close

Enter

Log in using OpenID

3. Ders - Alper BAYRAK - Abant İzzet Baysal Üniversitesi

embedDownload
Mikroi¸slemciler-I80X86 ˙I¸slemci Ailesi
Mikroi¸slemciler-I
80X86 ˙I¸slemci Ailesi
Alper Bayrak
¨
Abant ˙Izzet Baysal Universitesi
Bolu
2014
Mikroi¸slemciler-I80X86 ˙I¸slemci Ailesi
Sunuma Genel Bakı¸s
Sunuma Genel Bakı¸s I
1 Temel Kavramlar
Veri G¨osterim Birimleri
Mikroi¸slemcili sistemin ileti¸sim Yolları
¨
Mikroi¸slemci Yapısı ve Ozellikleri
Kaydediciler
¨
Onbellek
Kontrol Birimi ve ALU
2 Intel X86 Mimarisi ve geli¸simi
Intel Ailesinin Geli¸simi
8086/8088
80286
80386
i486
Pentium
Mikroi¸slemciler-I80X86 ˙I¸slemci Ailesi
Sunuma Genel Bakı¸s
Sunuma Genel Bakı¸s II
Pentium Pro
MMX Teknolojisi
Pentium II
Celeron
Pentium III
Pentium IV
Hyperthreading teknolojisi
¨
3 ˙I¸slemci Uretimi
Fotorezist Uygulaması
˙Iyon ˙Implantasyonu
High-K dielektrik birikimi
Foto litografi
Etching - Oymabaskı
Metal D¨okme
Mikroi¸slemciler-I80X86 ˙I¸slemci Ailesi
Sunuma Genel Bakı¸s
Sunuma Genel Bakı¸s III
Metal Katmanlar
Wafer Sınıflandırma Testi ve Dilimleme
Paketleme
Sınıf Testi, Tamamlanmı¸s ˙I¸slemci
Mikroi¸slemciler-I80X86 ˙I¸slemci Ailesi
Temel Kavramlar
Veri G¨
osterim Birimleri
Veri G¨osterim Birimleri
nibble = 4 bit
Bayt=8 bit=1 bayt
Word = 16 bit = 2 bayt
Doubleword =32 bit = 4 bayt
Quadword 64 bit = 8 bayt
Paragraph 128 bit = 16bayt
Kilobayt(KB) = 210 = 1024 bayt
Megabayt (MB) = 220 = 1048576 ≈ 1 MB
Gigabayt (GB) = 230 = 1073741824 ≈ 1 GB
Mikroi¸slemciler-I80X86 ˙I¸slemci Ailesi
Temel Kavramlar
Mikroi¸slemcili sistemin ileti¸sim Yolları
Mikroi¸slemcili sistemin ileti¸sim Yolları
˙Insanlarda beyin nasıl t¨
um v¨
ucudu y¨
onetmek, kontrol etmek
i¸cin sinir sisteminin bir par¸cası olan sinirleri kullanıyorsa;
i¸slemciler de bilgisayarı y¨
onetmek, kontrol etmek i¸cin ileti¸sim
yollarını kullanır.
Hem i¸slemci i¸cerisinde hem de i¸slemciyle di˘
ger birimler
arasında ileti¸sim hatları bulunmaktadır.
˙ sim hatları u
Ileti¸
¨zerinden elektrik sinyali ge¸cebilecek iletken
hatlardır.
Bu hatların sayısı i¸slemci modeline g¨
ore de˘
gi¸sir.
Mikroi¸slemciler-I80X86 ˙I¸slemci Ailesi
Temel Kavramlar
Mikroi¸slemcili sistemin ileti¸sim Yolları
Mikroi¸slemcili sistemin ileti¸sim Yolları
˙Ileti¸sim hatları u
¨¸c grup halinde incelenebilir:
Adres Yolu (Address Buses):
˙I¸slemcinin bilgi yazaca˘
gı veya okuyaca˘
gı her hafıza h¨
ucresinin
ve ¸cevre birimlerinin bir adresi vardır.
˙I¸slemci, bu adresleri bu birimlere ula¸smak i¸cin kullanır.
Adresler, ikilik sayı gruplarından olu¸sur.
Bir i¸slemcinin ula¸sabilece˘
gi maksimum adres sayısı, adres
yolundaki hat sayısı ile ili¸skilidir.
Adres yolunu c¸o˘gunlukla i¸slemci kullanır.
Bu y¨
uzden adres yolunun tek y¨
onl¨
u oldu˘
gu s¨
oylenebilir.
Mikroi¸slemcinin kullanabilece˘
gi bellek kapasitesi adres hattı
sayısı ile yakından ilgilidir.
N=Adress hattı sayısı ise kullanılabilecek bellek kapasitesi
Max. Bellek B¨
uy¨
ukl¨
u˘
gu
¨= 2 N
ile g¨osterilir.
Mikroi¸slemciler-I80X86 ˙I¸slemci Ailesi
Temel Kavramlar
Mikroi¸slemcili sistemin ileti¸sim Yolları
Mikroi¸slemcili sistemin ileti¸sim Yolları
Veri Yolu (Data Buses):
˙I¸slemci, hafıza elemanları ve ¸cevresel birimleriyle ¸cift y¨onl¨
u veri
akı¸sını sa˘glar.
Birbirine paralel iletken hat sayısı veri yolunun ka¸c bitlik
oldu˘gunu g¨osterir.
¨ gin, iletken hat sayısı 64 olan veri yolu 64 bitliktir.
Orne˘
Y¨
uksek bit sayısına sahip veri yolları olması sistemin daha hızlı
¸calı¸sması anlamına gelir.
Mikroi¸slemciler-I80X86 ˙I¸slemci Ailesi
Temel Kavramlar
Mikroi¸slemcili sistemin ileti¸sim Yolları
Mikroi¸slemcili sistemin ileti¸sim Yolları
Kontrol Yolu (Control Buses):
˙I¸slemcinin di˘ger birimleri y¨
onetmek ve e¸s zamanlamayı
(senkronizasyon) sa˘
glamak amacı ile kullandı˘
gı sinyallerin
g¨onderildi˘gi yoldur.
¨
Ornek
olarak oku ve yaz sinyalleri.
