Jak działa mikroprocesor?

Charakterystyka

Mikroprocesory stały się jedną z najbardziej wpływowych rzeczy w naszej codziennej rzeczywistości. Używamy ich w naszych komputerach, telewizorach, zegarkach, kuchenkach mikrofalowych i praktycznie każdym urządzeniu elektronicznym. Jego mikroskopijny rozmiar nie jest odzwierciedleniem tysięcy funkcji tego chipa, waha się od 2 do 3 mm kwadratowych do może 1 cal. Silikon pokrywa mikroprocesorowy materiał wiórowy. Cięcie bardzo cienkie, silikon służy jako idealny przewodnik i izolator do przesyłania prądów elektrycznych przez wszystkie elementy układu. Końcowym produktem jest układ scalony złożony z warstw okablowania i wbudowanych tranzystorów. Poprzez użycie światła laserowego, struktury obwodu są grawerowane na powierzchni silikonu poprzez konstrukcję maski lub szablonu. Prosty układ może zawierać aż 3000 tranzystorów, rozmieszczonych w odstępach tak wąskich, jak 60 nanometrów.

Operacja

Mikroprocesor to centralna jednostka przetwarzania komputera. Odbieranie, przesyłanie i koordynowanie wszystkich poleceń i procesów wykonywanych w systemie. Prądy elektryczne, przechodzące przez kable i tranzystory, są przekształcane w użyteczne komunikaty za pomocą języka logiki Boolean. W oparciu o częstotliwość bieżącego "włączania / wyłączania" przechodzenia przez obwody tranzystorów, ta logika Boolowska komunikuje systemy poleceń do i odbierając urządzenia w komputerze. Mikroprocesor komunikuje się w ramach dwóch podstawowych funkcji: logiki i przetwarzania informacji. Procesy te są obsługiwane przez dwa komponenty w układzie: Logiczna jednostka arytmetyczna (ALU, w języku angielskim), odpowiedzialna za wszystkie polecenia wymagające funkcji arytmetycznej lub logicznej. Jednostka sterująca (CU w języku angielskim), która obsługuje przetwarzanie informacji z pamięci komputera.

Linie autobusowe

W przypadku tych jednostek wewnątrz układu, grupy kabli zwane liniami "bus" wysyłają i odbierają informacje do iz urządzeń systemowych.

Potencjał

Pierwszy układ mikroprocesorowy został zaprojektowany w 1974 roku. Od tego czasu postęp technologiczny w dalszym ciągu zmniejsza wymagania dotyczące rozmiaru chipa, podwajając jego zdolność przetwarzania. Ten ciągły postęp sprawił, że jest to bardziej wydajna jednostka, a koszty materiałowe znacznie się zmniejszyły.

Przyszłość

Kolejny krok do następnej realizacji opiera się na nanotechnologii. To pole działa w sferze molekularnej / subatomowej nauki. Jego celem jest odtworzenie najbardziej podstawowych materiałów - atomów i cząsteczek - od podstaw. Obecnie specjaliści ds. Nanotechnologii pracują nad replikowaniem mikroprocesorowego modelu mikroprocesorowego w skali molekularnej. Gdy to się zakończy, funkcje przetwarzania informacji będą przyćmić nasze obecne umiejętności przetwarzania. Mamy nadzieję, że te zmiany radykalnie zmieniły technologię, jaką znamy dzisiaj.