Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
| Ця стаття не містить . (березень 2020) |
| Цю статтю треба для відповідності Вікіпедії. (Жовтень 2010) |
| Цю статтю потрібно повністю переписати відповідно до Вікіпедії. (березень 2020) |
Мікропроце́сор (англ. microprocessor) — інтегральна схема, яка виконує функції центрального процесора (ЦП) або спеціалізованого процесора. Сьогодні слово мікропроцесор є практично повним синонімом слова процесор, оскільки функціональний блок, що на ранніх стадіях розвитку обчислювальної техніки займали цілу плату чи навіть шафу, тепер вміщається в одну невеличку інтегральну схему із сотнями мільйонів транзисторів всередині. Гарним прикладом сьогодення є SoC - "система на чипі / кристалі". З середини 1980-х мікропроцесори майже витіснили інші види ЦП, особливо у побуті. Проте загалом це не так: центральні процесорні пристрої деяких суперкомп'ютерів навіть сьогодні є складними комплексами великих (ВІС) і надвеликих (НВІС) інтегральних схем.
Етимологія
В англійській мові слово процесор (англ. processor) загалом означає функціональний блок пристрою або системи (не обов'язково в електроніці), який виконує певний процес. В українській мові слова процесор, мікропроцесор закріпилися виключно для позначення електронної мікросхеми, що обробляє дані методом виконання команд із певного набору команд процесора.
Першим хто подав ідею універсального обчислювального процесора був Тед Гофф, який розробив архітектуру першого мікропроцесора. Практичну реалізацію здійснив Федеріко Фаджин.
Історія
Перша мікросхема успішно запрацювала 12 вересня 1958 року в компанії Texas Instruments. У 2000 році Нобелівську премію з фізики присудили Джеку Кілбі — за винахід інтегральної мікросхеми. Ще одним творцем інтегральної мікросхеми вважається Роберт Нойс, померлий в 1990 році (за правилами, Нобелівська вручається тільки живим вченим). Фізики як такої при створенні мікросхеми було небагато, але Кілбі і Нойс «всього лише» придумали технологію, яка зробила переворот в електронній промисловості.
Перші мікропроцесори з'явилися на початку 1970-х і використовувалися в електронних калькуляторах для обробки 4-бітних слів, що являли десяткові цифри в двійковому представленні. Досить скоро з'явилися інші вбудовані реалізації, такі як термінали, принтери, автоматичні прилади тощо, що використовували 4-бітні і 8-бітні мікропроцесори. Поява 8-бітних процесорів з 16-бітною адресацією в середині 1970-х забезпечила достатній простір можливостей для реалізації перших мікропроцесорів загального призначення в мікрокомп'ютерах.
Довгий час процесори складалися з малих і середніх інтегральних схем, що містили в собі еквівалент від кількох до кількасот транзисторів. Інтеграція цілого центрального процесора в один чип значно зменшила вартість процесорної потужності. Послідовне впровадження мікросхем з більшим ступенем інтеграції робило цілі класи комп'ютерів застарілими, мікропроцесори з'явилися в широкому класі пристроїв, від малих вбудованих систем і ручних комп'ютерів до найбільших мейнфреймів і суперкомп'ютерів.
Починаючи з 1970-х збільшення процесорної потужності розвивається за правилами так званого закону Мура, який стверджує, що складність інтегральних мікросхем подвоюється кожні 18 місяців, за ті ж мінімальні гроші. В кінці 1990-х основним стримуючим фактором розвитку стало розсіюване мікропроцесором тепло.
Першим загальнодоступним мікропроцесором був 4-розрядний Intel 4004. Його змінили 8-розрядні Intel 8080 і 16-розрядний 8086, що заклали основи архітектури всіх сучасних настільних процесорів. Але внаслідок поширеності 8-розрядних модулів пам'яті був випущений 8088, клон 8086 з 8-розрядною шиною пам'яті. Потім пройшла його модифікація 80186. У процесорі 80286 з'явився захищений режим з 24-бітовою адресацією, що дозволяв використовувати до 16 МБ пам'яті. Процесор Intel 80386 з'явився в 1985 році і привніс покращений захищений режим, 32-бітову адресацію, що дозволила використовувати до 4 ГБ оперативної пам'яті і підтримку механізму віртуальної пам'яті.
