilité de cette famille de processeurs. Les 80186 et 80188 étaient essentiellement des versions améliorées des 8086 et 8088, dotées de périphériques intégrés et de quelques nouvelles instructions. Bien que les processeurs Intel 80186 et 80188 n'aient pas été utilisés dans les ordinateurs de type IBM PC, leurs versions alternatives de NEC, les V20 et V30, l'étaient fréquemment. Le 8086 et ses successeurs disposaient d'une méthode de segmentation de la mémoire innovante mais limitée , tandis que le 80286 introduisait une unité de gestion de la mémoire (MMU) segmentée complète . Le 80386, quant à lui, proposait un modèle de mémoire 32 bits simple avec gestion de la mémoire paginée.

Les processeurs Intel x86 16 bits, jusqu'au 80386 inclus, ne possèdent pas d'unité de calcul en virgule flottante (FPU) . Intel a introduit les coprocesseurs mathématiques 8087 , 80187 , 80287 et 80387 afin d'ajouter des capacités matérielles de calcul en virgule flottante et de fonctions transcendantales aux processeurs 8086 à 80386. Le 8087 est compatible avec les 8086/8088 et 80186/80188 , le 80187 est compatible avec le 80186 mais pas avec le 80188 , le 80287 est compatible avec le 80286 et le 80387 est compatible avec le 80386. L'association d'un processeur x86 et d'un coprocesseur x87 forme un microprocesseur multipuces unique. Les deux puces sont programmées comme une unité à l'aide d'un jeu d'instructions intégré unique. Les coprocesseurs 8087 et 80187 sont connectés en parallèle aux bus de données et d'adresses de leur processeur parent et exécutent directement les instructions qui leur sont destinées. Les coprocesseurs 80287 et 80387 sont interfacés au processeur central via des ports d'E/S situés dans l'espace d'adressage de ce dernier. Cette interface est transparente pour le programme, qui n'a pas besoin de connaître ni d'accéder directement à ces ports d'E/S ; le programme accède au coprocesseur et à ses registres via les codes d'opération (opcodes) des instructions classiques.

Le Western Design Center (WDC) a introduit la mise à niveau 16 bits CMOS 65816 du WDC CMOS 65C02 en 1984. Le microprocesseur 16 bits 65816 était au cœur de l' Apple IIGS et plus tard de la Super Nintendo Entertainment System , ce qui en fait l'une des conceptions 16 bits les plus populaires de tous les temps.

Les conceptions 16 bits n'étaient sur le marché que depuis peu de temps lorsque les implémentations 32 bits ont commencé à apparaître.

Parmi les processeurs 32 bits, le plus important est le Motorola MC68000 , commercialisé en 1979. Le 68k, comme on l'appelait couramment, disposait de registres 32 bits dans son modèle de programmation, mais utilisait des chemins de données internes 16 bits, trois unités arithmétiques et logiques 16 bits et un bus de données externe 16 bits (afin de réduire le nombre de broches). Il ne prenait en charge que les adresses 24 bits en externe (alors qu'en interne, il fonctionnait avec des adresses 32 bits complètes). Sur les ordinateurs centraux compatibles IBM fonctionnant sur PC, le microcode interne du MC68000 était modifié pour émuler l'ordinateur central IBM System/370 32 bits. Motorola le décrivait généralement comme un processeur 16 bits. La combinaison de hautes performances, d'une grande capacité mémoire (16 mégaoctets , soit ^{2²⁴ octets) et d'un coût relativement bas en a fait le} processeur le plus populaire de sa catégorie. Les ordinateurs Apple Lisa et Macintosh utilisaient le processeur 68000, tout comme d'autres ordinateurs du milieu des années 1980, notamment l' Atari ST et l'Amiga .

Le premier microprocesseur monopuce 32 bits au monde, doté de chemins de données, de bus et d'adresses 32 bits, était le BELLMAC-32A des laboratoires Bell d' AT&T. Les premiers prototypes ont été produits en 1980 et la production générale a débuté en 1982. Après la scission d'AT&T en 1984, il a été renommé WE 32000 (WE pour Western Electric ) et a connu deux générations suivantes : les WE 32100 et WE 32200. Ces microprocesseurs ont été utilisés dans les mini-ordinateurs AT&T 3B5 et 3B15 ; dans le 3B2, le premier supermicro-ordinateur de bureau au monde ; et dans le « Companion », le premier ordinateur portable 32 bits au monde . Et dans « Alexander », le premier super micro-ordinateur au monde de la taille d'un livre, doté de cartouches de mémoire ROM similaires à celles des consoles de jeux actuelles. Tous ces systèmes fonctionnaient sous UNIX System V.

