Als je je ooit afgevraagd hebt: "Wat zijn computerchips gemaakt?" - Dat is een hardere vraag dan je zou denken. Een computerchip is een klein elektronisch apparaat dat een geïntegreerde schakeling (IC) bevat. Wat dat betekent is als je naar een gewoon elektronisch circuit kijkt, zoals de koperen lijnen op de groene borden in een radio, dat circuit wordt miniturized en geïntegreerd in een 'chip'.
Dus dat is niet beperkt tot Central Processing Units (CPU), maar kan elk ander getransistoriseerd apparaat op de computer bevatten.
Waarom zeg ik transistor? Welnu, een transistor is de elektronische component die verantwoordelijk is voor het computergedeelte van een IC. Zie de transistor als een schakelaar. Als de elektronische omstandigheden correct zijn, is de schakelaar mogelijk ingeschakeld. Als de omstandigheden niet goed zijn, is de schakelaar mogelijk uitgeschakeld. Op staat mogelijk voor waar en uit kan vals zijn. Aan kan het binaire getal 1 vertegenwoordigen en uit kan het binaire getal 0 voorstellen.
Als de schakelaarmetafoor iets verder wordt gedragen, staat een lampje dat brandt voor een goed verlichte ruimte. Dat is informatie. Een klein stukje informatie. Als je met VEEL informatie een beslissing wilt nemen, zul je VEEL transistors nodig hebben. Heb je een transistor gezien? Ze zijn behoorlijk groot in vergelijking met wat er op een IC staat. Ter referentie, hier is een beeld van hoe de allereerste transistor eruit zag.
Die transistor kan maar één vraag tegelijk beantwoorden - ja of nee? Waar of niet waar? Aan of uit?
Hoeveel beslissingen zijn er nodig om de programma's die we tegenwoordig op computers gebruiken, per seconde uit te voeren? Miljoenen? Miljarden? Eerlijk gezegd weet ik het niet. Maar wat ik kan zeggen, is dat in een ruimte van ongeveer één inch bij een vierkante centimeter, Intel 731 miljoen transistors heeft gepropt op de i7 Processor Extreme Edition. Dat zou op dit moment de nieuwste en beste processor voor een desktopcomputer moeten zijn.
Zoals je je kunt voorstellen, zou het heel moeilijk zijn om het koper en soldeersel dat je ziet in de oude transistor hierboven, vol te proppen. Er waren dus nieuwe materialen nodig. Voer het halfgeleidermateriaal in. Je hebt gehoord van silicium, toch? Het is een halfgeleider. Wat is een halfgeleider die u vraagt? Goede vraag. Je weet hoe koper een geleider van elektriciteit is, toch? En rubber of glas worden beschouwd als isolatoren van elektriciteit, wat betekent dat ze geen elektriciteit doorgeven, toch?
Welnu, een soort halfgeleider geeft elektriciteit onder de juiste omstandigheden door. Zie het als een afgeknepen slang. Als er voldoende druk of elektromotorische kracht (EMF) is, zal het water of elektriciteit stromen.
Je kunt nu zien hoe belangrijk silicium is in de constructie van deze circuits. Er zijn andere halfgeleidermaterialen die er zijn, maar we hebben silicium in zo'n overvloed dat het het meest economische materiaal is om te gebruiken. Dat is een siliciumwafel, hieronder schitterend gepolijst.
Wat, duidelijk als modder?
Neem nu dat hoofddeel van de CPU, een dobbelsteen genaamd, en denk aan meer dan 700 miljoen transistors. Zie je 700 miljoen kleine sockets waar je je CPU in stopt? Nee. Er zijn 1.366 pinnen aan de onderkant van de CPU. Er zit een heleboel kleine elektronica in de chip en de CPU combineert die 700 miljoen transistors tot slechts 1.366 pins. Ik probeer het te visualiseren door te denken aan alle wegen en straten in een land dat leidt naar slechts een paar duizend belangrijke snelwegen.
Dus, het korte antwoord op de vraag: "Waarin zijn computerchips gemaakt?", Is een groot aantal transistors, een beetje supergeleidend silicium en een aantal geestdodend ongelooflijke technieken. Serieus, na bijna 20 jaar met computers en andere geïntegreerde schakelingen, kan ik nog steeds moeilijk begrijpen wat een wonder het is. Bekijk de tekening alleen voor het pakket waar de dobbelsteen in gaat.
Hopelijk heeft dit artikel je geholpen begrijpen wat een computerchip is. Als dit het geval is, laat het me dan weten in de reacties. Ik ben kwetsbaar en moet worden gevalideerd. Als dat niet zo is, laat me het ook weten, zodat ik alles kan proberen te verduidelijken. Ik zal maar een beetje huilen. ;)
Afbeeldingscredits: Wikimedia, Intel