Od čega su napravljeni računalni čipovi? [Objašnjena tehnologija]

Ako ste se ikad zapitali, “Iz čega su izrađeni računalni čipovi?” - To je teže pitanje nego što se možda može pomisliti. Računalni čip je svaki mali elektronički uređaj koji sadrži integrirani krug (IC). To znači ako pogledate obični elektronički krug, poput bakrenih vodova na zelenim pločama u radiju, taj se krug miniturizira i integrira u 'čip'.

Dakle, to nije ograničeno na središnje procesne jedinice (CPU), ali može uključivati ​​bilo koji drugi tranzistorizirani uređaj u računalo.

Zašto kažem tranzistor? Pa, tranzistor je elektronička komponenta odgovorna za računanje dijela IC-a. Zamislite tranzistor kao prekidač. Ako su elektronički uvjeti ispravni, prekidač je možda uključen. Ako uvjeti nisu pravi, prekidač može biti isključen. On može predstavljati istinu, a isključeno može predstavljati laž. On može predstavljati binarni broj 1, a isključeno može predstavljati binarni broj 0.

Noseći metaforu prekidača malo dalje, žarulja koja je uključena predstavlja dobro osvjetljenu prostoriju. To su informacije. Jedan mali podatak. Ako želite donijeti odluku sa puno informacija, trebat će vam mnogo tranzistora. Jeste li vidjeli tranzistor? Prilično su velike u odnosu na IC. Samo referencu, evo slike kako je izgledao prvi tranzistor.

Taj tranzistor može istovremeno odgovoriti samo na jedno malo pitanje - Da ili Ne? Istina ili laž? Uključeno ili isključeno?

Koliko je odluka potrebno da bismo pokrenuli programe koje danas koristimo na računalima? Milijuni? Milijarde? Iskreno ne znam. Ali ono što mogu reći je da se u prostoru veličine otprilike jedan centimetar po centimetar, Intel navukao 731 milijuna tranzistora na i7 Processor Extreme Edition. To bi trebao biti najnoviji i najveći procesor za stolno računalo upravo sada.

Kao što možete zamisliti, bilo bi stvarno teško ugurati se u sav bakar i lemljenje koje vidite u staroj tranzistori gore. Dakle, bili su potrebni novi materijali. Unesite materijal poluvodiča. Jeste li čuli za silikon? To je poluvodič. Što tražite poluvodič? Dobro pitanje. Znate kako je bakar provodnik električne energije zar ne? Guma ili staklo smatraju se izolatorima električne energije, što znači da ne prolaze struju, zar ne?

Pa, poluvodičke vrste predaju struju pod pravim uvjetima. Misli na to kao na otkačeno crevo. Ako postoji dovoljno tlaka ili elektromotorne sile (EMF), teći će voda ili struja.

Sada možete vidjeti koliko je silicij važan u izgradnji ovih sklopova. Postoje i drugi poluvodički materijali, ali imamo silicij u tolikoj količini da je to najekonomičniji materijal. To je silikonski rez, visoko poliran dolje.

Whew, bistro kao blato?

A sad uzmite onaj glavni dio CPU-a, nazvan die, i razmislite o preko 700 milijuna tranzistora na njemu. Vidite li 700 milijuna malih utičnica u koje stavljate svoj CPU? Ne. Na dnu CPU-a ima 1366 iglica. Postoji gomila male elektronike u matrici i CPU-u koji kombiniraju tih 700 milijuna tranzistora do samo 1366 pinova. Volim to pokušati vizualizirati razmišljajući o svim cestama i ulicama u zemlji koja vodi do samo nekoliko tisuća glavnih autocesta.

Dakle, kratak odgovor na pitanje o, ” Od čega su izrađeni računalni čipovi?” ima puno tranzistora, malo superprovodnog silicija i nešto nevjerojatno nevjerojatno inženjerstvo. Ozbiljno, nakon skoro 20 godina s računalima i ostalim integriranim krugovima, još uvijek teško shvaćam kakvo je čudo. Pogledajte crtež samo za paket u koji matrica ulazi.

Nadamo se da će vam ovaj članak pomoći da shvatite od čega se sastoji računalni čip. Ako ima, molim da me obavijestite u komentarima. Krhka sam i treba mi potvrda. Ako nije, pa, javite mi i ja, pa mogu pokušati bilo što razjasniti. Samo ću malo zaplakati. )

Slikovni prilozi: Wikimedia, Intel