Mikroi¸slemciler-I80X86 ˙I¸slemci Ailesi
Temel Kavramlar
Mikroi¸slemcili sistemin ileti¸sim Yolları
Mikroi¸slemcili sistemin ileti¸sim Yolları
Figure: Bir bilgisayar sisteminin genel blok ¸seması
Mikroi¸slemciler-I80X86 ˙I¸slemci Ailesi
Temel Kavramlar
Mikroi¸slemcili sistemin ileti¸sim Yolları
Mikroi¸slemcili sistemin ileti¸sim Yolları
Figure: Bilgisayar bile¸senlerinin anakart u
¨zerindeki yerle¸simi
Mikroi¸slemciler-I80X86 ˙I¸slemci Ailesi
Temel Kavramlar
Mikroi¸slemcili sistemin ileti¸sim Yolları
Mikroi¸slemcili sistemin ileti¸sim Yolları
Figure: Anakart bile¸senleri
Mikroi¸slemciler-I80X86 ˙I¸slemci Ailesi
Temel Kavramlar
Mikroi¸slemcili sistemin ileti¸sim Yolları
Mikroi¸slemcili sistemin ileti¸sim Yolları
Anakart u
¨zerindeki port yapıları
No
1
2
3
4
5
6
7
Adı
Paralel port
IEEE 1394 portu
RJ-45 portu
Yan hoparl¨
or (Gri)
Arka hoparl¨
or (Siyah)
Merkezi/Bas (Portakal)
Ses giri¸si (A¸cık mavi)
No
8
9
10
11
12
13
14
Adı
Yan hoparl¨or (Limon)
Mikrofon (Pempe)
USB 2.0
USB 2.0
Seri (COM) port
PC/2 klavye (Mor)
PS/2 fare (Ye¸sil)
Mikroi¸slemciler-I80X86 ˙I¸slemci Ailesi
Temel Kavramlar
¨
Mikroi¸slemci Yapısı ve Ozellikleri
¨
Mikroi¸slemci Yapısı ve Ozellikleri
Bilgisayarın en ¨onemli par¸cası mikroi¸slemci, c¸ok karma¸sık bir
yapıya sahiptir ve g¨
un¨
um¨
uzde Intel, Motorola, AMD, CYRIX,
vb. firmalar tarafından geli¸stirilmekte ve piyasaya
s¨
ur¨
ulmektedir.
Mikroi¸slemcili sistemlerde yaygın olarak kullanılan
mikroi¸slemciler; Intel tarafından u
¨retilen Pentium ve Motorola
tarafından u
¨retilen Power PC veya M680X0 kodlu
mikroi¸slemcileri (genellikle sanayide kontrol ama¸clı) olmakla
birlikte, di˘ger firmaların u
¨rettikleri mikroi¸slemcilerde piyasada
kullanılmaktadır.
Mikroi¸slemciler-I80X86 ˙I¸slemci Ailesi
Temel Kavramlar
¨
Mikroi¸slemci Yapısı ve Ozellikleri
¨
Mikroi¸slemci Yapısı ve Ozellikleri
Mikroi¸slemci i¸cinde farklı ama¸clarla kullanılan temel birimler
vardır.
Bu birimler sırası ile ¸su ¸sekildedir.
Kaydediciler (Registers)
Aritmetik Mantık Birimi (ALU)
Kontrol Birimi
¨ Bellek
On
Mikroi¸slemciler-I80X86 ˙I¸slemci Ailesi
Temel Kavramlar
Kaydediciler
Kaydediciler
Kaydediciler mikroi¸slemci i¸cerisinde yer alan ge¸cici saklama
birimleridir.
C
¸ ok hızlı bir ¸sekilde veri yazma ve okuma yapılabilir.
Kaydedicilerin bir defada tutabilecegi veri b¨
uy¨
ukl¨
u˘gu
¨ ¨onem arz
eder.
Kaydediciler 8 bit, 16 bit, 32 bit, 64 bit geni¸sli˘ginde olabilirler.
Kaydedicilerin geni¸sli˘
gi i¸slem hızına c¸ok b¨
uy¨
uk oranda etki
eder.
Bu y¨
uzden kaydedici geni¸sli˘
gine g¨
ore i¸slemcileri 8 bit, 16 bit,
32bit, 64 bit i¸slemciler bi¸ciminde genel olarak sınıflandırılabilir.
Mikroi¸slemciler-I80X86 ˙I¸slemci Ailesi
Temel Kavramlar
¨
Onbellek
¨
Onbellek
Sistem belle˘ginden(RAM) gelen veriler, ¸co˘
gunlukla CPU’nun
hızına yeti¸semezler.
Bu problemi c¸¨ozmek i¸cin CPU i¸cinde y¨
uksek hızlı hafızalar
bulunur.
¨ bellek ¸calı¸smakta olan programa ait komutların, verilerin
On
ge¸cici olarak saklandı˘
gı y¨
uksek hızlı hafızalardır.
¨ bellekler ¨onceleri i¸slemci dı¸sında yer almı¸s daha sonra
On
i¸slemci i¸cine yerle¸stirilmi¸stir.
Mikroi¸slemciler-I80X86 ˙I¸slemci Ailesi
Temel Kavramlar
¨
Onbellek
¨
Onbellek
˙I¸slemcinin komutları daha hızlı y¨
uklemesini sa˘glayan bu hafıza
genellikle L1 (Level 1) ve L2 (Level 2) olmak u
¨zere iki
kısımdan olu¸sur.
˙slemci, ihtiya¸c duydu˘
I¸
gu komutu ilk ¨
once L1 ¨
on bellekte (L1
¨on bellek L2 ¨on bellekten daha hızlıdır.) arar.
E˘ger i¸slemcinin aradı˘
gı komut burada yoksa L2 ¨onbelle˘ge
bakar. E˘ger burada da yoksa sırasıyla RAM ve sabit disk
u
¨zerindeki sanal hafıza u
¨zerinde arar.
Mikroi¸slemciler-I80X86 ˙I¸slemci Ailesi
Temel Kavramlar
Kontrol Birimi ve ALU
Kontrol Birimi ve ALU
Kontrol Birimi:
˙I¸slemciye g¨onderilen komutların ¸c¨
oz¨
ul¨
up (komutun ne anlama
geldi˘ginin tanımlanması) i¸sletilmesini sa˘
glar.
˙I¸slemci i¸cindeki birimlerin ve dı¸sındaki birimlerin e¸s zamanlı
olarak ¸calı¸smasını sa˘
glayan kontrol sinyalleri bu birim
tarafından u
¨retilir.
Aritmetik / Mantık Birimi (Arithmetic Logic Unit- ALU):
Mantıksal ve matematiksel i¸slemlerin yapıldı˘
gı kısımdır.
D¨ort i¸slem, u
¨s alma gibi temel aritmetik i¸slemler ile b¨
uy¨
uk,
k¨
u¸cu
¨k, ve, veya gibi mantıksal i¸slemleri yerine getirir.
Mikroi¸slemciler-I80X86 ˙I¸slemci Ailesi
Intel X86 Mimarisi ve geli¸simi
Intel X86 Mimarisi ve geli¸simi
1978/1979 yıllarında u
¨retilen ilk 8086/8088’den ba¸slayıp
80286, 80386, 80486, Pentium, Pentium Pro, Pentium MMX,
Pentium II, Pentium III ve Pentium IV mikroi¸slemcilerine
uzanan geni¸s bir u
¨r¨
un yelpazesine sahip olan Intel x86
mikroi¸slemci ailesi tarihteki en ba¸sarılı mikroi¸slemci ailesi
olmu¸stur.
Bunda ¸ce¸sitli fakt¨
orler rol almı¸stır, fakat en b¨
uy¨
uk neden,
¸su
¨phesiz 1981 yılındaki ilk PC’de IBM firmasının 8088
mikroi¸slemcisini se¸cmesi olmu¸stur.
O tarihten itibaren, IBM ve bir ¸cok firma bu i¸slemcileri
PC’lerde kullanmaktadır.
PC’lerin d¨
unyada yaygın olarak kullanılması, bu i¸slemcilerin
ba¸sarısında en b¨
uy¨
uk neden olmu¸stur.
