Hvis du nogensinde har spekuleret på, "Hvad er computerchips lavet af?" - Det er et hårdere spørgsmål, end man måske tror. En computerchip er enhver lille elektronisk enhed, der indeholder et integreret kredsløb (IC). Hvad det betyder er, hvis man ser på et almindeligt elektronisk kredsløb, som kobberlinjerne på de grønne kort i en radio, bliver kredsløbet minimeret og integreret i en "chip".
Så det er ikke begrænset til Central Processing Units (CPU), men kan omfatte enhver anden transistoriseret enhed i computeren.
Hvorfor siger jeg transistor? Nå, en transistor er den elektroniske komponent, der er ansvarlig for computerens del af en IC. Tænk på transistoren som omskifter. Hvis de elektroniske forhold er rigtige, kan kontakten være tændt. Hvis betingelserne ikke er korrekte, kan kontakten være slukket. På kan være sandt, og off kan muligvis være falsk. På kan repræsentere det binære nummer 1 og slukke måske det binære tal 0.
Ved at bære omskifter metaforen lidt længere, en lyspære, der er tændt, repræsenterer et godt oplyst rum. Det er oplysninger. Et lille stykke information. Hvis du vil træffe beslutning med mange oplysninger, skal du bruge mange transistorer. Har du set en transistor? De er ret store sammenlignet med hvad der er på en IC. Bare til reference, her er et billede af, hvad den første transistor lignede.
Den transistor kan kun svare på et lille spørgsmål ad gangen - ja eller nej? Sandt eller falsk? Til eller Fra?
Hvor mange beslutninger er nødvendige for at køre de programmer, vi bruger på computere i disse dage, sekund for sekund? Millioner? Milliarder? Ærligt ved jeg ikke. Men det jeg kan fortælle er, at Intel i en plads på omtrent en tomme i en tomme har proppet 731 millioner transistorer på i7-processor ekstrem udgave. Det er meningen at være den nyeste og bedste processor til en stationær computer lige nu.
Som du kan forestille dig, ville det være meget svært at smække i alt kobber og loddetid, som du ser i den gamle tidstransistor ovenfor. Så var der brug for nye materialer. Indtast halvledermaterialet. Har du hørt om silicium rigtigt? Det er en halvleder. Hvad er en halvleder du spørger? Godt spørgsmål. Du ved hvordan kobber er en ledende elektricitet rigtigt? Og gummi eller glas betragtes som isolatorer af elektricitet, hvilket betyder, at de ikke sender elektricitet, ikke?
Nå, en halvleder sort-of passerer elektricitet under de rigtige forhold. Tænk på det som en klemt slange. Hvis der er tilstrækkeligt pres, eller elektromotorisk kraft (EMF), vil vandet eller elmen flyde.
Du kan nu se, hvor vigtigt silicium er i opbygningen af disse kredsløb. Der er andre halvledermaterialer derude, men vi har silicium i en sådan overflod, at det er det mest økonomiske materiale at bruge. Det er en siliciumskive, meget poleret nedenfor.
Whew, klar som mudder?
Tag nu den vigtigste del af CPU'en, kaldet en die, og tænk på over 700 millioner transistorer på den. Kan du se 700 millioner små stikkontakter, hvor du sætter din CPU i? Nej. Der er 1.366 stifter på bunden af CPU'en. Der er en masse små elektronik i dysen, og CPU'en kombinerer de 700 millioner transistorer ned til kun 1.366 stifter. Jeg kan godt lide at forsøge at visualisere det ved at tænke på alle veje og gader i et land, der fører ned til blot et par tusind hovedveje.
Så det korte svar på spørgsmålet om "Hvad er computerchips er lavet af?" Er mange transistorer, en lille smule superledende silicium og noget fornemt utroligt teknisk. Alvorligt, efter næsten 20 år med computere og andre integrerede kredsløb, har jeg stadig svært ved at opføre, hvad et mirakel det er. Tag et kig på tegningen lige til pakken, som matricen går ind i.
Forhåbentlig har denne artikel hjulpet dig med at forstå, hvad en computerchip er lavet af. Hvis det har, så lad mig vide i kommentarerne. Jeg er skrøbelig og har brug for validering. Hvis det ikke har det godt, så lad mig det også vide, så jeg kan forsøge at klarlægge noget. Jeg vil kun græde lidt. ;)
Billedkreditter: Wikimedia, Intel