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・超小型コンピュータとしての進化
初期のCPUは4bit〜8bitCPUであったが、その後、16bit〜32bitCPUも搭載された。搭載CPUは、8051、8052、6805、Z80、H8、AE-4、AVR、ARM、MIPSなどがある（独自、非公開のカードもある。）。
メモリサイズは当初256bit〜8KByteであったが、徐々に大きくなり2003年頃には32KByte〜512KByte、1MByteになっている。 不揮発性メモリとしては、EEPROMの他にフラッシュメモリやFeRAM(FRAM)を搭載したカードがある。 はじめはEEPROMの書き換えには（Vccの他に）専用の電圧を必要としていたが、その後Vccだけで動作できる様に改良された。
RSA用コプロセッサ搭載カードは1990年代前半に登場した。DES/トリプルDESはソフトウェアで実装される場合と、専用回路で実現する場合がある。
当初のICカードはプログラムをROMに格納していたが、1990年代後半にはプログラムを不揮発性メモリにダウンロードできる仕組みを持つJavaカードやMULTOSカードが提案された。 Javaカードはカード内にJava VMを内蔵し、Java言語で記述されたプログラムを実行する事ができる。 MULTOSカードは、MELという専用のアセンブラライクな言語でプログラムを記述する。 Javaの実行環境を含めたJavaカードなどでは、暗号化や電子署名の技術を使う事ができるものもある。
カードOS（通信制御･ファイル管理など）にI-TRONを採用しているカードもある。 TRONプロジェクトが提唱している電子身分証のeTRONカードもICカードの一種である。

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