Mikroi¸slemciler-I80X86 ˙I¸slemci Ailesi
Intel X86 Mimarisi ve geli¸simi
Intel X86 Mimarisi ve geli¸simi
Mikroi¸slemciler mimari yapılarına g¨
ore farklılık g¨osterir.
Ortak bir mimariye sahip i¸slemciler, komutları tanıdıkları i¸cin,
aynı programları ¸calı¸stırabilir.
Bir mikroi¸slemcinin tanıdı˘
gı komutlar, yani komut k¨
umesi o
mikroi¸slemci mimarisinin en temel ¨
ozelliklerinden biridir.
Di˘ger ¨onemli bir mimari ¨
ozellik mikroi¸slemcinin dahili
kaydedici k¨
umesidir.
Kaydediciler, mikroi¸slemcinin c¸alı¸sması sırasında, ge¸cici
verilerin saklandı˘gı bellek h¨
ucreleridir.
Bu bellek h¨
ucreleri i¸slemcinin i¸cindedir.
Farklı komut ve kaydedici k¨
umesine sahip mikroi¸slemciler
genelde birbirlerinin programlarını ¸calı¸stıramazlar.
Mikroi¸slemciler-I80X86 ˙I¸slemci Ailesi
Intel X86 Mimarisi ve geli¸simi
Intel X86 Mimarisi ve geli¸simi
G¨
un¨
um¨
uzde en pop¨
uler mikroi¸slemci mimarisi Intel x86
ailesine ait mimaridir.
Bunda ¸cok yaygın olarak kullanılan IBM PC’ler b¨
uy¨
uk bir rol
oynamı¸stır. Intel x86 i¸slemcilerin, PC’lerde ve ayrıca bir ¸cok
elektronik u
¨r¨
unde c¸ok yaygın olarak kullanılması, bu aileyi,
end¨
ustri ve e˘gitim i¸cin ¸cok ¨
onemli bir konuma getirmi¸stir.
Bu ailenin ilk i¸slemcisi 1978 yılında u
¨retilen 8086’dır. O
zamanlardan g¨
un¨
um¨
uze, x86 i¸slemcileri ¨
onemli bir de˘gi¸sim
g¨osterdi.
Bu ailenin ¨onemli kilometre ta¸sları olan i¸slemciler sırasıyla
¸sunlardır: 8086/8088, 80286, 80386, 80486, Pentium,
Pentium Pro, Pentium MMX, Pentium II, Pentium III ve
Pentium IV i¸slemcileridir.
Mikroi¸slemciler-I80X86 ˙I¸slemci Ailesi
Intel X86 Mimarisi ve geli¸simi
Intel X86 Mimarisi ve geli¸simi
Bug¨
un, mikroi¸slemci u
¨reten irili ufaklı pek ¸cok firma
bulunmaktadır.
Bunların en ¨onemlileri, Intel ve Motorola firmalarıdır. X86
ailesinin lokomotifini c¸eken Intel firması olmasına ra˘gmen,
g¨
un¨
um¨
uzde Intel dı¸sında x86 mikroi¸slemcisi u
¨reten, AMD,
Cyrix, Centour ve Rise Tecnology gibi firmalar bulunmaktadır.
Intel x86 ailesinin dı¸sında, di˘
ger ¨
onemli mikroi¸slemci
mimarilerinden bazıları ¸sunlardır: Modern Macintosh’larda
bulunan Power PC, eski Mac’lerde bulunan 680x0 serisi,
Digital ve Compact’ın g¨
u¸cl¨
u makinelerinde kullanılan Alpha
ailesi, Sun firmasının SPARC i¸slemcileri, Silicon Graphics’in
MIPS RX000 serisi, HP’in PARISC’i ¨
onemli mimariler olarak
sayılabilir.
Bu mimarilerin hi¸c biri kendi aralarında ve aynı zamanda X86
ile uyumlu de˘gildir.
Mikroi¸slemciler-I80X86 ˙I¸slemci Ailesi
Intel X86 Mimarisi ve geli¸simi
Intel X86 Mimarisi ve geli¸simi
Figure: Intel firmasının u
¨retmi¸s oldu˘
gu i¸slemcilerin tarihsel geli¸simi
Mikroi¸slemciler-I80X86 ˙I¸slemci Ailesi
Intel X86 Mimarisi ve geli¸simi
Intel X86 Mimarisi ve geli¸simi
Tablodaki terimler:
Transistors sayısı, i¸slemci u
¨zerindeki transist¨
or adedini g¨
ostermektedir.
Tablodan da g¨
or¨
ulece˘
gi gibi transist¨
or sayısı yıllara ba˘
glı olarak d¨
uzenli bir
artı¸s g¨
ostermi¸stir.
Microns, i¸slemci u
¨zerindeki en ince telin mikron cinsinden kalınlı˘
gını
g¨
ostermektedir. Kar¸sıla¸stırma i¸cin, insan sa¸cı 100 microns kalınlı˘
gındadır.
˙slemcilerdeki boyutlar d¨
I¸
u¸serken transist¨
or sayısı s¨
urekli artmaktadır.
Hız, i¸slemci nin c¸alı¸sma frekansını g¨
osterir. her clock (pulse) bir i¸slemin
yapılması i¸cin ge¸cen zamanı g¨
osterir.
Veri yolu, i¸slemdı¸s d¨
unya ile haberle¸sirken kullandı˘
gı yolun geni¸sli˘
gidir.
MIPS (millions of instructions per second), bir mikroi¸slemcinin 1 saniyede
¨
i¸sleyebilece˘
gi komut sayısıdır. Ornek:
0.8 MIPS saniyede 0.8 milyon
komut i¸sleyebiliyor demektir. ve CPU ların performansını o
¨l¸cmek i¸cin
kullanılan bir birimdir.
Mikroi¸slemciler-I80X86 ˙I¸slemci Ailesi
Intel X86 Mimarisi ve geli¸simi
Intel Ailesinin Geli¸simi
Intel Ailesinin Geli¸simi
Intel firması 1968 yılında bellek t¨
umle¸sik devreleri yapmak
u
¨zere kuruldu.
¨
Uretecekleri
bir hesap makinesi i¸cin CPU t¨
umle¸sik devresi
isteyen, hesap makinesi u
¨reten bir firmanın talebi; ve yine
u
¨retecekleri bir terminal i¸cin ¨
ozel bir t¨
umle¸sik devre isteyen,
di˘ger bir firmanın istediklerini kar¸sılamak i¸cin, Intel firması
4004 (1971) ve 8008 (1972) CPU’larını u
¨retti.
Figure: Intel 4004 C
¸ ipi
Mikroi¸slemciler-I80X86 ˙I¸slemci Ailesi
Intel X86 Mimarisi ve geli¸simi
Intel Ailesinin Geli¸simi
Intel Ailesinin Geli¸simi
Mikroi¸slemciler ve mikrobilgisayarların sınıflandırılmasında en
temel ¨ol¸cu
¨, mikroi¸slemcinin t¨
umle¸sik devre u
¨zerinde i¸slem
yaptı˘gı en uzun verinin bit sayısı, yani kelime uzunlu˘gudur.
