İşlemciler nasıl üretilir?

Günlük hayatımızda kullandığımız elektronik ekipmanların çoğunda işlemcilerin önemi hakkında çok şey duyuyoruz ve bu parçanın adını hepimiz duymuş olsak da, nasıl geliştirildiği ve geliştirildiği hakkında çok az bilgiye sahip olmamız yaygındır. cihazlara kuruludur.

Bunu düşünerek, gösteri teknolojisi işlemcilerin nasıl üretildiğini, işlevlerinden yaratım ve üretim sürecine kadar her şeyi açıklayan bu özel programı hazırladı. Çıkış yapmak:

Showmetech Kanalındaki videoyu izleyin:

İşlemcinin görevi nedir?

Objektif bir cevap olarak, o İşlemci, ekipmanın çalışmasını sağlayan talimatları ve görevleri yerine getiren bir bilgisayarın bileşenidir. Verilerin işlenmesinden ve bilgilerin hesaplanması, saklanması ve aranması gibi yazılım talimatlarının yürütülmesinden sorumludur.

Başka bir deyişle işlemci, operasyon için çeşitli temel işlevleri yerine getireceğinden ve aynı anda birçok etkinliğin gerçekleşmesine izin vereceğinden, bilgisayardaki insan beyninin eşdeğeridir. Parça, 0 ve 1 ikili formatında alınan verilerin işlenmesinden sorumludur ve bunları dahili belleğinde saklanan talimatlara göre yorumlar.

Geçmişte işlemcilerin yalnızca tek çekirdeği vardı. Ancak bugün, aynı anda alınan birden fazla bilgiyi daha verimli bir şekilde işlemek için birden fazla çekirdeğe sahip olabilirler. Mesela işlemciler var Çift Çekirdekli (2 çekirdek), Dört çekirdekli (4 çekirdekli) ve hatta 32 çekirdekli işlemciler AMD Ryzen İplikçi 3970X yüksek performanslı bilgisayarlarda.

Böylece, bir bilgisayar aynı anda birden fazla görevi gerçekleştirebilir; örneğin bir programda metin düzenlemenize, başka bir programda müzik dinlemenize ve internette gezinmenize olanak tanır. Konsept aynı zamanda sadece oyunun kendisini değil aynı zamanda konsolların menü arayüzlerini, oyun uygulamalarını da içeren modern video oyunları için de geçerlidir. akış ve diğer kaynaklar.

Silisyumun önemi

Kesinlikle duymuşsunuzdur Silikon Vadisi Malzemenin teknoloji dünyasındaki pek çok bileşen için önemli olduğunu biliyorsunuz ama bunun neden böyle olduğunu hiç düşündünüz mü? Silikon, cam, çimento, seramikte ana bileşen olarak kullanılan silikonun farklı alanlarda bol miktarda kullanılmasının nedeni, oksijenden sonra Dünya yüzeyinde en çok bulunan ikinci element olarak kabul edilmesi nedeniyle yüksek bulunabilirliğidir.

Teknoloji endüstrisinde silikonun bu kadar önemli olmasının nedeni, devredeki konfigürasyonuna bağlı olarak elektrik akımını yükseltme veya geçişini engelleme işlevine sahip bir parça olan transistörlerle ilgilidir.

Modern teknolojimizin tüm temeli, John Bardeen ve Walter House Brittain tarafından 1947'de İngiltere'nin laboratuvarlarında yaratılan transistör konseptinden doğmuştur. Zil Telefonu ve bu cihaz silikon kullanılarak yapılmıştır.

Özelliklerine ve bulunabilirliğine ek olarak, silikon, üzerinde çalışılması kolay bir element olarak kabul edilir ve bilim adamları, onu mükemmel düzenli kristallere dönüştürmenin yollarını keşfettiler, neredeyse mükemmel silikon kristalleri ürettiler, küçük tabakalar halinde kesildiler. gofretbilgisayar çiplerinin üretimi için gereklidir.

İşlemci üretimi

Yukarıda belirtildiği gibi, gofret Silikon son derece önemlidir; herhangi bir işlemci yongasının oluşturulmasında temel bileşendir. Ayrıca %99,9999 saf silikondan oluşması gerektiğinden, her biri pahalı ve karmaşık bir işlem gerektirdiğinden, tamamen kontrollü bir yerde üretilmesi son derece önemlidir. gofret gibi şirketler için 30 santimetrenin maliyeti 20 bin dolardan fazla Intel.

Daha sonra, tek bir transistörün üretim süreci temsil edilecek, bu da tüm prosedürlerin yapısını aynı anda öğretici olarak temsil etmeyi imkansız hale getirecek. Ancak bir işlemci oluşturma tekniği 2 Core Duo bu transistörlerin 291 milyonunun yapımını içeriyor.

Sürecin ilk kısmı, üst katmanın oksitlenmesinden oluşur. gofret (1), onu silikon dioksite (2) dönüştürüyor ve oradan da bu yüzey, işlemciyi oluşturacak transistörün yapımının temelini oluşturacak. Daha sonra ışığa duyarlı bir malzeme tabakası (3) uygulanacak ve yüzeyin bazı bölgelerine ultraviyole ışık yayılmasından oluşan litografi işlemi gerçekleştirilecek; bu desen, elde etmek istediğiniz tasarıma bağlı olarak her işlemci için farklı olacaktır. .