Le premier microprocesseur commercial monopuce entièrement 32 bits disponible sur le marché était le HP FOCUS .

Le premier microprocesseur 32 bits d'Intel, l' iAPX 432 , fut lancé en 1981, mais ne rencontra pas le succès commercial escompté. Doté d'une architecture orientée objet avancée basée sur les capacités , ses performances restaient médiocres comparées aux architectures contemporaines telles que le 80286 d'Intel (lancé en 1982), qui était presque quatre fois plus rapide lors des tests de performance classiques. Toutefois, les résultats décevants de l'iAPX 432 étaient en partie dus à un compilateur Ada développé à la hâte et donc sous-optimal .MC68010 , qui intégrait la prise en charge de la mémoire virtuelle . Le MC68020 , lancé en 1984, offrait des bus de données et d'adresses 32 bits. Le 68020 connut un immense succès sur le marché des supermicro-ordinateurs Unix , et de nombreuses petites entreprises ( Altos , Charles River Data Systems , Cromemco , etc.) produisirent des systèmes de bureau. Le MC68030 suivit, améliorant la conception précédente grâce à l'intégration de l'unité de gestion de la mémoire (MMU) dans la puce. Ce succès continu mena au MC68040 , doté d'une unité de calcul en virgule flottante (FPU) pour de meilleures performances mathématiques. Le 68050 ne parvint pas à atteindre ses objectifs de performance et ne fut pas commercialisé. Son successeur, le MC68060, arriva sur un marché saturé par des architectures RISC bien plus rapides. La famille 68k tomba en désuétude au début des années 1990.

D'autres grandes entreprises ont conçu le 68020 et ses successeurs pour les systèmes embarqués. À un moment donné, on trouvait plus de 68020 dans les systèmes embarqués que de processeurs Intel Pentium dans les PC. Les cœurs de processeur ColdFire sont des dérivés du 68020.

Durant cette période (début à milieu des années 1980), National Semiconductor a lancé un microprocesseur interne 32 bits à brochage 16 bits très similaire, appelé NS 16032 (renommé plus tard 32016), dont la version 32 bits complète était nommée NS 32032. Par la suite, National Semiconductor a produit le NS 32132 , qui permettait à deux processeurs de coexister sur le même bus mémoire grâce à un mécanisme d'arbitrage intégré. Le NS32016/32 était plus performant que le MC68000/10, mais le NS32332, sorti à peu près en même temps que le MC68020, était insuffisant. La puce de troisième génération, le NS32532, était différente. Elle offrait environ le double des performances du MC68030, commercialisé à peu près au même moment. L'apparition de processeurs RISC comme l'AM29000 et le MC88000 (aujourd'hui obsolètes) a influencé l'architecture du cœur final, le NS32764. Techniquement avancé — avec un cœur RISC superscalaire, un bus 64 bits et un overclocking interne — il pouvait encore exécuter des instructions de la série 32000 grâce à une traduction en temps réel.

Lorsque National Semiconductor décida de se retirer du marché Unix, la puce fut repensée pour devenir le processeur Swordfish Embedded, doté de périphériques intégrés. Jugée trop onéreuse pour le marché des imprimantes laser , elle fut abandonnée. L'équipe de conception rejoignit Intel et y développa le processeur Pentium, dont le cœur interne est très similaire à celui du NS32764. Le véritable succès de la série 32000 résidait dans le marché des imprimantes laser, où le NS32CG16, avec ses instructions BitBlt microcodées, offrait un excellent rapport prix/performances et fut adopté par de grandes entreprises comme Canon. Au milieu des années 1980, Sequent lança le premier serveur SMP utilisant le NS32032. Ce fut l'un des rares succès de cette conception, qui disparut à la fin des années 1980. Les MIPS R2000 (1984) et R3000 (1989) furent des microprocesseurs RISC 32 bits très performants. Ils étaient notamment utilisés dans les stations de travail et les serveurs haut de gamme de SGI . Parmi les autres modèles, on peut citer le Zilog Z80000 , arrivé trop tard sur le marché pour avoir une chance de s'imposer et qui a rapidement disparu.