4-bit i¸slemci olan 4004 ve 8-bit i¸slemci olan 8008’den
ba¸slayarak, mikroi¸slemciler ve mikrobilgisayarlar i¸cin, 4-bit,
8-bit, 16-bit, 32-bit ve 64-bit gibi veri uzunluk standartları
do˘gmu¸stur.
Intel, bu ilk m¨
u¸sterilerinden ba¸skasının, 4004 ve 8008 t¨
umle¸sik
devrelerine ilgi g¨ostereceklerini tahmin etmedi˘gi i¸cin, u
¨retim
hattını d¨
u¸su
¨k kapasiteli tutmu¸stur.
Mikroi¸slemciler-I80X86 ˙I¸slemci Ailesi
Intel X86 Mimarisi ve geli¸simi
Intel Ailesinin Geli¸simi
Intel Ailesinin Geli¸simi
Fakat tahminlerin aksine, bu t¨
umle¸sik devrelere ¸cok b¨
uy¨
uk bir
ilgi oldu.
Bunun sonucu ve aynı zamanda 8008’in 16 KB’lık bellek
limitini a¸smak amacıyla, Intel firması 1974 yılında genel ama¸clı
8080 CPU’sunu u
¨retti.
Birden bu t¨
umle¸sik devreye b¨
uy¨
uk bir talep oldu ve kısa bir
s¨
ure i¸cinde 8080, 8-bit mikroi¸slemci end¨
ustri standardı oldu.
Intel, iki yıl sonra 1976’da geli¸smi¸s bir 8080 i¸slemcisi olan
8085 piyasaya s¨
urd¨
u.
Mikroi¸slemciler-I80X86 ˙I¸slemci Ailesi
Intel X86 Mimarisi ve geli¸simi
8086/8088
8086/8088
Intel, 16 bitlik 8086 i¸slemcisini 1978 yılında piyasaya s¨
urd¨
u.
Y¨
uksek seviyeli programlama dillerine ve daha etkin i¸sletim
sistemlerine sahip ilk i¸slemci olan 8086, IBM uyumlu
sistemlerin temelini olu¸sturdu.
8086 mikro i¸slemci 20 bit ile bellek adresleyerek 1 MB’lık
bellek kullanabilir.
Arkasından ¸cıkan 8088 i¸slemci ile IBM ilk ki¸sisel bilgisayarı
(PC) piyasaya s¨
urd¨
u.
Bu ilk PC’nin 16K hafızası, grafik ¨
ozelli˘
gi olmayan ekranı ve
bir teyp bandı s¨
ur¨
uc¨
us¨
u vardı.
8088 mikro i¸slemci, 16 bit u
¨zerinden i¸slem yapan veri yolu 8
bit olan bir mikro i¸slemcidir.
Mikroi¸slemciler-I80X86 ˙I¸slemci Ailesi
Intel X86 Mimarisi ve geli¸simi
80286
80286
Kısa bir s¨
ure sonra Intel, 80286 i¸slemcisini c¸ıkartarak PC
performansını yeni bir seviyeye y¨
ukseltti.
80286 i¸slemci 16 bit veriyolunu hem i¸cte hem de dı¸sta
kullanabiliyordu.
Bu da kendinden ¨
onceki i¸slemcilerden ¸cok daha fazla ilgi
g¨ormesine sebep oldu ve artık PC’ler i¸cin daha g¨
u¸cl¨
u yazılımlar
u
¨retilmeye ba¸slandı.
80286 Mikro i¸slemci, adres yolu 20 bit i¸c ve dı¸s veri yolu 16
bit ve 16 MB’a kadar belle˘
gi do˘
grudan adresleyebilirler.
Mikroi¸slemciler-I80X86 ˙I¸slemci Ailesi
Intel X86 Mimarisi ve geli¸simi
80386
80386
Intel’in bir ku¸sak sonraki i¸slemcisi olan 80386 i¸slemcisi PC
d¨
unyasına b¨
uy¨
uk de˘
gi¸siklikler getirdi.
SX ve DX modelleri olan bu i¸slemcinin en b¨
uy¨
uk ¨ozelli˘gi 32 bit
bir i¸slemci olmasıydı.
SX i¸slemcinin dı¸s veri yolu 16, i¸c veri yolu 32 bittir.
Saat hızı 16-33 Mhz’dir. DX i¸slemcisinin hem i¸c hem de dı¸s
veri yolu 32 bit saat hızı 33-40 MHz’dir.
286’lardaki veri yolunun iki katına c¸ıkartılması PC’lerde grafik
i¸slemlerini artırdı.
Ayrıca saat hızının 16 MHz’den 33 ve 40 MHz’e ¸cıkartılması
i¸slemleri daha da hızlandırdı.
Mikroi¸slemciler-I80X86 ˙I¸slemci Ailesi
Intel X86 Mimarisi ve geli¸simi
i486
i486
Intel Nisan 1989 yılında i486 i¸slemciyi piyasaya s¨
urd¨
u.
i486 i¸slemcisi entegre bir chiptir.
Bu chip d¨ort farklı i¸slev grubunu (asıl CPU’yu, bir matematik
yardımcı i¸slemcisini, bir ¨
onbellek denetleyicisini ve DX/DX2
modellerinde bir adet genel ¨
onbellek, DX4 modellerinde ise iki
adet ayrık 8K ¨onbelle˘
gi) bir bile¸sende birle¸stirmektedir.
80486 Mikro i¸slemci, i¸c ve dı¸s adres yolu 32 bit olup 4 GB
adresleyebilen bir mikro i¸slemcidir.
Saat hızları 25 ile 100 Mhz arasında olan c¸e¸sitleri vardır.
SX modelinde matematik i¸slemci yoktur.
DX ve DX2 modellerinde matematik i¸slemci olup i¸slemcinin
i¸cinde 4 KB veri ve 4 KB komut ¨
onbelle˘
gi vardır.
Mikroi¸slemciler-I80X86 ˙I¸slemci Ailesi
Intel X86 Mimarisi ve geli¸simi
i486
i486
Matematik i¸slemciler, mikroi¸slemciler gibi her i¸si yapan
devreler de˘gildir.
Yalnızca matematik i¸slemleri, ¸cok u
¨st¨
un bir duyarlık ve hızla
yapan ¨ozel i¸slemcilerdir.
80486DX’e kadar ayrı bir devre olarak satılan bu matematik
i¸slemciler 80486DX ile mikroi¸slemcinin yapısına dahil edilmi¸sti.
Ama ¨ozel olarak matematik i¸slem yo˘
gunluklu i¸slerle
u˘gra¸smayanların yine de 486’nın getirdi˘
gi avantajlardan
yararlanması i¸cin 80486SX i¸slemcisi u
¨retilmi¸sti.
Mikroi¸slemciler-I80X86 ˙I¸slemci Ailesi
Intel X86 Mimarisi ve geli¸simi
Pentium
Pentium
i486 i¸slemcilerin hızla yaygınla¸stı˘
gı bir d¨
onemde Intel P5 kod
adıyla tasarladı˘gı yeni i¸slemci ailesini Pentium adıyla piyasaya
s¨
urd¨
u.