Litografide ışığa maruz kaldıktan sonra parçalar, kimyasal bir banyoyla çıkarılacak jelatinimsi bir maddeye dönüşecek, silikon dioksit katmanları açıkta kalacak ve diğerleri kalan ışığa duyarlı katman (4) tarafından kaplanacak. Bir sonraki adım, silikon dioksitin korunmayan kısımlarını çıkarmak için farklı bileşiklerden oluşan yeni bir kimyasal banyodur, yalnızca üstte litografiden geçen katman (5) kalır ve son olarak geri kalan ışığa duyarlı kısım çıkarılır. yapının tasarımında gerekli olan silikon dioksit tabakası.

Şu ana kadarki süreçte transistörün bir katmanı oluşturuldu. Ancak normalde bir transistörün karmaşıklığına bağlı olarak birkaç katmanı vardır, dolayısıyla ikinci katmanının (7) yapımına başlanır, yeniden silikon dioksit ile kaplanır ve altta daha önce yapılan tasarım korunur. 8, 9, 10 ve 11 numaralı metinlerde yer alan görüntü işlemleri için bir önceki işlem, ışığa duyarlı katmanın uygulanması ve gerekli silikon dioksit bırakılarak kimyasal banyo ile uzaklaştırılmasıyla tekrarlanır.

Bu sürecin ortasında iyon olan safsızlıkların (12) tanıtılması aşaması vardır. Bu, aşağıdakiler için gerekli olacaktır: gofret silikon iletken bir malzeme haline gelir ve bu iyonlar yalnızca silikon dioksit katmanlarından önce işlemde açığa çıkan katmana yapışır. Bir sonraki adım, 13, 14, 15 ve 16 numaralı görsellerdeki kavramların aynısını kullanarak üçüncü bir katmanı uygulamaktır.

Son olarak detaylı bir yapıya sahip üçüncü katmandan sonra süreç neredeyse tamamlanıyor. Daha sonra ileri bir teknikle sadece 3 atom kalınlığında ince bir metal tabakası uygulanıyor (17) ve son olarak işlem sonunda istenmeyen parçaların uzaklaştırılması için tekrar litografi işlemi yapılıyor (18).

Tüm bu karmaşık süreç, işlemcimizin iç yapısını oluşturacak binlerce transistör için eş zamanlı olarak yürütülmekte ve gerçek üretimde, katmanlarının yapısıyla birlikte tüm işlemci bileşenlerini içeren ve görev sonunda görev sonunda maskeler kullanılmaktadır. , işlemci tüm karmaşıklığıyla tamamlanmış olacak.

Minyatürleştirme

Teknoloji sektörü, nanoteknoloji sayesinde işlemcilerin fiziksel boyutlarını büyütmeden kapasitelerini artırmayı başardı. Nanoteknoloji, nanometre boyutundaki nesnelere odaklanan bir bilim dalıdır. Bir nanometre milimetrenin milyonda birine eşdeğerken, bir nanometre milimetrenin milyonda birine eşittir. mikron milimetrenin binde birine eşittir.

Nanoteknolojinin yardımıyla çip transistörleri giderek daha küçük boyutlarda üretilebilmektedir. Örneğin işlemci Intel 486 yaklaşık 1 mikron büyüklüğünde yaklaşık 1 milyon transistöre sahipti. En yeni işlemciler, örneğin Intel Core Duo 2, 291 mikron (0,045 nanometre) üretim teknolojisine sahip yaklaşık 45 milyon transistöre sahiptir.

Teknoloji endüstrisi, halihazırda yalnızca birkaç atomdan oluşacak olan transistörlerin daha da azaltılmasının imkansız olacağı fiziksel bir sınırla karşı karşıya kalacak. Ancak bu soruna çözüm bulmak için halihazırda araştırmalar yapılıyor. Bunlardan biri, yalnızca klasik işlemcilerin fiziksel sınırlarını aşmakla kalmayıp aynı zamanda bir bütün olarak bilgi işlemde devrim yaratabilecek kuantum hesaplamadır.

Kapsülleme ve modellerin tanımı

Litografi işlemi ve işlemcinin yapımı tamamlandıktan sonra, parçaların her biri elektrikli problar kullanılarak test edilecek ve her bir çekirdeğe enerji verilmesi sağlanacak. Ö gofret daha sonra “olarak bilinen bir süreçte kesilecek”dilimleme” her işlemciyi bir etiketle ve farklı model ve ailelerle kapsüllemek için.

Bir merak konusu, genel olarak üreticilerin AMD e Intel Her işlemci için bir üretim hattını ve aralarındaki farkları bir bütün olarak sürdürmek Çekirdek Duo 2.4 GHz ve Çekirdek Duo 2.96 GHz üretim hattında oluşabilecek değişikliklerden kaynaklanmaktadır. Daha sonra her işlemcinin kendi özelliklerine göre bir tanımlamaya uyarlanması için bu farklılıkların belirlenmesi süreci gerçekleştirilir.

Ve böylece işlemci nihayet bitti. Süreci ilginç buldunuz mu? Yorumlarda bize bildirin!

Metin incelemesi şu kişiler tarafından gerçekleştirilmiştir: Dácio Castelo Branco

Bende gör

WhatsApp'ta kişi etkinliği nasıl izlenir?

kaynak: donanım, Yarı İletkenler: Temel Bilgiler, Teknikler ve Uygulamalar e Bilgisayar Organizasyonu ve Tasarımı: Donanım/yazılım Arayüzü.