Home
برگ نخست
Downloads
دریافت فایل
Forums
تالار گفتگو
Your Account
صفحه شخصی
منوی اصلی
 خانه

 منوی اصلی
 ارسال خبر
 جستحو
 بهترینهای سایت
 منوی کاربری
 آرشیو مطالب
 دانلود
 دریافت فایل
 لینک ها
 نظر خواهی
 نظرسنجی ها
 معرفی به دوستان
 آمار سایت


جستجو




وضعیت کاربران
در حال حاضر 47 مهمان و 0 کاربر در سایت حضور دارند .

خوش آمدید ، لطفا جهت عضویت در سایت فرم مخصوص عضویت را تکمیل نمائید .


Random Headlines

نرم افزار
[ نرم افزار ]

·چاپ طرح های گرافیکی
·فروش ویژه آنتی ویروس
·کسپرسکی فارسی شد
·مجموعه نرم‌افزاری آفیس را برای آیپد!!
·ادغام فیس‌بوک در موتور جستجو مایکروسافت
·گوگل مجموعه نرم‌افزاری QuickOffice را از آن خود ک
·اینترنت اکسپلورر 10، با قابلیت عدم رهگیری
·آخرین نسخه IDM v6.07
·کامپيوتر، بي‌واسطه ( آینده کامپیوتر )


پشتیبانی آنلاین


تبلیغات

Rock Music


Physics World


oemgroup

امارگیر وبلاگامارگیر سایتتقویم و ساعت


چگونه CPU ساخته می شود
سخت افزار

واحد پردازشگر مركزي (Central Processing Unit) CPU، مهم ترين بخش يك سيستم كامپيوتري محسوب مي شود. در واقع CPU، همانند مغز يك سيستم عمل كرده و تمام محاسبات سيستم را انجام مي دهد. به احتمال قوي، پاسخ سئوالاتي مثل اينكه CPU ، از چه واحدهايي تشكيل شده است و مثلاً چند نوع حافظهcache داريم و غيره را مي دانيم . ولي تا به حال در مورد نحوه ساخت يك CPU صحبت نشده است. فرآيند توليد CPU، جزء مشكل ترين و تخصصي ترين فرآيندهاي توليد تراشه در دنيا، محسوب مي شود. ممكن است تا به حال براي يك كاربرد عادي، اين سئوال پيش نيامده باشد كه يك پردازنده از چه موادي و چگونه ساخته مي شود. ولي اين مسئله مي تواند ذهن يك كاربر حرفه اي و يا نيمه حرفه اي را به چالش بكشد. شركت Intel، كه يكي از بزرگترين شركت هاي توليد كننده تراشه در دنيا مي باشد، به تازگي مراحل توليد يك CPU را منتشر نموده است. اين فرآيند شامل صدها مرحله مي باشد، ولي شركت Intel به مهمترين مراحل توليد اشاره نموده است كه من در اين مقاله قصد دارم اين مراحل را عنوان كنم. اين مراحل از انتخاب ماسه اي خاص كه داراي درصدخاصي سيليكون، مي باشد، شروع شده و در نهايت، به بسته بندي و عرضه CPU به بازار فروش، ختم مي شود. پس کمربند خود را ببندید و در این سفر با ما همراه باشید...



1- استفاده از شن و ماسه اي كه داراي درصد خاصي از سيليكون (سيلسيوم) مي باشد ( به خصوص نوع خاصي از آن به نام Quartz كه داراي درصد بالايي از سيليكون است)، به عنوان جزء‌اصلي ساخت نيمه هادي.
2- پس از به دست آوردن شن و ماسه مخصوص به شكل خام و جداسازي سيليكون، ترتيب فزوني مواد مشخص شده و سيليكون در مراحل مختلف براي نائل شدن به كيفيت ساخت نيمه هادي كه به آن (Electronic Grade Silicon) EGS مي گويند. تصفيه مي شود. مراحل تصفيه سيليكون به قدري خوب انجام مي شود كه در نهايت، به ازاي هر يك ميليارد اتم سيليكون، تنها يك اتم ناسازگار (مخالف) وجود خواهدداشت. پس از فرآيند تصفيه، سيليكون وارد فاز ذوب شدن مي شود. در شكل زیر، مي توانيد مشاهده كنيد كه چطور يك كريستال بزرگ از ذوب شدن سيليكون تصفيه شده ، به وجود مي آيد.