L' architecture ARM est apparue en 1985 Ce processeur RISC a depuis lors dominé le marché des processeurs pour systèmes embarqués 32 bits , notamment grâce à son efficacité énergétique, son modèle de licence et sa large gamme d'outils de développement. Les fabricants de semi-conducteurs acquièrent généralement des licences pour les cœurs et les intègrent à leurs propres systèmes sur puce (SoC ). Seuls quelques fournisseurs, comme Apple, sont autorisés à modifier les cœurs ARM ou à en créer de nouveaux. La plupart des téléphones portables intègrent un processeur ARM, de même que de nombreux autres produits. Il existe des cœurs ARM orientés microcontrôleurs sans prise en charge de la mémoire virtuelle, ainsi que des processeurs d'applications multiprocesseurs symétriques (SMP) avec mémoire virtuelle.

De 1993 à 2003, les architectures x86 32 bits se sont imposées sur les marchés des ordinateurs de bureau , des ordinateurs portables et des serveurs, et ces microprocesseurs sont devenus plus rapides et plus performants. Intel avait concédé des licences pour les premières versions de l'architecture à d'autres entreprises, mais a refusé de le faire pour le Pentium. AMD et Cyrix ont donc développé les versions ultérieures de l'architecture selon leurs propres conceptions. Durant cette période, la complexité (nombre de transistors) et les performances (instructions par seconde) de ces processeurs ont augmenté d'au moins mille fois. La gamme Pentium d'Intel est probablement le modèle de processeur 32 bits le plus connu et le plus facilement identifiable par le grand public.

Alors que les microprocesseurs 64 bits sont utilisés sur plusieurs marchés depuis le début des années 1990 (notamment la console de jeux Nintendo 64 en 1996), le début des années 2000 a vu l'introduction de microprocesseurs 64 bits destinés au marché des PC.

Avec l'introduction par AMD , en septembre 2003, de son architecture 64 bits rétrocompatible avec x86, la x86-64 (également appelée AMD64 ), suivie par les extensions 64 bits quasi-entièrement compatibles d'Intel (d'abord appelées IA-32e ou EM64T, puis renommées Intel 64 ), l'ère des ordinateurs de bureau 64 bits a débuté. Ces deux versions peuvent exécuter des applications 32 bits existantes sans perte de performance, ainsi que de nouveaux logiciels 64 bits. Les systèmes d'exploitation Windows XP x64 , Windows Vista x64, Windows 7 x64, Linux , BSD et macOS étant nativement 64 bits, les logiciels sont également conçus pour exploiter pleinement les capacités de ces processeurs. Le passage au 64 bits ne se limite pas à une simple augmentation de la taille des registres par rapport à l'IA-32 : il double également le nombre de registres à usage général.

Le passage à 64 bits pour PowerPC était prévu dès la conception de l'architecture au début des années 90 et n'a pas constitué une cause majeure d'incompatibilité. Les registres entiers existants sont étendus, de même que tous les chemins de données associés. Cependant, comme pour l'IA-32, les unités de calcul en virgule flottante et vectorielles fonctionnaient déjà à 64 bits ou plus depuis plusieurs années. Contrairement à ce qui s'est produit lors de l'extension de l'IA-32 vers x86-64, aucun nouveau registre à usage général n'a été ajouté dans PowerPC 64 bits. Par conséquent, le gain de performance lors de l'utilisation du mode 64 bits pour les applications n'exploitant pas l'espace d'adressage étendu est minime.RISC (Reduced Instruction Set Computer ) hautes performances a fait son apparition, inspirée des processeurs discrets de type RISC tels que l' IBM 801. Initialement utilisés dans des machines spécialisées et des stations de travail Unix , les microprocesseurs RISC se sont ensuite largement répandus dans d'autres applications.

Le premier microprocesseur RISC commercial, le R2000 32 bits (le R1000 n'a jamais été commercialisé), a été lancé en 1984 par MIPS Computer Systems . En 1986, HP a commercialisé son premier système équipé d'un processeur PA-RISC . En 1987, l' Acorn Archimedes , un ordinateur Acorn 32 bits sans cache basé sur l'architecture ARM2 (alors connue sous le nom d'Acorn RISC Machine ou ARM), est devenu le premier succès commercial de cette architecture , initialement appelée Acorn RISC Machine (ARM) ; le premier processeur ARM1 en silicium datait de 1985. Le R3000 a rendu cette architecture véritablement viable, et le R4000 a introduit le premier microprocesseur RISC 64 bits disponible dans le commerce. Des projets concurrents ont ensuite donné naissance aux architectures IBM POWER et Sun SPARC . Très vite, tous les principaux fournisseurs ont lancé une conception RISC, notamment l' AT&T CRISP , l'AMD 29000 , l'Intel i860 et l'Intel i960 , le Motorola 88000 et le DEC Alpha .

