Come funziona un microprocessore?

lineamenti

I microprocessori sono diventati una delle cose più influenti nella nostra realtà quotidiana. Li usiamo nei nostri computer, televisori, orologi, microonde e praticamente ogni dispositivo elettronico. Le dimensioni microscopiche non riflettono le migliaia di funzioni di questo chip, ma vanno da 2 a 3 mm quadrati a uno spessore di 1 pollice. Il silicone copre il materiale del chip del microprocessore. Taglio estremamente sottile, il silicone funge da conduttore ideale e isolante per trasmettere correnti elettriche attraverso tutti i componenti del chip. Il prodotto finale è un circuito integrato composto da strati di cablaggio e transistor incorporati. Attraverso l'uso di una luce laser, le strutture del circuito sono incise sulla superficie del silicone attraverso il design della maschera o del modello. Un semplice chip può avere fino a 3000 transistor, distanziati a una distanza di 60 nanometri.

operazione

Un microprocessore è l'unità di elaborazione centrale di un computer. Ricevi, trasmetti e coordina tutti i comandi e i processi realizzati nel sistema. Le correnti elettriche, che si muovono attraverso cavi e transistor, sono convertite in messaggi utilizzabili attraverso l'uso del linguaggio logico booleano. Basato sulla frequenza di "on / off" corrente che si muove attraverso i circuiti dei transistor, questa logica booleana comunica i sistemi di comando da e verso i dispositivi riceventi nel computer. Il microprocessore comunica tra due funzioni principali: logica e elaborazione delle informazioni. Questi processi sono gestiti da due componenti all'interno del chip: L'unità aritmetica logica (ALU, in inglese), responsabile di tutti i comandi che richiedono una funzione aritmetica o logica. L'unità di controllo (CU in inglese), che gestisce l'elaborazione delle informazioni dalla memoria del computer.

Linee di autobus

Per queste unità all'interno del chip, i gruppi di cavi chiamati linee "bus" inviano e ricevono informazioni da e verso i dispositivi di sistema.

potenziale

Il primo chip a microprocessore è stato progettato nel 1974. Da allora, i progressi tecnologici continuano a ridurre i requisiti di dimensioni del chip raddoppiando la sua capacità di elaborazione. Questo continuo progresso ha reso questa unità più efficiente e il costo del materiale diminuisce considerevolmente.

futuro

Il prossimo passo per i prossimi sviluppi è nel campo delle nanotecnologie. Questo campo funziona nella sfera molecolare / subatomica della scienza. Il suo scopo è ricostruire da zero i materiali più basilari - atomi e molecole. Attualmente, gli specialisti delle nanotecnologie stanno lavorando per replicare il modello di chip del microprocessore su scala molecolare. Una volta completato, le funzioni di elaborazione delle informazioni oscureranno le nostre attuali capacità di elaborazione. Si spera che questi sviluppi cambino radicalmente la tecnologia come la conosciamo oggi.