Mikrocontroller – das unsichtbare Geflecht der IT-Welt

Die dritte große Prozessorarchitektur kommt • 21. September 2025 • Autor: Michal Rybka

RISC-V wurde speziell für Mikrokontroller entwickelt, bei denen es sich um winzige, in einem einzigen Chip integrierte Computer handelt, die oft auch als SoC (System-on-a-Chip) bezeichnet werden. Sie werden in unglaublichen Mengen produziert und ihre Zahl wächst stetig: Während im Jahr 2015 noch 22 Milliarden Mikrokontroller hergestellt wurden, waren es im Jahr 2021 bereits 31 Milliarden. In der Praxis bedeutet dies, dass jedes Jahr fast vier Mikrokontroller für jeden Bewohner unseres Planeten produziert werden!

Was ist CPU und welche Rolle spielt sie in solchen Systemen? Eine CPU ist die zentrale Recheneinheit eines Computers oder Mikrokontrollers. Wer sich fragt „Was ist ein Prozessor?“, meint damit in der Regel genau diese Einheit, die Befehle verarbeitet und Berechnungen durchführt. Ein CPU Vergleich oder Prozessor Vergleich zeigt dabei, dass sich verschiedene Architekturen je nach Einsatzzweck deutlich hinsichtlich Leistung, Energieverbrauch und Komplexität unterscheiden können.

Prozessorarchitekturen? Dominante Architekturen Urheberrechtshölle Warum entstand RISC-V? Warum RISC-V für China wichtig ist

Mikrokontroller RISC-V-Entwurf Entwicklungskits „Offene“ RISC-V-Architektur? Zukunft

Massenhafte Verbreitung von Mikrokontrollern

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Mikrokontroller sind allgegenwärtig. Ein typisches modernes Auto verfügt über etwa 50 Mikrokontroller, Luxusfahrzeuge können sogar mehr als hundert haben. Sie kümmern sich um alle Fahrzeugsysteme, von der Motorsteuerung über die Positionierung von Spiegeln und Sitzen bis hin zu Infotainment- und Fahrerassistenzfunktionen. Die in der Automobilindustrie am häufigsten verwendeten Mikrokontroller gehören zu den einfacheren Modellen, die auf der alten 8-Bit-Architektur Intel 8051 (MCS-51) aus dem Jahr 1980 basieren. Ihr besonderer Vorteil ist die sogenannte Harvard-Architektur, bei der der Prozessor über völlig getrennte Adressräume für Befehle und Daten verfügt, was sie sicherer macht – und viele von ihnen sind direkt mit einem Steuerprogramm ausgestattet, das ohne Betriebssystem läuft.

„*Microcontroller unit (MCU) shipments worldwide from 2015 to 2021*“. Quelle: www.statista.com.

Architektur und Urheberrechte

Mit der wachsenden Bedeutung von Mikrokontrollern tauchen immer leistungsfähigere Modelle auf, die in der Regel auf der ARM-Architektur basieren. Die weite Verbreitung von ARM-basierten Architekturen in Verbindung mit der Tatsache, dass die Rechte daran bei ARM Holdings liegen, führte dazu, dass im Jahr 2022 die Übernahme von ARM Limited durch Nvidia verhindert wurde, um die sich Nvidia seit 2020 bemüht hatte. Es bestanden nämlich Bedenken, dass Nvidia durch die Kontrolle der ARM-Architekturen eine zu starke Marktposition erlangen und Konkurrenten den Zugang zu diesen Architekturen verwehren könnte.

Für einen Prozessor Vergleich ist deshalb nicht nur die reine Rechenleistung entscheidend. Auch die zugrunde liegende Architektur, Lizenzbedingungen, Energieeffizienz und die Möglichkeit, einen Prozessor an bestimmte Aufgaben anzupassen, spielen eine wichtige Rolle.

Die Zukunft mit RISC-V

RISC-V ändert dies grundlegend, da es von niemandem kontrolliert wird, Anpassungen durch die Hersteller vorgesehen sind – und zudem für die Nutzung der RISC-V-Architektur keine Gebühren anfallen, was bei den enormen Verkaufsvolumina von Mikrokontrollern ein erheblicher Vorteil ist. Aus Sicht des einzelnen Verbrauchers sind Lizenzgebühren für die Nutzung der Architektur kein Problem, für die Hersteller jedoch schon – und darüber hinaus muss jede Modifikation vom Rechteinhaber genehmigt werden, was nicht immer gelingt.

Zudem gibt es noch ein weiteres wichtiges Merkmal – der RISC-V-Entwurf ist nämlich speziell auf den Einsatz in Mikrokontrollern ausgelegt und erleichtert somit gezielt den Umstieg auf die neue Plattform. Mikrokontroller mit RISC-V-Architektur werden traditionelle und bewährte Mikrokontroller wie den 8051 wahrscheinlich nicht verdrängen, da diese wirklich winzig und in der Praxis äußerst bewährt sind – und ehrlich gesagt, benötigen Sie für die Sitzsteuerung wahrscheinlich wirklich nichts Leistungsstärkeres. Sie können jedoch sehr stark mit leistungsfähigeren Mikrokontrollern mit ARM-Architektur konkurrieren und nicht nur die Steuerung komplexerer Geräte, sondern auch der günstigsten Telefone und ähnlicher Dinge anbieten.

Ein moderner CPU Vergleich macht deutlich, dass es keine einzelne Architektur für alle Einsatzbereiche gibt. Während ein leistungsfähiger Prozessor in PCs und Smartphones hohe Rechenleistung bereitstellen muss, stehen bei Mikrokontrollern häufig niedriger Energieverbrauch, geringe Kosten und eine einfache Integration im Vordergrund.

Prozessoren

Michal Rybka

Michal Rybka ist Publizist und Enthusiast mit 20 Jahren Erfahrung in den Bereichen IT und Gaming. Er ist Kurator des AlzaMuseums und des YouTube-Kanals AlzaTech. Er hat mehrere Fantasy- und Science-Fiction-Kurzgeschichten verfasst, die in Buchform erschienen sind, und berichtet regelmäßig freitags für das Online-Magazin PCTuning.

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