Pentium Mikro i¸slemci, Intel firmasının 1994 yılında piyasaya
s¨
urd¨
u˘gu
¨ 32 bitlik i¸c 64 bitlik dı¸s veri yolu kullanan, adres yolu
64 bit olan mikro i¸slemcidir.
Bu i¸slemci iki adet ayrık 8K’lık ¨
onbelle˘
ge sahiptir.
Pentium i¸slemci 486’lardan farklı olarak iki adet tamsayı
i¸slemcisine sahiptir.
Kayan nokta i¸slemcisi de iyice geli¸stirilmi¸stir.
Mikroi¸slemciler-I80X86 ˙I¸slemci Ailesi
Intel X86 Mimarisi ve geli¸simi
Pentium
Pentium
Pentium i¸slemcilerde, 486 i¸slemcilerde olmayan Branch
Protection (dallanma tahmini) teknolojisi kullanılmı¸stır.
Bu teknoloji, program sırasında i¸sletilecek olan dallanma
(jump) komutlarının dallanaca˘
gı tahmin edilen kod
k¨
umelerinin daha hızlı eri¸silen bir ortama kopyalayarak
i¸slenmeye ba¸slanmasına dayanır.
Bu ¸sekilde %25 oranında performans artı¸sı sa˘
glanır. Pentium
i¸slemciler 0.8 mikronluk teknolojisi ile u
¨retilmi¸slerdir. 60 MHz,
75 MHz, 90 MHz, 100 MHz, 120 MHz, 133 MHz, 166 MHz,
200 MHz ve 233 MHz saat hızında u
¨retilmi¸slerdir.
Pentium i¸slemcide 3.1 milyon tane transist¨
or vardır.
Mikroi¸slemciler-I80X86 ˙I¸slemci Ailesi
Intel X86 Mimarisi ve geli¸simi
Pentium Pro
Pentium Pro
Pentium i¸slemcilerin yakla¸sık iki katı i¸slemci g¨
uc¨
une sahip olan
bu i¸slemcilerde 5.5 - 6.1 milyon arasında transist¨or
kullanılmı¸stır.
+2.9V besleme gerilimi ile ¸calı¸san bu i¸slemci 166 MHz, 200
MHz, 233 MHz ve 266 MHz saat hızlarında u
¨retilmi¸slerdir. Bu
i¸slemlerinde ona hız kazandırmı¸stır.
Pentium Pro mikroi¸slemcide Pentium i¸slemciye ek olarak 256
KB’lık bir L2 ¨on bellek vardır. Bu i¸slemci daha ¸cok server
bilgisayarlar i¸cin tasarlanmı¸stır ve x86 tabanındaki i¸slemciler
i¸cin yazılmı¸s t¨
um yazılımları desteklemektedir.
Pentium Pro ¨oncelikle 32 bitlik programlara ihtiya¸c duyar. Bu
sebeple i¸slemcinin tam performansla c¸alı¸sabilmesi i¸cin
Windows NT gibi ger¸cek 32 bitlik i¸sletim sistemi
kullanılmalıdır.
Mikroi¸slemciler-I80X86 ˙I¸slemci Ailesi
Intel X86 Mimarisi ve geli¸simi
MMX Teknolojisi
MMX Teknolojisi
Intel, 1997’nin ba¸slarında Pentium MMX(MultiMedia
eXtension) i¸slemciyi piyasaya s¨
urerek Pentium tasarımına yeni
bir boyut kazandırdı.
Eski pentium i¸slemcilere g¨
ore 1.5 kat daha fazla transfer
i¸ceren ve pentium i¸slemcilerle tamamen uyumlu uyum olan
i¸slemcilerdir.
Pentium MMX i¸slemcilerin 166, 200 ve 233 MHZ hızında
¸calı¸san modelleri vardır.
Mikroi¸slemciler-I80X86 ˙I¸slemci Ailesi
Intel X86 Mimarisi ve geli¸simi
MMX Teknolojisi
MMX Teknolojisi
Bu i¸slemci multimedya (¸coklu ortam yazılımları, oyunlar,
MPEG gibi grafik tabanlı yazılımlar) uygulamaları i¸cin ¨ozel
komutlar i¸cerir. Multi Media Extension’ın kısaltılmı¸sı olan
MMX , Pentium i¸slemcisine 57 adet yeni komutun
eklenmesiyle olu¸smu¸s bir i¸slemcidir. Yani birka¸c komutun
yaptı˘gı bazı i¸slemler tek komutta toplanmı¸stır.
Single Instruction - Multiple Data -SIMD (Tek Komut - C
¸ oklu
Veri) teknolojisinin kullanıldı˘
gı bu i¸slemcilerde tek bir komutun
getirdi˘gi bir c¸ok i¸slem paralel olarak bir arada
yapılabilmektedir.
Mikroi¸slemciler-I80X86 ˙I¸slemci Ailesi
Intel X86 Mimarisi ve geli¸simi
MMX Teknolojisi
MMX Teknolojisi
Bu i¸slemcilerde multimedya i¸cin komut setinin geni¸sletilmesiyle
birlikte L1 ¨onbellek kapasitesi de 32 KB’a yani iki katına
¸cıkartılmı¸stır.
˙I¸slem performansı s¨
oz konusu oldu˘
gunda MMX i¸slemcilerin
verimlili˘gi tartı¸sılmaz MMX i¸slemcilerin hızlı olmasındaki en
b¨
uy¨
uk fakt¨or ¨onbelle˘
gin b¨
uy¨
ukl¨
u˘
gu
¨d¨
ur.
Ayrıca MMX i¸slemcilerde besleme gerilimi 5V veya 3.2V’tan
2.8V’a d¨
u¸su
¨r¨
ulerek i¸slemci ¸cekirde˘
gindeki kayıp performans
d¨
u¸su
¨r¨
uld¨
u.
Bu sayede y¨
uksek saat hızına ra˘
gmen i¸slemci daha az
ısınmaktadır.
Mikroi¸slemciler-I80X86 ˙I¸slemci Ailesi
Intel X86 Mimarisi ve geli¸simi
Pentium II
Pentium II
Pentium II Pentium pro i¸slemcisi ile MMX i¸slemcisinin
birle¸simi ile 1997 de orta ¸cıkarıldı.
MMX teknoloji ile yakaladı˘
gı performansı Pentium Pro ile
birle¸stiren Intel Pentium II i¸slemcileri piyasaya s¨
urd¨
u.
Pentium II i¸slemciler hem yapı olarak hem de fiziki olarak
¨onceki i¸slemcilerden farklılıklar ta¸sımaktadır.
Bu i¸slemcilerin di˘
gerlerinden farkı SEC (single Edge Contact)
adı verilen geni¸sleme yuvalarına (slot) takılan bir i¸slemci
olmalarıdır.
Mikroi¸slemciler-I80X86 ˙I¸slemci Ailesi
Intel X86 Mimarisi ve geli¸simi
Pentium II
Pentium II
˙I¸slemci anakart u
¨zerindeki Slot-1 adı verilen ¨
ozel yuvaya takılır.
Pentium II i¸slemcilerde 32 KB’lık bir L1 ¨
onbellek ve 512
KB’lık L2 ¨onbellek i¸cerir.
