İŞLEMCİNİN TARİHÇESİ

Ebat: px

Şu sayfadan göstermeyi başlat:

Download "İŞLEMCİNİN TARİHÇESİ"

Berkant Başak
7 yıl önce
İzleme sayısı:

1 İŞLEMCİNİN TARİHÇESİ 1 Intel 4004 ailesi "ilk ticari işlemci ailesi" olma şerefini taşımaktadır. Bir Intel 4004 işlemcisi, Pioneer 10 uzay aracının beyni olarak kullanılmıştır. Busicom hesaplayıcısından esinlenerek dizayn edilmiştir. 2 Veri yolu genişliği 8 bit, transistor sayısı 3500, pin sayısı ise 18'dir. Intel mühendisleri bu işlemci ile veri yolu genişliğini arttırmayı öğrenmişti. 3Bunlara ek olarak 64 kb'lık adreslenebilir hafızaya sahipti. Ayrıca bu işlemci AMD'nin tarih sahnesine çıkardığı ilk üründür. 4Programlanabilir hafıza ve çevre birimine, programlanabilir "interrupt" denetleyiciye, DMA kontrolcüsüne ve local veri yolu denetleyicisine sahipti. Bu yıllarda bu işlemciler Microsoft'un en yaygın işletim sistemi olan MS-DOS'u çalıştırıyorlardı. 5 Bu işlemciler de Intel ile yapılan "2. işlemci sağlayıcısı anlaşması" altında Intel tarafından üretilmiştir. Bu sebebten Intel 80186'nın kopyasıdır diyebiliriz. 6Adreslenebilir bellek miktarı 4 GB sanal bellek miktarı 64 TB'tır. Ayrıca 8 kb'lık L1 cache eklendi. Üretiminde CMOS teknolojisi kullanılmıştır. Bu işlemciler giriş seviyesinde masaüstü sistemlerde ve çeşiti dizüstü bilgisayarlarda kullanıldı. 7Transistor sayısı 3.3 milyondu. 273 pinli "Socket 4" diye adlandırılan bir yapıya sahipti. Fiziksel hafızası 4 GB, sanal hafızası 64 TB, L1 cache değeri ise 16 kb idi. Masaüstü sistemlerin vazgeçilmez parçasıydı. O tarihlerde bu işlemciler Windows 3.0, Windows 3.1 ve Windows NT gibi işletim sistemlerini çalıştırdılar 8Veri yolu genişliği 32 bit, saat çarpanı 4.5, fiziksel bellek 4 GB, cache değeri ise 64 kb idi. 321 pin'li soket 7'ye sahipti. Windows 95, Windows 98 gibi işletim sistemlerini çalıştırmıştır.

2 9Daha sonra Pentium III altında da Xeon işlemciler üretilmiştir. 2000'li yıllara gelindiğinde Intel, Xeon kod ismini yalnız kullanma kararı aldı ve ilk 1.4 GHz'lik Xeon Foster'ı tanıttı. Foster ailesinin 4 üyesi vardı, genel özellikleri şöyleydi: Saat hızları 1.4 GHz GHz, L2 cache değeri 256 kb, FSB değeri ise 400 MT/s'dir. Çekirdek sayısı ise tektir kb'lık L1 cache ve 512 kb'lık L2 cache değerinin Athlon XP 3200+'ın efsane olmasında payı büyüktür. MMX, SSE, 3DNow! teknolojileri özellikleri arasındadır. Fiyat / Performans oranının yüksekliği nedeniyle tercih edilen işlemciler arasındadır. 11Veri yolu genişliği 64 bit'tir. Saat hızı 2.66 GHz ile 3.6 GHz, L2 cache değeri 2 MB ile 4 MB, FSB değeri ise 533MHz ile 800 MHz arasında değişmektedir. Üretimde 65 nm ve 90 nm teknolojileri kullanılmıştır. 12FSB değeri 667 MHz, L2 cache değeri 2 MB, üretim teknolojisi ise 65 nm'dir. Dizüstü sistemler için tasarlanıp üretilmiştir. Düşük güç tüketimi en önemli özelliğidir. 13 L2 cache değerleri 512 kb, üretim teknolojileri ise 65 nm'dir. Ayrıca 2 MB'lık L3 cache değerine sahiptir. Phenom X4 gibi bu ailenin de temeli K10 mimarisine dayanmaktadır. 14 İntel firmasının 7 Ocak 2010 tarihinde piyasaya sunduğu işlemci. Core 2 işlemcisinin yeni modeli olarak tanıtımı yapıldı. İ serisinin Turbo Boost teknolojisi kullanmayan tek modelidir ve i serisinin baz modelidir.

