سی پی یو یا به عبارتی واحد پردازشگر مرکزی در حکم مغز و اداره کننده ی کامپیوتر است و مسئولیت انجام محاسبات ریاضی داخلی کامپیوتر و فرمان دادن به دیگر اجزا را به عهده دارد. تمام کامپیوترها اعم از کامپیوترهای شخصی ، کامپیوترهای دستی و ... دارای ریزپردازنده می باشند. نوع ریزپردازنده استفاده شده در یک کامپیوتر می تواند متفاوت باشد ولی تمام آنها عملیات یکسانی را انجام خواهند داد.
سی پی یو محاسبات داخلی کامپیوتر را به وسیله ی دو عدد 0 و 1 ( صفر و یک ) انجام میدهد. کلیه ی قطعات داخل کامپیوتر برای انجام کارها و محاسبات خود نیازمند این قطعه ی کوچک هستند که این ارتباط را از طریق خطوطی با نامIRQ ( در خواست وقفه ) برقرار میکنند. ساختمان داخلی سی پی یوها نیز متشکل از ترانزیستور های بسیار ریز است که به تعداد بسیار زیاد و دقت بسیار بیشتر در کنار هم قرار داده شده اند. برای مثال یک سی پی یو متعلق به کمپانی اینتل با سرعت 3.4 گیگا هرتز متشکل از 125 میلیون ترانزیستور کنار هم قرار داده شده است که سایز هر کدام از انها 90 نانو متر معادل 0.09 میکرون است! رقمهایی اعجاب انگیر که حاکی از پیچیده و اسیب پذیر بودن ساختار این قطعه دارند.
مراحل ساخت پردازنده
1: ماده اولیه
امروزه همه می دانند که ماده اولیه پردازنده ها همچون دیگر مدارات مجتمع الکترونیکی، سیلیکون است.در واقع سیلیکون همان ماده سازنده شیشه است که از شن استخراج می شود. البته عناصر بسیار دیگری هد در این فرایند به کار برده می شوند و لیکن از نظر درصد وزنی، سهم مجموع این عناصر نسبت به سیلیکون به کار رفته در محصول نهایی بسیار جزئی است.
آلمینیوم یکی از موارد دیگری است که در فرایند تولید پردازنده های مدرن، مس به تدریج جایگزین آلمینیوم می شود. علاوه بر آنکه فلز مس دارای ضریب هدایت الکتریکی بیشتری نسبت به آلمینیوم است،دلیل مهم تری هم برای استفاده از مس در طراحی پردازنده های مدرن امروزی وجود دارد. یکی از بزرگ ترین مسائلی که در طراحی پردازنده ها ی امروزی مطرح است، موضوع نیاز به ساختارهای فیزیکی ظریف تر است. به یاد دارید که اندازه ها در پردازنده های امروزی در حد چند ده نانو متر هستند. پس از آنجایی که با استفاده از فلز مس، می توان اتصالات ظریف تری ایجاد کرد، این فلز جایگزین آلومینوم شده است.
2: آماده سازی
فرایندهای تولید قطعات الکترونیکی از یک جهت با بسیاری از فرایندهای تولید دیگر متفاوت است. در فرایندهای تولید قطعات الکترونیک، درجه خلوص مواد اولیه مورد نیاز در حد بسیار بالایی اهمیت بسیار زیادی دارند.
اهمیت این موضوع در حدی است که از اصطلاح electronic grade برای اشاره به درجه خلوص بسیار بالایی مواد استفاده می شود.
به همین دلیل مرحله مهمی به نام آماده سازی در تمامی فرایندهای تولید قطعات الکترونیک وجود دارد. در این مرحله درجه خلوص موارد اولیه به روش های گوناگون و در مراحل متعدد افزایش داده می شود تا در نهایت به مقدار خلوص مورد نظر برسد. درجه خلوص مواد اولیه مورد نیاز در این صنعت به اندازه ای بالاست که توسط واحدهایی مانند ppm به معنی چند اتم نا خالصی در یک میلیون اتم ماده اولیه،بیان می شوند.
آخرین مرحله خالص سازی ماده سیلیکون،به این صورت انجام می شود که یک بلور خالص سیلیکون درون ظرف سیلیکون مذاب خالص شده قرار داده می شود، تا بلور باز هم خالص تری در این ظرف رشد کند ( همان طور که بلورهای نبات در درون محلول اشباع شده به دور یک ریسمان نازک رشد می کنند ) . در واقع به این ترتیب، ماده سیلیکون مورد نیاز به صورت یک شمش تک کریستالی تهیه می شود ( یعنی تمام یک شمش بیست سانتی متری سیلیکون، یک بلور پیوسته و بدون نقض باید باشد!). این روش در صنعت تولید چیپ به روش cz معروف است. تهیه چنین شمش تک بلوری سیلیکون آن قدر اهمیت دارد که یکی از تحقیقات اخیر اینتل و دیگر شرکت های تولید کننده پردازنده، معطوف تولید شمش های سی سانتی متری سیلیکون تک بلوری بوده است. در حالی که خط تولید شمش های بیست سانتی متری سیلیکون هزینه ای معادل 5/1 میلیارد دلار در بر دارد، شرکت های تولید کننده پردازنده ، برای بدست آوردن خط تولید شمش های تک بلوری سیلیکون سی سانتی متری، 5/3 میلیارد دلار هزینه می کنند. موضوع جالب توجه در این مورد ان است که تغییر اندازه شمش های تک بلوری ، تاکنون سریع تر از یک بار در هر ده سال نبوده است. پس از آنکه یک بلور سیلیکونی غول آسا به شکل یک استوانه تهیه گشت، گام بعدی ورقه ورقه بریدن این بلور است. هر ورقه نازک از این سیلیکون، یک ویفر نامیده می شود که اساس ساختار پردازنده ها را تشکیل می دهد. در واقع تمام مدارات یا ترانزیستورهای لازم،بر روی این ویفر تولید می شوند. هر چه این ورقه ها نازک تر باشند،عمل برش بدون آسیب دیدن ویفر مشل تر خواهد شد.