Wafer von 2 bis 8 Zoll
der zentrale Mikroprozessor des Computers
Der Prozessor ist ein System von Transistoren (im Prinzip elektrischen Schaltern), das das Rechnen im Binärsystem ermöglicht.
Funktion: - überwacht, steuert, hält nötige Informationen vorrätig, führt den Datentransfer sowie logische und arithmetische Kalkulationen durch
Allgemeiner Aufbau eines Mikroprozessors
|
CU (Control Unit) – das Steuerwerk |
ALU (Arithmetic Logical Unit) – das Rechenwerk |
Registerspeicher |
|
- arbeitet Befehle aus dem Befehlsregister ab und übernimmt die Steuerung der Befehlszyklen in der CPU - ist unmittelbar mit der ALU verbunden - steuert die internen Operationen der CPU und den Datentransport zwischen Speicher und Peripheriegeräten - übernimmt die Steuerung des kompletten Programmablaufs mit ihren einzelnen Befehlen in ihrem zeitlichen Ablauf |
- Rechenwerk für arithmetische und logische Operationen wie zum Beispiel: arithmetisch: Addition (ADD) logisch: Negation (NOT), Konjunktion (AND) - die ALU arbeitet Befehle ab die es vom Steuerwerk erhält - eine ALU kann meistens zwei Binärwerte mit gleicher Stellenzahl (n) miteinander verknüpfen. Man spricht von von „n-Bit ALUs“ (Typische Werte für n sind 8, 16, 32 und 64) |
- Anordnung mit 16 bis 1024 Registern (Register sind Speichereinheiten mit extrem kurzen Zugriffszeiten für die Zwischenspeicherung von kleinen Datenmengen, von Datenworten, Befehlen oder Adressen) - Ziel: Aufnahme der aktuell und in naher Zukunft benötigten Daten typisches Vorgehen: - gleichzeitiges Auslesen zweier Operanden aus dem Speicher Einschreiben des Ergebnisses im selben Taktschritt - arbeitet direkt mit der zentralen Recheneinheit (ALU) zusammen |
|
Internes Bussystem | ||
Herstellung von CPUs:
CPUs bestehen im wesentlichen aus übereinander liegenden Schichten von dotiertem Silizium, welches Millionen (oder Milliarden...) von Transistoren bildet.
Die Basis der Herstellung ist hochreines Silizium welches in Scheiben zu sogenannten Wafern zugeschnitten wird. Ein Hochleistungscomputer berechnet die Struktur des Prozessors und erstellt so eine Maske mit deren Hilfe die Wafer mit UV-Licht belichtet werden. Anschließend werden die Wafer geätzt und zugeschnitten.
Die Fertigung eines heutigen Mikroprozessors umfasst weit über 100 Einzelschritte, in deren Verlauf bereits ein Fehler den gesamten Prozessor unbrauchbar machen kann.
Die Leistung von Prozessoren wird bestimmt von der Anzahl der Transistoren die in ihm untergebracht sind. Durch die hohe Dichte der Transistoren entsteht eine enorme Verlustleistung, wodurch der Prozessor mit hohem Aufwand gekühlt werden muss, da er nur innerhalb bestimmter Temperaturgrenzen operieren kann.
CPUs müssen bei der Herstellung an ihre jeweiligen Aufgaben angepasst werden. In Luft- und Raumfahrt zum Beispiel, müssen Prozessoren großen Hitzeschwankungen und Strahlungen widerstehen können, während Prozessoren für den mobilen Einsatz (z.B. in Laptops) einen sehr geringen Energieverbrauch haben müssen.
Wafer von 2 bis 8 Zoll
Quelle: http://de.wikipedia.org/wiki/Wafer
Mirko Dreiseitel
Quellen:
http://www.computerlexicon.com/