3 İŞLEMCİ NASIL ÜRETİLİR 1Kum, özellikle de kuvars (quartz) içeriğinde silikon dioksit (SiO2) halinde bol miktarda silikon içerir ve yarı iletken üretimi için vazgeçilmez bir malzemedir. 2Silikon yeterli saflığa ulaştığında elektronik malzeme üretimine hazır hale gelir. Ortaya çıkan elektronik üretimine uygun silikon o kadar saftır ki her bir milyar silikon atomu içinde bir tane yabancı atom bulunur. 3Resimde görüldüğü gibi saflaştırılmış eriyik haldeki silikondan bir adet büyük bir kristal oluşturulur. Ortaya çıkan bumono-kristal yapıya ingot (külçe) denir., 4Her bir külçe yaklaşık olarak 100 kg ağırlığa ve % oranında saflığa sahiptir. 5Bazı külçelerin uzunluğu 1.5 metreyi geçebilir. İstenilen plaka çapına göre farklı genişliklerde külçeler üretilebilir. Günümüzde işlemciler genellikle 300 mm lik plakalardan üretilirlir. 6Intel kendi külçe (ingot) ve plakalarını (wafer) üretmek yerine kullanmak istediği plakaları hazır olarak başka üreticilerden temin ediyor. Intel, gelişmiş 45 nm High- K/Metal Gate üretim sürecinde 300 mm lik plakalar kullanıyor bu sayede yonga başına üretim maliyetini düşürüyor. 7Ultra Viyole ışığa çıkartılan fotorezist anından çözülebilir olacaktır. Stensil benzeri maskeler kullanılarak tamamlanan açığa çıkartma işleminde, UV ışık kullanılmaktadır çünkü bu sayede maskeler, işlemcinin her katmanında yer alan çeşitli baskılı devrelerini yaratır. Orta resimde görülen lens, maskenin imajını azaltır ve sonuç olarak wafer üzerinde oluşan baskı, tipik olarak maskenin kendi kalıbından dört kat daha küçük olur. Intel araştırmacıları, geliştirdikleri çok daha küçük transistörler sayesinde tek bir pinin başına 30 milyon transistor yerleştirebilmektedirler.

4 8Fotorezist, kimyasallara aşınmaması adına High-K dielektriği koruma görevini üstlenir. Aşındırılmış fotorezistin kaldırılmasından sonra istenen şekil görünür olur. 9Elektro-Kaplama aşamasında waferlar, bakır sülfat solüsyon içerisine sokulurlar. Bakır iyonları, elektro-kaplama adı verilen işlem ile transistörlere dökülürler. Bakır iyonları, pozitif terminalden (anot) negatif terminale (katot) doğru seyahat ederler. Elektro-Kaplama aşamasından sonra Bakır iyonları aynı ince bir Bakır katmanı gibi yerleşirler wafer üzerine. 10Bilgisayar çipleri aşırı düz görünürler, aslında 30'dan fazla katmana sahip olan işlemcilerin büyütülmüş görüntülerine bakılırsa, devre hatları arasındaki karışık ağ yapısı ve transistörler, futuristik bir çok katmanlı otoban sistemi gibi görülebilirler. Wafer, gerekli süreçler tamamlandıktan sonra tümleşke ve test tesislerine transfer edilirler. 11Intel'in 32nm Core i3 ve Core i5 işlemcilerinde, biri CPU diğeri de grafik için olmak üzere iki zar hazırlanır ve aynı pakette bir araya getirilirler. Az önce detaylandırdığımız üzere test aşamasında doğru cevabı veren zarlar bir sonraki aşamaya geçer, hatalı zarlar ise ayıklanır. Wafer dilimleme aşamasından sonra işlemcilerde kullanılacak zarlar ortaya çıkmış olur. 12Resimde görülen gümüş ısı dağıtıcı ise, kullanılacak işlemci soğutucusu ile teması sağlar ve çalışma esnasında işlemciyi serin tutar. Son resimde ise tamamlanmış bir işlemci görülmektedir. Mikroişlemciler, dünya üzerinde üretim süreci en karmaşık ürünlerdir ve yüzlerce süreçten geçerler. Tabi tüm bunlardan bahsederken, işlemcilerin, dünyanın en temiz ortamında yani mikroişlemci tesislerinde üretildiğini de belirtelim

5 İÇİNDEKİLER İŞLEMCİNİN TARİHÇESİ İŞLEMCİNİN NASIL ÜRETİLDİĞİ

Benzer belgeler

MTM 305 MĠKROĠġLEMCĠLER

KARABÜK ÜNĠVERSĠTESĠ TEKNOLOJĠ FAKÜLTESĠ MEKATRONĠK MÜHENDĠSLĠĞĠ BÖLÜMÜ MTM 305 MĠKROĠġLEMCĠLER ArĢ. Gör. Emel SOYLU ArĢ. Gör. Kadriye ÖZ Bir iģlemcinin üretimi Kum Silikon, yer kabuğundaki ikinci (%25)