जबकि सीपीयू का काम जादू की तरह लग सकता है, यह दशकों के चतुर इंजीनियरिंग का परिणाम है। ट्रांजिस्टर के रूप में - किसी भी माइक्रोचिप के निर्माण खंड - सूक्ष्म तराजू से सिकुड़ते हैं, जिस तरह से वे उत्पन्न होते हैं वे कभी अधिक जटिल होते हैं।
photolithography
ट्रांजिस्टर अब इतने छोटे रूप से छोटे हैं कि निर्माता सामान्य तरीकों का उपयोग करके उनका निर्माण नहीं कर सकते हैं। जबकि सटीक लाठियां और यहां तक कि थ्री डी प्रिण्टर अविश्वसनीय रूप से जटिल रचनाएं कर सकते हैं, वे आम तौर पर सटीकता के माइक्रोमीटर स्तर (कि एक इंच के लगभग तीस-हजारवें) पर बाहर निकलते हैं और नैनोमीटर तराजू के लिए उपयुक्त नहीं होते हैं, जिस पर आज के चिप्स बनाए गए हैं।
फ़ोटोलिथोग्राफ़ी इस समस्या को बहुत सटीक रूप से जटिल मशीनरी को स्थानांतरित करने की आवश्यकता को दूर करके हल करती है। इसके बजाय, यह चिप पर एक छवि को खोदने के लिए प्रकाश का उपयोग करता है - एक पुरानी ओवरहेड प्रोजेक्टर की तरह, जो आपको कक्षाओं में मिल सकता है, लेकिन रिवर्स में, स्टैंसिल को वांछित परिशुद्धता तक नीचे ले जाता है।
छवि को एक सिलिकॉन वेफर पर प्रक्षेपित किया जाता है, जिसे नियंत्रित प्रयोगशालाओं में बहुत उच्च परिशुद्धता के लिए तैयार किया जाता है, क्योंकि वेफर पर धूल का कोई भी स्पेक हजारों डॉलर पर खो सकता है। वेफर को एक फोटोरिस्टिस्ट नामक सामग्री के साथ लेपित किया जाता है, जो प्रकाश के प्रति प्रतिक्रिया करता है और धोया जाता है, सीपीयू की एक नक़्क़ाशी छोड़कर जो तांबे से भरा जा सकता है या डाल दिया गया ट्रांजिस्टर बनाने के लिए। यह प्रक्रिया तब कई बार दोहराई जाती है, सीपीयू को बहुत अधिक निर्माण करना थ्री डी प्रिण्टर प्लास्टिक की परतों का निर्माण करेगा।
नैनो-स्केल फोटोलिथोग्राफी के साथ मुद्दे
यदि आप वास्तव में काम नहीं करते हैं, तो यह महत्वपूर्ण नहीं है कि आप ट्रांजिस्टर को छोटा बना सकते हैं, और नैनो-स्केल तकनीक भौतिकी के साथ कई मुद्दों पर चलती है। ट्रांजिस्टर को बंद होने पर बिजली के प्रवाह को रोकने के लिए माना जाता है, लेकिन वे इतने छोटे होते जा रहे हैं कि इलेक्ट्रॉन उनके माध्यम से सही प्रवाह कर सकते हैं। यह कहा जाता है क्वांटम टनलिंग और सिलिकॉन इंजीनियरों के लिए एक बड़ी समस्या है।
दोष एक और समस्या है। यहां तक कि फोटोलिथोग्राफी में इसकी सटीकता पर एक टोपी है। यह प्रोजेक्टर से एक धुंधली छवि के अनुरूप है; उड़ा देने या सिकुड़ने पर यह बिल्कुल स्पष्ट नहीं है। वर्तमान में, ढलाई का उपयोग करके इस प्रभाव को कम करने की कोशिश कर रहे हैं "चरम" पराबैंगनी प्रकाश , एक निर्वात चैम्बर में लेजर का उपयोग करके मनुष्य की तुलना में बहुत अधिक तरंग दैर्ध्य को देखा जा सकता है। लेकिन आकार छोटा होने से समस्या बनी रहेगी।