3- يك شمش تك كريستال، از EGS ساخته مي شود. يك شمش، وزني حدود 100 كيلوگرم (معادل 220 پوند) داشته و داراي 9999/99 درصد خالصي سيليكون مي باشد.
4- دراين مرحله، شمش (قالب) وارد فاز برش (قاچ كردن) مي شود. جايي كه ديسك هاي سيليكون تكي كه ويفر نام دارند، به شكلي باريك برش داده ميي شود. برخي از شمش ها مي توانند بيش از 5 فوت (هر فوت معادل 48/30 سانتي متر) باشند. قطر شمش ها نيز با توجه به سايز ويفر موردنياز، متفاوت است. امروزه ، CPU ها معمولاً روي ويفرهاي 300 ميلي متري ساخته مي شوند.

5- بعد از هر برش، ويفرها آن قدر جلا (صيقل) داده مي شوند تا سطح آنها كاملاً بي عيب و آينه اي شكل شود. نكته جالب اينكه، شركت Intel خودش شمش و ويفر توليد نمي كند. بلكه ويفرهاي توليدي و آماده شركت هاي ديگر را خريداري و استفاده مي كند. پردازنده هاي 45 نانومتري شركت Intel، از ويفرهايي با قطر 300 ميلي متر (معادل 12 اينچ) استفاده مي كنند. هنگامي كه Intel براي اولين بار دست به توليد تراشه زد، مدارها را روي ويفرهايي با قطر 50 ميلي متر (معادل 2 اينچ) چاپ مي كرد. امروزه Intel، از ويفرهاي 300 ميلي متري استفاده مي كند، كه نتيجه آن كاهش قيمت تراشه ها مي باشد.

در شكل زير، يك ويفر صيقل داده شده را مشاهده مي نماييد.
6- همان طور كه در شكل زير مشاهده مي كنيد، از يك مايع آبي رنگ (همانند چيزي كه براي فتوگرافي استفاده مي شود) براي ايجاد پايداري و مقاومت روي سطح ويفر استفاده مي شود. در اين گام، ويفر به دور خود مي چرخد تا سطح آن به طور مساوي و هموار از مايع مربوطه پوشيده شده و همچنين خيلي باريك شود.

7- به سطح مقاوم شده ويفر، (Photo Resistant Finish) PRF گفته مي شود.در اين مرحله ، PRF در معرض اشعه فربنفش قرار مي گيرد. توسط اشعه فرابنفش ، يك واكنش شيميايي (همانند آنچه كه به هنگام فشردن دكمه Shutter در دوربين هاي عكاسي اتفاق مي افتد)، رخ مي دهد . ناحيه مقاوم ويفر كه در معرض اشعه فرابنفش قرار گرفته بود، به شكلي قابل حل (حل شدني) در مي آيد. اين عمل پرتوگيري (منظور در معرض اشعه فرابنفش قرار گرفتن)، با استفاده از ماسك هايي كه شبيه استنسيل عمل مي كنند، انجام مي شود. هنگامي كه از اشعه فرابنفش استفاده مي شود، ماسك ها الگوهاي مداري مختلفي را ايجاد مي كنند. اساس ساخت يك CPU، تكرار مرتب اين فرآيندمي باشد. اين فرآيند آنقدر تكرار مي شود تا لايه هاي چندگانه اي روي هم به شكل پشته، ايجاد شوند. يك عدسي، انعكاس ماسك را به شكلي تمركز يافته ، به يك نقطه مركزي كوچك، ساده مي كند. به طور نمونه، نتيجه چاپ روي ويفر 4 بار كوچك تر از ا لگوي ماسك مي باشد.

8 در تصوير بعد مشاهده اين موضوع هستيم كه چگونه يك عدد ترانزيستور، ساخته شده و پديدار مي شود. يك ترانزيستور به عنوان يك سوئيچ عمل كرده و روند جريان الكتريكي در يك تراشه كامپيوتر را كنترل مي كند. تحقيق و پژوهش هاي شركت Intel در توسعه و پيشرفت ترانزيستورها نقش زيادي ايفا كرده است و اندازه آنها را نيز بسيار كوچك نموده است. تا جايي كه آنها ادعا مي كنند 30 ميليون از ترانزيستورها را مي توان بر سر يك سنجاق ( يا يك ميخ كوچك ) قرار داد.
9- بعد از اينكه ترانزيستور در معرض اشعه فرابنفش قرار گرفت، ناحيه آبي مقاوم شده (يعني ناحيه اي كه در معرض اشعه قرار گرفته است) با استفاده از يك حلال، به طور كامل حل مي شود.

