マイクロプロセッサーは、トランジスターを超小型のスイッチとして利用しています。人間は 0 〜 9 という 10 個の数字で数を表現する 10 進法を用いて計算しますが、現代のコンピューターは 「0」 と 「1」 という 2 つの数字だけで数を表現する 2 進法を使用しています。2 進法は、0 と 1 しか数字がありませんので、0 、1 と続き、桁が繰り上げられて 10 、11、さらに繰り上げられて 100 、101 というように数を表現します。

2 進数表記では、「0」 をスイッチ OFF 、「1」 をスイッチ ON と割り当てられます。コンピューターは、スイッチの ON/OFF に置き換えられる「0」と「1」の特定の並び方 (パターン) によって、さまざまな文字、図、色などを表現しています。例えば、下表のように大文字のアルファベット (A 〜 Z) は、ASCII 文字コードと呼ばれる規則に従って 8 つの 「0」 と 「1」 を組み合わせることで表現できます。最近のコンピューターで扱われる写真や音楽、動画といったデジタルコンテンツも、膨大な数の 「0」 と 「1」 が集まったものです。マイクロプロセッサーは、「0」 と 「1」 によって表現されるさまざまなデジタルデータを、膨大なスイッチの組み合わせによって計算、加工してします。

1961年ノイスがフェアチャイルド
セミコンダクター*在籍中に発明した集積回路

マイクロプロセッサーのダイの画像

トランジスターは、もともと指でつまめるほどの大きさのパーツで、主に信号増幅用の素子として電子パーツ専門店などでも簡単に入手できます。一方、マイクロプロセッサー内部にあるトランジスターは、最先端の半導体製造技術によって 1 つの半導体チップ上に作り込まれた非常に小さな素子となります。一般に、1 つの半導体チップ上にトランジスターなどの電子素子を多数作り込んだものを集積回路と呼んでいます。

集積回路は、インテルの創始者の一人としても知られるロバート・ノイスとテキサス・インスツルメンツのジャック・キルビーによってそれぞれ発明されました。その後、急速に進化を遂げていく集積回路の数々は、2 人が持つ基本特許に基づいて製造されています。半導体チップに集積されているトランジスターの個数は、インテルの元社長だったゴードン・ムーアが 1965 年に提唱したムーアの法則に従って、約 18 ヶ月に 2 倍の割合で増え続けています。最新のインテル® Core™ i7 プロセッサーには、実に 7 億 7400 万もの トランジスターが集積されています。 （2009年9月現在）