Перші проєкти
Four-Phase Systems AL1 (1969)
| Цей розділ потребує доповнення. |
Garrett AiResearch CADC (1970)
| Цей розділ потребує доповнення. |
Pico/General Instrument
| Цей розділ потребує доповнення. |
Texas Instruments TMX 1795 (1970-1971)
| Цей розділ потребує доповнення. |
Texas Instruments TMS 1802NC (1971)
| Цей розділ потребує доповнення. |
Технологія виробництва напівпровідників
Є два основні напрями розвитку індустрії виробництва мікросхем.
Перше — розробка архітектури, що включає вибір тих або інших функцій і особливостей майбутніх схем, мікросхемотехніку і компонування на кристалі функціональних блоків і їхніх елементів, що втілюють вибрані функції. А також — оптимізація готових блоків для усунення вузьких місць, підвищення продуктивності і надійності роботи майбутніх схем, спрощення і здешевлення їхнього масового виробництва. Ці роботи можна умовно назвати «паперовими» — вони виконуються «на кінчику пера» і існують лише у вигляді комп'ютерних файлів і креслень проектів майбутніх мікросхем, що зовсім не виключає багатократного комп'ютерного моделювання фізичної роботи як окремих блоків, так і мікросхеми в цілому. Для цього використовуються спеціальні, ретельно узгоджені з реальними приладами фізичні моделі транзисторів і інших функціональних елементів. І чим ретельніше змодельована робота проєкту, тим швидше і з меншими помилками буде виготовлена сама мікросхема (мається на увазі її фінальний, масовий варіант). Адже налагоджування, пошук і виправлення помилок проєктування у вже готовому кристалі, як правило, значно складніше і дорожче, ніж моделювання на комп'ютері.
Другий основоположний напрям — це власне напівпровідникові технології виробництва мікросхем. Сюди входять наукова розробка і втілення в «кремній» все швидших і менших транзисторів, ланцюгів зв'язку між ними і іншим «обрамленням» мікроструктур на кристалі, створення технологій виготовлення малюнка ліній і транзисторів на поверхні кремнію, нових матеріалів і устаткування для цього, а також «manufacturability» — область знань про те, як проводити мікросхеми вищої якості, швидші, з великою кількістю придатних кристалів на пластині, меншим числом дефектів і розкидом робочих параметрів.
Літографія дозволяє переносити на низку шарів кремнієвої підкладки високоскладні мікросхеми з мільйонами транзисторів. Тоді як проектувальники мікросхем продовжують додавати нові функції і підвищувати продуктивність своєї продукції, скорочення розмірів транзисторів дозволяє уміщати всю більшу їх кількість в межах заданої області. Те, наскільки мініатюрними можуть бути транзистори і їхні з'єднання, безпосередньо залежить від довжини хвилі світла, що використовується для перенесення схеми на підкладку.
Див. також
Джерела
- Ланский, Александр (4 липня 2019). . Tproger (ru-RU) . Архів оригіналу за 6 грудня 2020. Процитовано 4 грудня 2020.
- . Архів оригіналу за 5 березня 2012. Процитовано 2 березня 2012.