اين مسئله يك الگوي پايدار (PR) ساخته شده از ماسك را آشكار مي كند. ترانزيستورها اوليه و همچنين تمام اتصالات و ارتباطات داخلي از اين نقطه نظر الهام گرفته اند.
10- لايه مقاوم (PR)مذكور از مواد ويفر محافظت مي كند تا از خارج تراشيده نشوند(كنده كاري نشوند) مناطقي كه بدون محفاظ هستند، با استفاده از محصولات و تغييرات شيميايي، تراشيده مي شوند.

11- بعداز كنده كاري (Photo Resist)PR برداشته شده و شكل مطلوب آن پديدار
مي شود (مطابق شكل)

12- لايه هاي مقاوم بيشتري (لايه ابي رنگ موجود در تصوير) به كار گرفته مي شود و اين لايه مجدداً در معرض اشعه فرابنفش قرار مي گيرند. اين نواحي قبل از ورود به مرحله بعد (يعني مرحله ناخالص سازي يا تلغيظ يون) مجددا با شست و شو پاك مي شوند. اين مرحله مرحله اي است كه ذرات يون در معرض ويفر قرار مي گيرند و اين اجازه را به سيليكون مي دهند تا خصوصيات شيميايي خود را تغير دهد. اين مسئله منجر مي شود CPU بتواند جريان الكتريسيته را كنترل كند.

13- طي يك فرايند كه القا يون ناميده مي شود (شكلي از فرايند تلغيظ) ناحيه در معرض قرار گرفته سيليكون ويفر توسط يون ها بمباران مي شود. يونها در سيليكون .ويفر القا مي شوند. (كاشته مي شوند) تا راهي را كه سيليكون در اين نواحي الكتريسيته را هدايت مي كند،‌تغيير دهند. يون ها با سرعت خيلي زياد به سطح ويفر سوق داده مي شوند يك ميدان الكتريكي سرعت يونها را تا بيش از 300000 كيلومتر بر ساعت (تقريبا 185000 مايل بر ساعت ) افزايش مي دهد.

14- بعد از مرحله القاي يون لايه مقاوم (PR) برداشته شده و موادي كه مي بايست تلغيظ مي شدند حالا داراي اتم هاي مخالف مي باشند.
15- اين ترانزيستور به مرحله اتمام ساخت نزديك است 23 عدد روزنه (حفره) روي لايه عايق بالايي ترانزيستور ايجاد شده است. اين 3 روزنه با مس (Copper) پر مي شوند اين مسئله امكان برقراري ارتباط با ساير ترانزيستورها را فراهم مي كند.

16- در اين مرحله ويفرها در يك محلول سولفات مس قرار مي گيرند يون هاي مس، طي فرايندي به نام Electroplanting ( يا همان آب كاري الكتريكي) روي ترانزيستور ته نشين مي شوند . يون هاي مس، از قطب مثبت (Anode) به سمت قطب منفي (Cathode) كه توسط ويفر نمايان مي شود، حركت مي كنند.

17- در نهايت يون هاي مس، به شكل يك لايه نازك بر روي سطح ويفر نشست مي كنند.
18- همان طور كه در تصوير زير مشاهده مي كنيد، مواد اضافي حذف شده و تنها يك لايه خيلي نازك از مس، باقي مانده است (در نهايت 3 حفره اي كه در مورد آنها قبلا صحبت شد نيز با مس پر شدند)

19- لايه هاي فلزي چند گانه اي براي برقراري ارتباط و بهم پيوستن ترانزيستورهاي مختلف، ساخته مي شوند. اينكه اين اتصالات چگونه سيم كشي شوند و چطور ااين ارتباط برقرار شود، توسط تيم معماري و طراحي كه كارايي و عملكرد پردازنده مربوطه را توسعه مي دهند، مشخص مي شود هنگامي كه تراشه هاي كامپيوتر خيلي مسطح (Flat) به نظر مي رسند، در حقيقت آنها از بيش از 20 لايه براي ساختن مدارات پيچيده تشكيل شده اند. وقتي با جزئيات بيشتري به يك تراشه بنگريد ، يك شبكه پيچيده از خطوط مدار و ترانزيستور را كه شبيه به سيستم بزرگراه هاي چند طبقه آينده مي باشد مشاهده خواهيد نمود.