¨
Onceki
i¸slemcilerde Soket 7 yi kullanan Intel Pentium II ile
birlikte SEC (Single Edge Contact) adını verdi˘gi ve Slot 1’e
girecek yapıda bir dizayn kullandı.
Pentium II ailesinin ilk modeli 233 MHz hızında u
¨retildi.
Arkasından 266 MHz, 300 MHz ve 333 MHz modelleri geldi.
Intel bu a¸samadan sonra 66 MHz’lik veri yolunun yanında 100
MHz’lik veri yolunu da kullanmaya ba¸sladı ve daha sonra ¸cıkan
i¸slemciler 350 MHz, 400 MHz ve 450 MHz olarak ¸cıktı.
Mikroi¸slemciler-I80X86 ˙I¸slemci Ailesi
Intel X86 Mimarisi ve geli¸simi
Celeron
Celeron
Pentium II i¸slemcinin ucuz s¨
ur¨
um¨
ud¨
ur.
Aralarındaki temel fark 512 L2 ¨
onbelle˘
ginin Pentium Celeron
i¸slemcilerde olmamasıydı.
Fakat L2 ¨onbelle˘ginin olmaması b¨
uy¨
uk performans
d¨
u¸su
¨kl¨
uklerine yol a¸ctı˘
gından sonraki s¨
ur¨
umlerinde 128 KB’lık
bir ¨onbellek konuldu.
Bu serinin ilk ferdi 266 MHz olarak tasarlanmı¸stır.
L2 ¨on belle˘gi olmayan Celeronlar Pentium Pro ile aynı
performansı g¨ostermektedir.
266 MHz i¸slemcinin arkasından yine L2 ¨
onbelle˘gi olmayan
Celeron 300 u
¨retildi.
Mikroi¸slemciler-I80X86 ˙I¸slemci Ailesi
Intel X86 Mimarisi ve geli¸simi
Celeron
Celeron
˙Ilk nesil Celeron i¸slemcilerin fiyatı c¸ok cazip olmasına ra˘gmen
¨onbellek gerektiren uygulamalarda yetersiz kalması bu
i¸slemcilere ilgiyi azalttı.
Bu sırada Intel yine bir atak yaparak 128KB L2 ¨onbelle˘ge
sahip Celeron 300A i¸slemcisini u
¨retti.
Arkasından gelen 333 MHz, 366 MHz, 400 MHz, 433 MHz ve
466 MHz i¸slemciler 128 KB ¨
onbellek gelene˘
gini devam
ettirdiler.
Mikroi¸slemciler-I80X86 ˙I¸slemci Ailesi
Intel X86 Mimarisi ve geli¸simi
Pentium III
Pentium III
Pentium III mikroi¸slemcisi 1999 yılının ba¸sında Intel tarafından
piyasaya sunulmu¸stur.
Pentium III ile gelen ¨
onemli bir yenilik, ”Streaming SIMD
Extensions” kısaca SSE olarak adlandırılan bir yapıdır.
Bu mimari yapı ile, ileri g¨
or¨
unt¨
u i¸sleme, 3D, ses ve video ses
tanıma gibi uygulamalarda kullanılabilecek 70 tane yeni komut
eklenmi¸stir.
Pentium III ayrıca P6 mikromimarisini dinamik y¨
ur¨
utme, ¸coklu
dallanma tahmini, veri akı¸sı analizi ve tahmini y¨
ur¨
utme c¸ok
i¸slemli sistem yolu ve Intel MMX teknolojisini i¸cerir.
Pentium III, PC ve Internet hizmetleri ve a˘
g eri¸sim g¨
uvenli˘gi
i¸cin planlanan yapı bloklarından ilki olan i¸slemci seri numarası
sunar.
Mikroi¸slemciler-I80X86 ˙I¸slemci Ailesi
Intel X86 Mimarisi ve geli¸simi
Pentium III
Pentium III
Bu komutlarla birlikte i¸slemciye eklenmi¸s di˘
ger yapısal bir
de˘gi¸siklik de 8 adet yeni registerdir.
Bu yeni register’lar i¸slemcide yeni SIMD FPU komutları
tarafından kullanılmak u
¨zere yer alıyorlar.
Register’lar 128-bit’lik bir geni¸sli˘
ge sahiptir.
Bu sayede birden ¸cok (d¨
orde kadar) FP ucu bir register’a
y¨
uklenebiliyor ya da SIMD komutları bu register’larda
saklanabiliyor.
Bu ¸sekilde Intel, RISC i¸slemcilere g¨
ore en b¨
uy¨
uk eksiklik olan
register sayısının azlı˘
gını yava¸s yava¸s kapamaya ba¸sladı.
Mikroi¸slemciler-I80X86 ˙I¸slemci Ailesi
Intel X86 Mimarisi ve geli¸simi
Pentium IV
Pentium IV
Bu i¸slemci pek ¸cok yenilik i¸cermektedir.
¨ gin hyperthreading ¨
Orne˘
ozelli˘
gi ile iki i¸slemci gibi
¸calı¸sabilmektedir.
Ayrıca y¨
uksek frekansta ¸calı¸sması, transist¨
or teknolojisinin
geli¸smi¸s olması dolayısı ile d¨
u¸su
¨k g¨
uc¸ t¨
uketimi gibi ¨ozelliklerle
¨onceki i¸slemcilere oranla g¨
uc¨
une g¨
u¸c katmı¸stır.
Figure: Intel Pentium 4 i¸slemcisi
Mikroi¸slemciler-I80X86 ˙I¸slemci Ailesi
Intel X86 Mimarisi ve geli¸simi
Hyperthreading teknolojisi
Hyperthreading teknolojisi
Y¨
uksek kalitede video ile ses, a˘
gır veritabanı uygulamaları
bir¸cok veriyi i¸sleme zorunlulu˘
gu getirmektedir.
Bu kadar c¸ok veriyi i¸slemek i¸cin birden fazla i¸slemci
kullanılabilir. Ancak bu pahalıya mal olur.
Bu tip bir c¸¨oz¨
um yerine, kullanılabilecek daha ucuz
¸c¨oz¨
umlerden biri olan Hyper-Threading (HT) teknolojisi
sayesinde bir i¸slemci birbirinden ba˘
gımsız iki programa ait
veriyi aynı anda i¸sleyebilmektedir.
Hyper Threading teknolojisi i¸cin aynı anda birka¸c yazılımı
¸calı¸stırırken, randımanı artırmaya yarayan bir teknolojidir
denilebilir.
Mikroi¸slemciler-I80X86 ˙I¸slemci Ailesi
Intel X86 Mimarisi ve geli¸simi
Hyperthreading teknolojisi
Hyperthreading teknolojisi
HT teknolojisi, bu teknolojiyi destekleyen i¸slemciye, ¸cipsete,
sistem BIOS’a ve i¸sletim sistemine sahip bilgisayar sistemleri
gerektirir.
¨ gin, Windows 2000 Professional HT’yi desteklemedi˘gi
Orne˘
i¸cin, bu i¸sletim sistemi y¨
ukl¨
u olan bir bilgisayarda HT’nin
getirdi˘gi performanstan yararlanılamaz.