Посилання
| Ця стаття недостатньо . |
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Cya stattya ne mistit posilan na dzherela Vi mozhete dopomogti polipshiti cyu stattyu dodavshi posilannya na nadijni avtoritetni dzherela Material bez dzherel mozhe buti piddano sumnivu ta vilucheno berezen 2020 Cyu stattyu treba vikifikuvati dlya vidpovidnosti standartam yakosti Vikipediyi Bud laska dopomozhit dodavannyam dorechnih vnutrishnih posilan abo vdoskonalennyam rozmitki statti Zhovten 2010 Cyu stattyu potribno povnistyu perepisati vidpovidno do standartiv yakosti Vikipediyi Vi mozhete dopomogti pererobivshi yiyi Mozhlivo storinka obgovorennya mistit zauvazhennya shodo potribnih zmin berezen 2020 Mikroproce sor angl microprocessor integralna shema yaka vikonuye funkciyi centralnogo procesora CP abo specializovanogo procesora Sogodni slovo mikroprocesor ye praktichno povnim sinonimom slova procesor oskilki funkcionalnij blok sho na rannih stadiyah rozvitku obchislyuvalnoyi tehniki zajmali cilu platu chi navit shafu teper vmishayetsya v odnu nevelichku integralnu shemu iz sotnyami miljoniv tranzistoriv vseredini Garnim prikladom sogodennya ye SoC sistema na chipi kristali Z seredini 1980 h mikroprocesori majzhe vitisnili inshi vidi CP osoblivo u pobuti Prote zagalom ce ne tak centralni procesorni pristroyi deyakih superkomp yuteriv navit sogodni ye skladnimi kompleksami velikih VIS i nadvelikih NVIS integralnih shem Mikroprocesor 80486dx2EtimologiyaV anglijskij movi slovo procesor angl processor zagalom oznachaye funkcionalnij blok pristroyu abo sistemi ne obov yazkovo v elektronici yakij vikonuye pevnij proces V ukrayinskij movi slova procesor mikroprocesor zakripilisya viklyuchno dlya poznachennya elektronnoyi mikroshemi sho obroblyaye dani metodom vikonannya komand iz pevnogo naboru komand procesora Pershim hto podav ideyu universalnogo obchislyuvalnogo procesora buv Ted Goff yakij rozrobiv arhitekturu pershogo mikroprocesora Praktichnu realizaciyu zdijsniv Federiko Fadzhin IstoriyaPersha mikroshema uspishno zapracyuvala 12 veresnya 1958 roku v kompaniyi Texas Instruments U 2000 roci Nobelivsku premiyu z fiziki prisudili Dzheku Kilbi za vinahid integralnoyi mikroshemi She odnim tvorcem integralnoyi mikroshemi vvazhayetsya Robert Nojs pomerlij v 1990 roci za pravilami Nobelivska vruchayetsya tilki zhivim vchenim Fiziki yak takoyi pri stvorenni mikroshemi bulo nebagato ale Kilbi i Nojs vsogo lishe pridumali tehnologiyu yaka zrobila perevorot v elektronnij promislovosti Pershi mikroprocesori z yavilisya na pochatku 1970 h i vikoristovuvalisya v elektronnih kalkulyatorah dlya obrobki 4 bitnih sliv sho yavlyali desyatkovi cifri v dvijkovomu predstavlenni Dosit skoro z yavilisya inshi vbudovani realizaciyi taki yak terminali printeri avtomatichni priladi tosho sho vikoristovuvali 4 bitni i 8 bitni mikroprocesori Poyava 8 bitnih procesoriv z 16 bitnoyu adresaciyeyu v seredini 1970 h zabezpechila dostatnij prostir mozhlivostej dlya realizaciyi pershih mikroprocesoriv zagalnogo priznachennya v mikrokomp yuterah Dovgij chas procesori skladalisya z malih i serednih integralnih shem sho mistili v sobi ekvivalent vid kilkoh do kilkasot tranzistoriv Integraciya cilogo centralnogo procesora v odin chip znachno zmenshila vartist procesornoyi potuzhnosti Poslidovne vprovadzhennya mikroshem z bilshim stupenem integraciyi robilo cili klasi komp yuteriv zastarilimi mikroprocesori z yavilisya v shirokomu klasi pristroyiv vid malih vbudovanih sistem i ruchnih komp yuteriv do najbilshih mejnfrejmiv i superkomp yuteriv Pochinayuchi z 1970 h zbilshennya procesornoyi potuzhnosti rozvivayetsya za pravilami tak zvanogo zakonu Mura yakij stverdzhuye sho skladnist integralnih mikroshem podvoyuyetsya kozhni 18 misyaciv za ti zh minimalni groshi V kinci 1990 h osnovnim strimuyuchim faktorom rozvitku stalo rozsiyuvane mikroprocesorom teplo 1971 rik Intel 