À la fin des années 1990, seules deux architectures RISC 64 bits étaient encore produites en volume pour les applications non embarquées : SPARC et Power ISA , mais à mesure qu'ARM est devenu de plus en plus puissant, au début des années 2010, il est devenu la troisième architecture RISC dans le segment de l'informatique générale.

Le multiprocesseur symétrique SMP est une configuration de deux, quatre ou plus de CPU (par paires) qui sont généralement utilisés dans les serveurs, certaines stations de travail et dans les ordinateurs personnels de bureau, depuis les années 1990. Un processeur multicœur est un seul CPU qui contient plus d'un cœur de microprocesseur.

Cette carte mère biprocesseur populaire d' Abit , sortie en 1999, fut la première carte mère PC compatible SMP. L' Intel Pentium Pro était alors le premier processeur commercial proposé aux assembleurs et aux passionnés. L'Abit BP9 prend en charge deux processeurs Intel Celeron et, avec un système d'exploitation compatible SMP (Windows NT/2000/Linux), de nombreuses applications bénéficient de performances bien supérieures à celles obtenues avec un seul processeur. Les premiers Celeron étaient facilement overclockables et les amateurs utilisaient ces processeurs relativement bon marché cadencés jusqu'à 533 MHz, bien au-delà des spécifications d'Intel. Après avoir constaté le potentiel de ces cartes mères, Intel a supprimé l'accès au multiplicateur sur les processeurs ultérieurs.

En 2001, IBM a lancé le processeur POWER4 , fruit de cinq années de recherche, initiées en 1996 par une équipe de 250 chercheurs. Cet effort pour réaliser l'impossible a été rendu possible grâce au développement et à la collaboration à distance, notamment en associant de jeunes ingénieurs à des ingénieurs plus expérimentés. Le travail de ces équipes a porté ses fruits avec le nouveau microprocesseur Power4. Ce processeur deux-en-un offrait des performances plus de deux fois supérieures à celles de ses concurrents, pour un prix deux fois inférieur, et représentait une avancée majeure dans le domaine de l'informatique. Le magazine économique eWeek écrivait : « Le Power4, cadencé à 1 GHz et de conception nouvelle, représente un bond en avant considérable par rapport à son prédécesseur . » Brad Day, analyste chez Giga Information Group, déclarait : « IBM adopte une stratégie très offensive, et ce serveur change la donne. »

Le Power4 a remporté le « Prix du choix des analystes pour le meilleur processeur de station de travail/serveur de 2001 » et a battu des records notables, notamment en remportant un concours contre les meilleurs joueurs de l' émission de télévision américaine Jeopardy!

Les processeurs Intel, nom de code Yonah , ont été lancés le 6 janvier 2006. Ils étaient fabriqués avec deux puces intégrées sur un module multi-puces . Sur un marché ultra-concurrentiel, AMD et d'autres fabricants ont sorti de nouvelles versions de processeurs multicœurs. AMD a lancé les processeurs Athlon MP compatibles SMP de la gamme Athlon XP en 2001, Sun a commercialisé les Niagara et Niagara 2 à huit cœurs, et AMD a sorti l'Athlon X2 en juin 2007. Les entreprises se livraient à une course effrénée à la vitesse, car des logiciels toujours plus exigeants nécessitaient une puissance de traitement accrue et des fréquences de processeur plus élevées.

Dès 2012, les processeurs double et quadricœur se sont largement répandus dans les PC et les ordinateurs portables. Les processeurs plus récents, similaires aux Intel Xeon professionnels plus onéreux, disposent de cœurs supplémentaires exécutant les instructions en parallèle, ce qui améliore généralement les performances logicielles, à condition que ces dernières soient conçues pour exploiter du matériel avancé. Les systèmes d'exploitation prennent désormais en charge les processeurs multicœurs et SMD. De nombreuses applications, notamment celles gourmandes en ressources et en ressources (comme les jeux 3D), sont programmées pour tirer parti des systèmes multicœurs et multiprocesseurs.

Apple, Intel et AMD dominent actuellement le marché des processeurs multicœurs pour ordinateurs de bureau et stations de travail. Ils se disputent régulièrement la première place en termes de performances. Intel conserve des fréquences plus élevées et offre ainsi les meilleures performances monocœur , tandis qu'AMD est souvent en tête pour les tâches multithread grâce à une architecture ISA plus avancée et à la finesse de gravure de ses processeurs.

Les concepts de multiprocesseur pour les configurations multicœurs/multiprocesseurs sont liés à la loi d'Amdahl .