Performans kullandı˘
gınız donanım ve yazılıma ba˘glı olarak
de˘gi¸sir.
Mikroi¸slemciler-I80X86 ˙I¸slemci Ailesi
˙I¸slemci Uretimi
¨
˙I¸slemci Uretimi
¨
Kum
Silikon, yer kabu˘gundaki ikinci (%25) en yaygın kimyasal
elementtir.
Kum ¨ozellikle de kuvars y¨
uksek miktarda silikon (SiO2,
silisyum dioksit) i¸cerdi˘
gi ve silikon’da yarıiletken u
¨retiminde
ana bile¸sen oldu˘gu i¸cin ¸cip u
¨reticilerinin temel maddesidir.
Mikroi¸slemciler-I80X86 ˙I¸slemci Ailesi
˙I¸slemci Uretimi
¨
˙I¸slemci Uretimi
¨
Eritilmi¸s Silikon
Silikon, farklı a¸samalardan ge¸cerek arındırılır ve sonunda
yarıiletken u
¨retiminde kullanılacak kalite seviyesine ula¸sır ki
buna Elektronik Grad Silikon adı verilir.
Elektronik Grad Silikon, milyarlarca silikon ve alyan atomu
i¸cerir.
Resimde arındırılmı¸s silikon eriyi˘
ginden elde edilen k¨
ul¸ceyi
(mono kristal) g¨orebilirsiniz.
Mikroi¸slemciler-I80X86 ˙I¸slemci Ailesi
˙I¸slemci Uretimi
¨
˙I¸slemci Uretimi
¨
Mono Kristal Silikon K¨
ul¸ce
K¨
ul¸ce, Elektronik Grad Silikondan u
¨retilir. Bir K¨
ul¸ce 100
kilogram a˘gırlı˘gında olup, %99.9999999 silikon saflı˘gına
sahiptir.
K¨
ul¸celer, Wafer olarak adlandırılan ayrı disklere kesilirler. Her
bir Wafer’ın kalınlı˘
gı 1mm’dir. Waferlar, ayna parlaklı˘gında,
kusursuz bir y¨
uzeye sahip olana kadar parlatılırlar. Intel, t¨
um
bu s¨
ure¸clerden ge¸cmi¸s u
¨retime hazır waferları u
¨¸cu
¨nc¨
u parti
firmalardan temin eder.
Mikroi¸slemciler-I80X86 ˙I¸slemci Ailesi
˙I¸slemci Uretimi
¨
Fotorezist Uygulaması
Fotorezist Uygulaması
Wafer u
¨zerinden c¸ip elde etme i¸slemi, y¨
uksek hassasiyet
seviyesiyle kontrol edilen y¨
uzlerce adımı i¸cermektedir.
˙ste bu s¨
I¸
urecin en ¨
onemli a¸samalarından biri de farklı
materyaller i¸ceren kalıpların birbiri ardına dizilmesidir.
˙I¸slemci u
¨retimindeki uzun ve karma¸sık s¨
ure¸cte en ¨onemli
a¸samalardan biri de fotorezist uygulamasıdır.
Yukarıdaki resimde Mavi renkle g¨
or¨
ulen fotorezist, ortaya
¸cıktıktan sonra bir sonraki a¸sama i¸cin temizlenir.
Kalan fotorezist, materyalleri iyon implantasyonuna maruz
kalmamaları i¸cin korur.
Mikroi¸slemciler-I80X86 ˙I¸slemci Ailesi
˙I¸slemci Uretimi
¨
˙Iyon ˙Implantasyonu
˙Iyon ˙Implantasyonu
˙I¸slemci zarı elde edilecek wafer, fotolitografi kullanılarak
kalıplara ayrılır.
Wafer, artı veya eksi y¨
ukl¨
u iyonlar i¸ceren ı¸sın bombardımana
tutulur.
˙Iyonlar, kendilerini wafer y¨
uzeyinin altına, se¸cili lokasyonlardaki
silikonun iletken ¨ozelliklerinde de˘
gi¸siklik yapmak u
¨zere
g¨omerler.
Resimde g¨or¨
ulen ye¸sil b¨
olgeler, do˘
gru ¸sekilde uygulanmı¸s aylan
atomlarını g¨ostermekte.
Mikroi¸slemciler-I80X86 ˙I¸slemci Ailesi
˙I¸slemci Uretimi
¨
High-K dielektrik birikimi
High-K dielektrik birikimi
Intel, wafer y¨
uzeyinde, transist¨
or kapısı ve onun kanalı arasındaki
geleneksel yalıtkanlar yerine c¸ok katmanlı dielektrik materyal kullanır. Bu
materyal, bir seferde bir atomik katman uygular. Bu uygulama, elektrik
sızıntılarını azalttı˘
gı gibi enerji verimli i¸slemci u
¨retimini de m¨
umk¨
un
kılmaktadır.
Wafer y¨
uzeyine uygulanan ayrı molek¨
ul katmanlarının her biri, c¸oklu
katman i¸cerir. Orta resimdeki sarı iki katman, bu katmanları temsil
¨ cu
etmektedir. U¸
¨nc¨
u resim ise High-K yalıtkan materyalin t¨
um wafer
y¨
uzeyine uygulanı¸sını g¨
ostermektedir.
High-K yalıtkan materyal, geleneksel silikondioksit katmana g¨
ore
dahakalın olmakla birlikte, performansı maksimize edecek aynı sı˘
gal
o
¨zelliklere sahiptir. Uygulanan yenilik¸ci yalıtkan sayesinde, yapısal
de˘
gi¸sikliklere ra˘
gmen, akım ka¸ca˘
gı azaltılabilimi¸stir.
Mikroi¸slemciler-I80X86 ˙I¸slemci Ailesi
˙I¸slemci Uretimi
¨
Foto litografi
Foto litografi
Wafer, u
¨zerine d¨
ok¨
ulen siyah sıvı ile birlikte d¨
ond¨
ur¨
ul¨
ur ve bu adım, ince fotorezist
katmanının uygulanmasına olanak tanır. Fotorezist, ultra viyole ı¸sı˘
ga ¸cıkartılır. Bu
a¸samada meydana gelen kimyasal reaksiyon, obt¨
urat¨
or butonuna basıldı˘
gı anda
film kamerasında meydana gelen ile olduk¸ca benzerdir.
Ultra Viyole ı¸sı˘
ga ¸cıkartılan fotorezist anından ¸co
¨z¨
ulebilir olacaktır. Stensil benzeri
maskeler kullanılarak tamamlanan a¸cı˘
ga ¸cıkartma i¸sleminde, UV ı¸sık
kullanılmaktadır ¸cu
¨nk¨
u bu sayede maskeler, i¸slemcinin her katmanında yer alan
c¸e¸sitli baskılı devrelerini yaratır.
Orta resimde g¨
or¨
ulen lens, maskenin imajını azaltır ve sonu¸c olarak wafer u
¨zerinde
olu¸san baskı, tipik olarak maskenin kendi kalıbından d¨
ort kat daha k¨
uc¸u
¨k olur.
Intel ara¸stırmacıları, geli¸stirdikleri c¸ok daha k¨
uc¸u
¨k transist¨
orler sayesinde tek bir
pinin ba¸sına 30 milyon transistor yerle¸stirebilmektedirler.
