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2001年以后微处理器微系统结构设计中出现了一些令人瞩目的新变化。如主频的增长不再符合摩尔定律，主频高低不再是关键的处理器性能评价指标，线程级并行变得更普遍，64位计算正在向低端用户普及、支持无线上网且低功耗的处理器成为笔记本电脑的主流。新技术的原理是什么?如何实现?是什么原因导致要采用新技术而不是传统的微系统结构技术?以上问题应从技术和应用需求等多个角度进行考察，主频增长困难的前提下，确保微处理器性能继续提高的新技术进行考察，对新技术的原理、效果、必要性以及应用需求进行介绍和分析。

功耗过高可以说是目前X86处理器所遇到的大问题。Pre Scott核心的Pentium 4处理器功耗突破100瓦大关，而Pentium 4 600系列更将达到130瓦的惊人水平，这不仅仅意味着大量的能源消耗，系统稳定性也成问题。
然而，CPU所消耗的这些能源绝大多数都没有得到利用，其有效利用率竟然只有0.1%的低水平。在去年2月份召开的“国际固态电路年会”上，与会对此问题提出许多积极的意见。
其中，东京大学的Takayasau Sakurai在会上发表一项电压和频率缩放技术，该技术可根据软件的负载情况来直接调整晶体管的阂值电压，如果系统执行的是需要大量计算的任务，处理器便会以快的时钟频率和高的电压运行。如果该技术能被未来的微处理器所采纳，能源浪费现象将可得到很大程度的缓解。

CPU是Central Processing Unit（中央微处理器）的缩写，它是计算机中重要的一个部分，由运算器和控制器组成。如果把计算机比作人，那么CPU就是人的大脑。CPU的发展非常迅速，个人电脑从8088(XT)发展到Pentium 4时代，只经过了二十一年的时间。

到目前为止，中国的单片机应用和嵌入式系统开发走过了二十余年的历程，随着嵌入式系统逐渐深入社会生活各个方面，单片机课程的教学也有从传统的8位处理器平台向32位RISC处理器平台转变的趋势，但8位机依然难以被取代。国民经济建设、军事及家用电器等各个领域，尤其是手机、汽车自动导航设备、PDA、智能玩具、智能家电、医疗设备等行业都是国内急需单片机人才的行业。行业目前有超过10余万名从事单片机开发应用的工程师，但面对嵌入式系统工业化的潮流和我国大力推动建设“嵌入式软件工厂”的机遇，我国的嵌入式产品要融入国际市场，形成产业，则必将急需大批单片机应用型人才，这为高职类学生从事这类高技术行业提供了机会。

MCU按其存储器类型可分为无片内ROM型和带片内ROM型两种。对于无片内ROM型的芯片，外接EPROM才能应用（典型芯片为8031）。带片内ROM型的芯片又分为片内EPROM型（典型芯片为87C51）、MASK片内掩模ROM型（典型芯片为8051）、片内FLASH型（典型芯片为89C51）等类型，一些公司还推出带有片内一次性可编程ROM（One Time Programming, OTP)的芯片（典型芯片为97C51)。MASKROM的MCU价格便宜，但程序在出厂时已经固化，适合程序固定不变的应用场合；FLASH ROM的MCU程序可以反复擦写，灵活性很强，但价格较高，适合对价格不敏感的应用场合或做开发用途；OTPROM的MCU价格介于前两者之间，同时又拥有一次性可编程能力，适合既要求一定灵活性，又要求低成本的应用场合，尤其是功能不断翻新、需要迅速量产的电子产品。

MCU根据其存储器结构可分为哈佛（Harvard）结构和冯▪诺依曼（Von Neumann）结构。现在的单片机绝大多数都是基于冯·诺伊曼结构的，这种结构清楚地定义了嵌入式系统所必需的四个基本部分：一个中央处理器核心，程序存储器（只读存储器或者闪存）、数据存储器（随机存储器）、一个或者更多的定时/计时器，还有用来与外围设备以及扩展资源进行通信的输入/输出端口，所有这些都被集成在单个集成电路芯片上。