दोष को कभी-कभी एक प्रक्रिया के साथ कम किया जा सकता है जिसे बिनिंग कहा जाता है - यदि दोष सीपीयू कोर को हिट करता है, तो वह कोर अक्षम है, और चिप निचले हिस्से के रूप में बेची जाती है। वास्तव में, सीपीयू के अधिकांश लाइनअप एक ही ब्लूप्रिंट का उपयोग करके निर्मित होते हैं, लेकिन कोर को अक्षम कर दिया जाता है और कम कीमत पर बेचा जाता है। यदि दोष कैश या किसी अन्य आवश्यक घटक को हिट करता है, तो उस चिप को बाहर फेंकना पड़ सकता है, जिसके परिणामस्वरूप कम उपज और अधिक महंगी कीमतें होती हैं। नई प्रक्रिया नोड्स, जैसे 7nm और 10nm , उच्च दोष दर होगा और परिणामस्वरूप अधिक महंगा होगा।
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इसकी पैकेजिंग करें
उपभोक्ता उपयोग के लिए सीपीयू की पैकेजिंग केवल कुछ स्टायरोफोम के साथ बॉक्स में डालने से अधिक है। जब सीपीयू समाप्त हो जाता है, तब तक यह बेकार रहता है जब तक कि यह बाकी सिस्टम से नहीं जुड़ सकता है। "पैकेजिंग" प्रक्रिया उस विधि को संदर्भित करती है, जहां नाजुक सिलिकॉन डाई पीसीबी से जुड़ी होती है, ज्यादातर लोग "सीपीयू" के रूप में सोचते हैं।
इस प्रक्रिया में बहुत अधिक सटीकता की आवश्यकता होती है, लेकिन पिछले चरणों की तरह नहीं। सीपीयू डाई एक सिलिकॉन बोर्ड पर चढ़ा हुआ है, और बिजली के कनेक्शन सभी पिनों तक चलाए जाते हैं जो मदरबोर्ड के साथ संपर्क बनाते हैं। आधुनिक सीपीयू में हजारों पिन हो सकते हैं, जिनमें उच्च अंत वाले एएमडी थ्रिपर के 4094 होते हैं।
चूंकि सीपीयू बहुत अधिक गर्मी पैदा करता है, और इसे सामने से भी संरक्षित किया जाना चाहिए, एक "एकीकृत हीट स्प्रेडर" शीर्ष पर मुहिम की जाती है। यह मरने के साथ संपर्क बनाता है और एक कूलर को गर्मी स्थानांतरित करता है जो शीर्ष पर मुहिम की जाती है। कुछ उत्साही लोगों के लिए, इस संबंध को बनाने के लिए उपयोग किया जाने वाला थर्मल पेस्ट पर्याप्त रूप से अच्छा नहीं होता है, जिसका परिणाम लोगों में होता है उनके प्रोसेसर को डिलीट करते हुए अधिक प्रीमियम समाधान लागू करने के लिए।
एक बार जब यह सब एक साथ रख दिया जाता है, तो इसे वास्तविक बक्से में पैक किया जा सकता है, अलमारियों को हिट करने के लिए तैयार है और आपके भविष्य के कंप्यूटर में स्लॉट किया जा सकता है। विनिर्माण कितना जटिल है, यह आश्चर्य की बात है कि अधिकांश सीपीयू केवल एक सौ रुपये हैं।
यदि आप सीपीयू कैसे बनते हैं, इसके बारे में और अधिक तकनीकी जानकारी जानने के लिए उत्सुक हैं, तो विकीचिप के स्पष्टीकरण देखें लिथोग्राफी प्रक्रियाएं तथा माइक्रोआर्किटेक्चर .