Mikroi¸slemciler-I80X86 ˙I¸slemci Ailesi
˙I¸slemci Uretimi
¨
Etching - Oymabaskı
Etching - Oymabaskı
Yapı¸skan fotorezist, kullanılan ¸c¨
oz¨
uc¨
u ile yok edilir.
Bu adımla birlikte maske tarafından yapılan fotorezist kalıbı
(siyah kısım) ortaya c¸ıkar.
Fotorezist, kimyasallara a¸sınmaması adına High-K dielektri˘gi
koruma g¨orevini u
¨stlenir.
A¸sındırılmı¸s fotorezistin kaldırılmasından sonra istenen ¸sekil
g¨or¨
un¨
ur olur.
Mikroi¸slemciler-I80X86 ˙I¸slemci Ailesi
˙I¸slemci Uretimi
¨
Metal D¨
okme
Metal D¨okme
¨ c delik, Kırmızı renkle
Hazır transist¨
orler artık tamamlanmaya yakındır. U¸
g¨
or¨
ulen yalıtkan katman ile yakılırlar.
Bu u
¨c¸ delik, di˘
ger transit¨
orlerle ileti¸simi sa˘
glamak u
¨zere bakır ya da di˘
ger
metaller ile doldurulurlar.
Elektro-Kaplama a¸samasında waferlar, bakır s¨
ulfat sol¨
usyon i¸cerisine
sokulurlar. Bakır iyonları, elektro-kaplama adı verilen i¸slem ile
transist¨
orlere d¨
ok¨
ul¨
urler.
Bakır iyonları, pozitif terminalden (anot) negatif terminale (katot) do˘
gru
seyahat ederler.
Elektro-Kaplama a¸samasından sonra Bakır iyonları aynı ince bir Bakır
katmanı gibi yerle¸sirler wafer u
¨zerine.
Mikroi¸slemciler-I80X86 ˙I¸slemci Ailesi
˙I¸slemci Uretimi
¨
Metal Katmanlar
Metal Katmanlar
Bu a¸samada o
¨nce artan materyal silinir. C
¸ oklu metal katmanlar, farklı
transist¨
orler arasında ba˘
glantı (kablolar gibi) olu¸stururlar.
Ba˘
glantıların nasıl ger¸cekle¸sece˘
gi ise mimari ve tasarım ekipleri tarafından
tanımlanır.
Bilgisayar c¸ipleri a¸sırı d¨
uz g¨
or¨
un¨
urler, aslında 30’dan fazla katmana sahip
olan i¸slemcilerin b¨
uy¨
ut¨
ulm¨
u¸s g¨
or¨
unt¨
ulerine bakılırsa, devre hatları
arasındaki karı¸sık a˘
g yapısı ve transist¨
orler, futuristik bir¸cok katmanlı
otoban sistemi gibi g¨
or¨
ulebilirler.
Wafer, gerekli s¨
ure¸cler tamamlandıktan sonra t¨
umle¸ske ve test tesislerine
transfer edilirler.
Mikroi¸slemciler-I80X86 ˙I¸slemci Ailesi
˙I¸slemci Uretimi
¨
Wafer Sınıflandırma Testi ve Dilimleme
Wafer Sınıflandırma Testi ve Dilimleme
Hazır waferlar ilk olarak fonksiyonalite testine tabi tutulurlar. Bu
a¸samada, test kalıbı her c¸ip i¸cin tekrarlanır ve c¸ipin tepki s¨
uresi takip
edilerek ”do˘
gru cevap” ile kar¸sıla¸stırılır.
Wafer, dilimleme a¸samasında, ”zar” olarak tanımlanan par¸calara ayrılır.
Intel’in 32nm Core i3 ve Core i5 i¸slemcilerinde, biri CPU di˘
geri de grafik
i¸cin olmak u
¨zere iki zar hazırlanır ve aynı pakette bir araya getirilirler.
Az o
¨nce detaylandırdı˘
gımız u
¨zere test a¸samasında do˘
gru cevabı veren
zarlar bir sonraki a¸samaya ge¸cer, hatalı zarlar ise ayıklanır. Wafer
dilimleme a¸samasından sonra i¸slemcilerde kullanılacak zarlar ortaya c¸ıkmı¸s
olur.
Mikroi¸slemciler-I80X86 ˙I¸slemci Ailesi
˙I¸slemci Uretimi
¨
Paketleme
Paketleme
Wafer dilimlemesinin ardından paketlemeye ge¸cilir ve zar ya da zarlar
(Core i3 ve Core i5 i¸cin) ısı da˘
gıtıcı ile birlikte tamamlanmı¸s i¸slemci
formunu olu¸sturmak i¸cin bir araya getirilirler.
Resimde g¨
or¨
ulen ye¸sil alt tabaka, PC sisteminin kalanıyla kurulacak
ileti¸sim i¸cin gerekli olan elektriksel ve mekanik arabirimi kurar. Resimde
g¨
or¨
ulen g¨
um¨
u¸s ısı da˘
gıtıcı ise, kullanılacak i¸slemci so˘
gutucusu ile teması
sa˘
glar ve c¸alı¸sma esnasında i¸slemciyi serin tutar.
Son resimde ise tamamlanmı¸s bir i¸slemci g¨
or¨
ulmektedir. Mikroi¸slemciler,
d¨
unya u
¨zerinde u
¨retim s¨
ureci en karma¸sık u
¨r¨
unlerdir ve y¨
uzlerce s¨
ure¸cten
ge¸cerler. Tabi t¨
um bunlardan bahsederken, i¸slemcilerin, d¨
unyanın en
temiz ortamında yani mikroi¸slemci tesislerinde u
¨retildi˘
gini de belirtelim.
Mikroi¸slemciler-I80X86 ˙I¸slemci Ailesi
˙I¸slemci Uretimi
¨
Sınıf Testi, Tamamlanmı¸s ˙I¸slemci
Sınıf Testi, Tamamlanmı¸s ˙I¸slemci
Son test a¸samasında, hazırlanan i¸slemciler, anahtar karakterlerini ortaya
c¸ıkartacak (ısıl g¨
uc¸ tasarımı ve en y¨
uksek frekans de˘
gerleri) teste alınırlar
ve elde edilen test sonu¸clarına g¨
ore modellendirme yapılarak aynı
kapasitedeki i¸slemciler aynı ta¸sıma rafına dizilirler.
¨
Uretimi
bitmi¸s ve test s¨
ureci tamamlanmı¸s i¸slemciler, sistem u
¨reticilerine
raflar i¸cerisinde, teknoloji ma˘
gazalarına ise orijinal kutuları i¸cerisinde
g¨
onderilir ve t¨
uketicilerle ilk bulu¸sma ger¸cekle¸smi¸s olur.
Mikroi¸slemciler-I80X86 ˙I¸slemci Ailesi
˙I¸slemci Uretimi
¨
Sınıf Testi, Tamamlanmı¸s ˙I¸slemci
¨
TES
¸ EKKURLER
Author
Document
Category
Uncategorized
Views
1
File Size
773 KB
Tags
1/--pages
Report inappropriate content