4004 Pershim zagalnodostupnim mikroprocesorom buv 4 rozryadnij Intel 4004 Jogo zminili 8 rozryadni Intel 8080 i 16 rozryadnij 8086 sho zaklali osnovi arhitekturi vsih suchasnih nastilnih procesoriv Ale vnaslidok poshirenosti 8 rozryadnih moduliv pam yati buv vipushenij 8088 klon 8086 z 8 rozryadnoyu shinoyu pam yati Potim projshla jogo modifikaciya 80186 U procesori 80286 z yavivsya zahishenij rezhim z 24 bitovoyu adresaciyeyu sho dozvolyav vikoristovuvati do 16 MB pam yati Procesor Intel 80386 z yavivsya v 1985 roci i privnis pokrashenij zahishenij rezhim 32 bitovu adresaciyu sho dozvolila vikoristovuvati do 4 GB operativnoyi pam yati i pidtrimku mehanizmu virtualnoyi pam yati Pershi proyekti Four Phase Systems AL1 1969 Cej rozdil potrebuye dopovnennya Garrett AiResearch CADC 1970 Cej rozdil potrebuye dopovnennya Pico General Instrument Cej rozdil potrebuye dopovnennya Texas Instruments TMX 1795 1970 1971 Cej rozdil potrebuye dopovnennya Texas Instruments TMS 1802NC 1971 Cej rozdil potrebuye dopovnennya Tehnologiya virobnictva napivprovidnikivYe dva osnovni napryami rozvitku industriyi virobnictva mikroshem Pershe rozrobka arhitekturi sho vklyuchaye vibir tih abo inshih funkcij i osoblivostej majbutnih shem mikroshemotehniku i komponuvannya na kristali funkcionalnih blokiv i yihnih elementiv sho vtilyuyut vibrani funkciyi A takozh optimizaciya gotovih blokiv dlya usunennya vuzkih misc pidvishennya produktivnosti i nadijnosti roboti majbutnih shem sproshennya i zdeshevlennya yihnogo masovogo virobnictva Ci roboti mozhna umovno nazvati paperovimi voni vikonuyutsya na kinchiku pera i isnuyut lishe u viglyadi komp yuternih fajliv i kreslen proektiv majbutnih mikroshem sho zovsim ne viklyuchaye bagatokratnogo komp yuternogo modelyuvannya fizichnoyi roboti yak okremih blokiv tak i mikroshemi v cilomu Dlya cogo vikoristovuyutsya specialni retelno uzgodzheni z realnimi priladami fizichni modeli tranzistoriv i inshih funkcionalnih elementiv I chim retelnishe zmodelovana robota proyektu tim shvidshe i z menshimi pomilkami bude vigotovlena sama mikroshema mayetsya na uvazi yiyi finalnij masovij variant Adzhe nalagodzhuvannya poshuk i vipravlennya pomilok proyektuvannya u vzhe gotovomu kristali yak pravilo znachno skladnishe i dorozhche nizh modelyuvannya na komp yuteri Drugij osnovopolozhnij napryam ce vlasne napivprovidnikovi tehnologiyi virobnictva mikroshem Syudi vhodyat naukova rozrobka i vtilennya v kremnij vse shvidshih i menshih tranzistoriv lancyugiv zv yazku mizh nimi i inshim obramlennyam mikrostruktur na kristali stvorennya tehnologij vigotovlennya malyunka linij i tranzistoriv na poverhni kremniyu novih materialiv i ustatkuvannya dlya cogo a takozh manufacturability oblast znan pro te yak provoditi mikroshemi vishoyi yakosti shvidshi z velikoyu kilkistyu pridatnih kristaliv na plastini menshim chislom defektiv i rozkidom robochih parametriv Litografiya dozvolyaye perenositi na nizku shariv kremniyevoyi pidkladki visokoskladni mikroshemi z miljonami tranzistoriv Todi yak proektuvalniki mikroshem prodovzhuyut dodavati novi funkciyi i pidvishuvati produktivnist svoyeyi produkciyi skorochennya rozmiriv tranzistoriv dozvolyaye umishati vsyu bilshu yih kilkist v mezhah zadanoyi oblasti Te naskilki miniatyurnimi mozhut buti tranzistori i yihni z yednannya bezposeredno zalezhit vid dovzhini hvili svitla sho vikoristovuyetsya dlya perenesennya shemi na pidkladku Div takozhProcesor Centralnij procesor Signalnij procesor Multipleksor Deshifrator Radiacijna stijkistDzherelaLanskij Aleksandr 4 lipnya 2019 Tproger ru RU Arhiv originalu za 6 grudnya 2020 Procitovano 4 grudnya 2020 Arhiv originalu za 5 bereznya 2012 Procitovano 2 bereznya 2012 Posilannyahttp market elec ru nomer 29 mikroprocessornye rele zashity kak oni ustroeny4 Cya stattya nedostatno ilyustrovana Vi mozhete dopomogti proyektu dodavshi zobrazhennya do ciyeyi statti