20- عملكرد هر كدام از ويفرهاي آماده در اين مرحله تست مي شود
در اين گام الگوهاي تست تك به تك تراشه ها تغذيه شده (يعني روي تك تك آنها تست مي شود) و پاسخ دريافتي مانيتور شده و با پاسخ صحيح مقايسه مي شود

21- بعد از تست ها مشخص مي شود كه ويفر بازده خوبي از واحدهاي پردازنده در حال كار را دارا مي باشد در اين مرحله ويفر به قطعاتي كوچك تر برش داده مي شود (Called Dies)

22- Die هايي كه نسبت به الگوي تست پاسخ صحيح نشان داده اند، وارد مرحله بعد 0يعني مرحله بسته بندي) مي شوند. Die هاي بد كنار گذاشته مي شومند.
23- در تصوير بعد يك Die را مشاهده مي كنيد كه در مرحله قبلي (مرحله Slicing) برش داده شده است. Die كه شما مشاهده مي كنيد يك Die از پردازنده هسته اي شركت (Core i 7) Intel مي باشد.

نماي Die پردازنده Core i7 از نمايي ديگر.
در شكل بعد دياگرام Die يك پردازنده Core 7 را مشاهده مي كنيد.

24- زير لايه شكل 25، Die و پخش كننده حرارت (Heat Spreader) در كنار همديگر قرار مي گيرند تا شكل نهايي پردازنده كامل شود
توسط زير لايه سبز رنگ يك واسطه الكتريكي و مكانيكي (اتوماتيك) براي پردازنده ساخته مي شود تا بتواند با ساير اجزاي سيستم ارتباط برقرار كند.
پخش كننده حرارت نقره اي رنگ يك واسط حرارتي مي باشد كه خنك كننده هاي روي آن قرار گرفته و باعث مي شود پردازنده حين كار نيز خنك بماند.

25- يك ريز پردازنده داراي پيچيده ترين فرايند توليد محصول روي كره زمين است. در حقيقت توليد آن صدها مرحله طول مي كشد و تنها بخش هاي مهمي از آن در اين مقاله عنوان شد
26- در طول مرحله پاياني تست، ويژگي هاي كليدي پردازنده تست مي شوند (ويژگي هاي مهمي مانند اتلاف قدرت، حداكثر فركانس و غيره) .

27- با توجه به نتايج تستها و همچنين مدل و قابليت پردازنده آنها در جعبه هاي مخصوص به خود جهت حمل و نقل قرار مي گيرند. اين فرايند Binning نام دارد. مرحله Binning حداكثر فركانس عملياتي يك پردازنده و دسته هايي كه تقسيم بندي شده اند و با توجه به ويژگي هاي ثابتشان فروخته مي شوند را تعيين مي كند.

28- پردازنده هاي توليدي و تست شده (در تصوير زير پردازنده Core i7 را مشاهده مي كنيد) در جعبه هاي مخصوص به خود قرار گرفته و براي فروش در فروشگاهها آماده مي شوند.♦♣☺☺♣♦


منبع: http://www.tomshardware.com/picturestory/514-intel-cpu-processor-core-i7.html

ارسال شده در مورخه : جمعه، 8 آبان، 1388 توسط saeed

 
ورود
نام کاربری

رمز عبور

چنانچه تاکنون عضو این سایت نشده اید می توانید با تکمیل فرم مخصوص عضویت به جمع کاربران این سایت بپیوندید و از امکانات مخصوص کاربران استفاده کنید .


پیوندهای مرتبط
· مطالب بیشتر در مورد سخت افزار
· سایر مطالب نوشته شده توسط saeed


پربازدیدترین مطلب در زمینه سخت افزار:
انتقال سریال و موازی و معرفی انواع پورتها



امتیاز دهی به مطلب
امتیاز متوسط : 5
تعداد آراء: 2


لطفا رای مورد نظرتان را در مورد این مطلب ارائه نمائید :

عالی
خیلی خوب
خوب
متوسط
بد



انتخاب ها

 چاپ این مطلب چاپ این مطلب



موضوعات مرتبط

سخت افزار

"چگونه CPU ساخته می شود" | ورورد به سیستم / عضویت در سایت | 0 نظر شما چیست؟
این سایت در قبال مطالب طرح شده توسط کاربران هیچگونه مسئولیتی ندارد .
مسئولیت مطالب و نظرات ارائه شده بر عهده کاربر ارائه کننده مطلب می باشد .

بازدیدکنندگان غیر عضو حق ارسال نظر و پیشنهاد در مورد مطالب این سایت ندارند .
برای استفاده از سرویسهای مخصوص کاربران عضو فرم عضویت را تکمیل نمائید .
سبزوار - میدان نجارآباد - خیابان انقلاب - بین انقلاب 6 و میدان - پلاک 224 کد پستی: 9618645766
تلفن فروشگاه : 44661090 (3 خط) تلفن دفتر : 44661091 تلفکس : 44641814 - 051
sinacomputer@gmail.com