איך עובד המיקרו?

מאפיינים

מיקרו-מעבדים הפכו לאחד הדברים המשפיעים ביותר במציאות היומיומית שלנו. אנו משתמשים בהם במחשבים שלנו, טלוויזיות, שעונים, מיקרוגלים וכמעט כל מכשיר אלקטרוני. הגודל המיקרוסקופי שלה אינו משקף את אלפי הפונקציות שבשבב זה, הוא נע בין 2 ל -3 מ''מ לעובי של 1 אינץ '. הסיליקון מכסה את החומר שבב המיקרו. גזור דק מאוד, סיליקון משמש מנצח אידיאלי מבודדים להעביר זרמים חשמליים באמצעות כל הרכיבים של השבב. המוצר הסופי הוא מעגל משולב המורכב משכבות חיווט ומטרנזיסטורים מובנים. באמצעות שימוש באור לייזר, המבנים של המעגל חרות על פני השטח של הסיליקון דרך העיצוב של המסכה או תבנית. שבב פשוט יכול להיות כמו 3000 טרנזיסטורים, ברווח צר כמו 60 ננומטר זה מזה.

מבצע

מיקרו מעבד הוא יחידת העיבוד המרכזית של מחשב. לקבל, לשדר ולתאם את כל הפקודות והתהליכים שבוצעו במערכת. זרמים חשמליים, נעים דרך כבלים טרנזיסטורים, מומרים הודעות שמיש באמצעות שימוש בשפה לוגית בוליאנית. בהתבסס על התדר הנוכחי של "on / off" נע דרך מעגלים של טרנזיסטורים, לוגיקה בוליאני זה מתקשר מערכות פקודה וממנה קבלת התקנים במחשב. המיקרו מתקשר בתוך שני תפקידים עיקריים: לוגיקה ועיבוד מידע. תהליכים אלה מטופלים על ידי שני מרכיבים בתוך השבב: יחידה אריתמטית לוגית (ALU, באנגלית), אחראית על כל הפקודות הדורשות אריתמטיקה או פונקציה לוגית. יחידת הבקרה (CU באנגלית), המטפלת בעיבוד מידע מזיכרון המחשב.

קווי אוטובוסים

עבור יחידות אלה בתוך השבב, קבוצות של כבלים בשם "אוטובוס" קווים לשלוח ולקבל מידע אל וממנו התקני המערכת.

פוטנציאל

שבב המיקרו הראשון תוכנן בשנת 1974. מאז ההתקדמות הטכנולוגית ממשיכה לצמצם את דרישות שבב הגודל תוך הכפלה של יכולת העיבוד שלה. זו התקדמות מתמשכת עשה את זה יחידה יעילה יותר, וכי עלות החומר יורד במידה ניכרת.

עתיד

השלב הבא עבור ההתפתחויות הבאות מוטלת בתחום ננוטכנולוגיה. תחום זה פועל בתחום המולקולרי / תת-אטומי של המדע. מטרתו היא לשחזר את הבסיס הבסיסי ביותר של חומרים - אטומים ומולקולות - מן הקרקע למעלה. נכון לעכשיו, מומחי ננוטכנולוגיה פועלים לשכפל את המודל שבב המיקרו על בקנה מידה מולקולרי. ברגע שזה יושלם, פונקציות עיבוד מידע יהיה להאפיל על כישורי העיבוד הנוכחי שלנו. יש לקוות כי התפתחויות אלה לשנות באופן קיצוני הטכנולוגיה כפי שאנו מכירים אותה היום.