Quels appareils électroniques sont actuellement utilisés dans la construction d'ordinateurs ?

Les appareils électroniques actuellement utilisés dans la fabrication d'ordinateurs sont des « circuits intégrés à très grande échelle » ; les circuits intégrés à très grande échelle sont un circuit hérité qui combine un grand nombre de transistors en une seule puce, et il est plus dense que les circuits intégrés à grande échelle. les ordinateurs utilisent des composants clés Il a traversé l'ère des tubes électroniques, l'ère des transistors, l'ère des circuits intégrés, et c'est maintenant l'ère des circuits intégrés à grande et ultra-grande échelle.

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Quels sont les appareils électroniques actuellement utilisés dans la fabrication des ordinateurs ?

Les ordinateurs utilisent des composants clés et ont traversé l'ère des tubes, des transistors et des circuits intégrés. C'est désormais l'ère du grand et du très grand format. circuits intégrés.

Actuellement, on fabrique des ordinateurs. Les appareils électroniques utilisés sont des circuits intégrés à très grande échelle. Le VLSI est un circuit intégré qui combine un grand nombre de transistors en une seule puce. Son niveau d'intégration est supérieur à celui des circuits intégrés à grande échelle. Le nombre de transistors intégrés varie selon les normes. Depuis les années 1970, avec le développement de technologies complexes de semi-conducteurs et de communication, la recherche et le développement de circuits intégrés ont progressivement commencé.

Le microprocesseur de base de contrôle de l'ordinateur est l'exemple le plus typique de circuit intégré à très grande échelle. La conception de circuits intégrés à très grande échelle (conception VLSI), en particulier les circuits intégrés numériques, est généralement réalisée à l'aide de l'automatisation de la conception électronique et est devenue une pierre angulaire de l'ingénierie informatique.

Un circuit intégré qui intègre plus de 100 000 composants ou plus de 10 000 portes OU sur une puce est appelé circuit intégré à très grande échelle. Le VLSI a été développé avec succès à la fin des années 1970 et est principalement utilisé pour fabriquer des mémoires et des microprocesseurs. La mémoire vive de 64 Ko est la première génération de circuits intégrés à très grande échelle, contenant environ 150 000 composants et une largeur de ligne de 3 microns.

Le niveau d'intégration des circuits intégrés à très grande échelle a atteint 6 millions de transistors et la largeur de ligne a atteint 0,3 microns. Les appareils électroniques fabriqués avec des circuits intégrés à très grande échelle sont de petite taille, légers, peu gourmands en énergie et très fiables. Grâce à la technologie VLSI, un sous-système électronique ou même un système électronique entier peut être « intégré » sur une puce pour remplir de multiples fonctions telles que la collecte, le traitement et le stockage d'informations. Par exemple, l'ensemble du circuit du microprocesseur 386 peut être intégré sur une seule puce, avec un niveau d'intégration de 2,5 millions de transistors. Le développement réussi de circuits intégrés à très grande échelle constitue un bond en avant dans la technologie microélectronique, qui favorise grandement le progrès de la technologie électronique, favorisant ainsi le développement de la technologie militaire et de la technologie civile. Le VLSI est devenu un symbole important pour mesurer le niveau de développement scientifique, technologique et industriel d'un pays. C'est également un domaine dans lequel la concurrence est la plus intense entre les principaux pays industriels du monde, en particulier les États-Unis et le Japon.

Connaissances élargies : inconvénients du VLSI

En raison de l'échelle croissante de la technologie et de la complexité croissante des microprocesseurs, les concepteurs de microprocesseurs ont rencontré plusieurs défis.

• 1. Consommation d'énergie et dissipation thermique : à mesure que l'échelle d'intégration des composants augmente, la puissance thermique générée par unité de volume augmente progressivement, cependant, la zone de dissipation thermique de l'appareil reste inchangée, provoquant la dissipation thermique par unité. zone ne répond pas aux exigences. Dans le même temps, la consommation d'énergie statique provoquée par le faible courant inférieur au seuil d'un seul transistor devient de plus en plus importante en raison de l'augmentation substantielle du nombre de transistors. Certaines techniques de conception à faible consommation, telles que la mise à l'échelle dynamique de tension et de fréquence (DVFS), ont été proposées pour réduire la puissance totale dissipée.

• 2. Déviation du processus : étant donné que la technologie de photolithographie est limitée par les lois optiques, un dopage et une gravure de plus haute précision deviendront plus difficiles et le risque d'erreurs augmentera. Les concepteurs doivent effectuer des simulations techniques avant la fabrication des puces.

• 3. Règles de conception plus strictes : En raison de problèmes liés aux processus de photolithographie et de gravure, les règles de conception pour la disposition des circuits intégrés doivent être plus strictes. Les concepteurs doivent toujours tenir compte de ces règles lors de la conception d'une mise en page. Le coût total de la conception personnalisée a atteint un point critique et de nombreuses organisations de conception préfèrent commencer par l'automatisation de la conception électronique pour parvenir à une conception automatisée.

• 4. Convergence de conception : Alors que les fréquences d'horloge dans les applications électroniques numériques ont tendance à augmenter, les concepteurs ont plus de mal à maintenir un faible décalage d'horloge sur l'ensemble de la puce. Cela a suscité un intérêt pour les architectures multicœurs et multiprocesseurs (voir la loi d'Amdahl).

• 5. Coût : À mesure que la taille du grain diminue, la taille de la plaquette devient plus grande et le nombre de grains par unité de surface de la plaquette augmente, de sorte que la complexité du photomasque utilisé dans le processus de fabrication augmente fortement. La technologie moderne des photomasques de haute précision est coûteuse.

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