Le principe de fonctionnement des microchips
(exclusivearchitecture.com)Principe de fonctionnement des microchips
- Contient une explication détaillée du principe de fonctionnement des microchips.
- Certaines illustrations de cette section ont déjà été publiées dans le magazine 'Popular Mechanics' et sur le blog IA de Google.
Structure interne des microchips
- Intérieur du CPU : les microchips possèdent une structure complexe à plusieurs niveaux.
- Niveau des dispositifs : des composants électroniques individuels constituent le microchip.
- Niveau des circuits : plusieurs composants électroniques sont connectés pour former des circuits complexes.
- Niveau des portes logiques : les portes logiques effectuent les opérations de calcul de base.
- Logique RTL (Resistor-Transistor Logic) : méthode de conception des premiers circuits logiques.
- Logique CMOS : méthode de conception de circuits logiques à faible consommation aujourd'hui largement utilisée.
- Niveau du transfert de registres : composants utilisés pour traiter et transférer les données.
- Multiplexeurs et démultiplexeurs : utilisés pour sélectionner les chemins de données.
- Encodeurs et décodeurs : utilisés pour convertir les données.
- Unité arithmétique et logique (ALU) : exécute les opérations arithmétiques et logiques.
- Latchs : utilisés pour stocker temporairement les données.
- Bascules : utilisées pour stocker les données et maintenir l'état.
- Registres : mémoire rapide utilisée pour stocker les données.
- Système de bus : système de communication qui transmet les données et les instructions.
- Niveau microarchitectural : définit la structure interne du CPU et les flux de données.
- Niveau système : décrit le fonctionnement de l'ensemble du système informatique.
Packaging
- Les microchips sont encapsulés de manière spécifique pour leur protection et leur connexion.
Glossaire
- Contient des explications sur les termes liés aux microchips.
Présentation du site
- Exclusive Architecture est un site personnel et un blog photo gérés par Markus Kohlpaintner.
- Il traite de créativité et de technologies modernes.
- Ce site explique simplement des sujets techniques complexes comme les microchips et fournit des informations utiles aux ingénieurs logiciel débutants.
Avis de GN⁺
- Cet article explique de manière accessible la structure interne complexe des microchips, ce qui aide à susciter l'intérêt pour la technologie et à élargir les connaissances.
- Comprendre chaque niveau d'un microchip est important pour acquérir les bases de l'informatique et de l'électronique.
- Des technologies comme la logique CMOS jouent un rôle important dans les conceptions basse consommation ; les comprendre est donc essentiel pour concevoir des systèmes économes en énergie.
- Le marché compte actuellement divers microprocesseurs et microcontrôleurs, et des entreprises comme ARM, Intel et AMD développent leurs produits en concurrence directe.
- Lors de l'adoption d'une technologie de microchip, il faut prendre en compte les performances, la consommation électrique et les coûts, et il est important de choisir une architecture adaptée à l'application visée.
1 commentaires
Avis sur Hacker News
Le silicium est un matériau presque parfait pour les semi-conducteurs
Son énergie de bande interdite entre la bande de valence et la bande de conduction est faible, si bien qu’une petite énergie électrique suffit à arracher les électrons de valence les plus externes et à le rendre conducteur
Quand on retire l’énergie, les électrons reviennent à leur place et il redevient non conducteur ; et, par chance, le silicium est abondant et bon marché
Le dioxyde de silicium présente une correspondance de réseau presque parfaite avec le silicium, tout en étant un isolant complet
Il est donc très facile de faire croître des structures sur une tranche de silicium polie, car l’oxyde du matériau est précisément la structure isolante nécessaire pour réaliser des jonctions MOSFET, des condensateurs et des chemins conducteurs
J’ai toujours trouvé fascinant que le silicium soit là depuis les débuts de la science des matériaux et qu’il soit encore présent aujourd’hui. Le cuivre aussi
Je ne crois pas que l’univers ait une intention, mais quand je regarde le cuivre, le silicium et les chiens, il m’arrive d’en douter. C’est un peu suspect que notre espèce ait des amis aussi fidèles
Plus la marge de bande interdite est grande, plus on peut les faire fonctionner à haute température
Au début de la loi de Moore, la pureté du silicium est décrite ainsi :
« Silicium de qualité électronique (EG-Si) : pureté de 99,9999999, soit une pureté “neuf neuf”. Un atome d’impureté pour 10 000 000 atomes de silicium »
Mais une pureté de neuf neuf devrait plutôt signifier 10^9, soit 1 impureté pour 1 000 000 000 atomes
C’est le même calcul que dire qu’une impureté pour 100 atomes donne 99 %, soit une pureté “deux neuf”
Je suis la personne qui a créé exclusivearchitecture.com
Les réactions positives font plaisir, et j’ai déjà corrigé l’erreur sur le chiffre de pureté neuf neuf : c’est désormais 1 impureté pour 1 000 000 000 atomes de silicium
J’ai vu que le site était actuellement hors ligne à cause de délais d’expiration, et j’espère que ce sera résolu dès que possible
Même sans être spécialiste, cela ressemble à une bonne ressource pour comprendre les puces sans aller trop loin dans les détails
Cela me rappelle, même si c’est moins direct, le cours classique Nand 2 Tetris : https://www.nand2tetris.org/
Je serais curieux de connaître l’avis de professionnels du secteur
Les explications sur l’ENIAC, le transistor et le circuit intégré dans la page « Vue d’ensemble » sont assez amusantes
L’une des percées fondamentales qui a accéléré la révolution technologique et l’a fait passer de « machines sophistiquées » à quelque chose qui ressemble à de la « magie » a été, en un sens, une bonne gestion des câbles
C’est essentiellement la même raison pour laquelle les circuits imprimés sont supérieurs au wire wrapping : on a remplacé un procédé manuel par un procédé de photolithographie
Ce n’est pas très différent du remplacement de manuscrits copiés à la main par des sorties d’imprimerie
Dans les systèmes électroniques et électromécaniques plus grands, les câbles et les connecteurs, c’est-à-dire les faisceaux, restent un point faible majeur
La majeure partie du contenu est consultable ici : https://archive.is/hYvUp
Je me demande où nous en serions aujourd’hui si une version imprimée de cet article avait été transmise il y a 50 ans à un laboratoire de R&D comme ceux de TI ou Intel
Fait intéressant, Turing Complete suit lui aussi un parcours allant des portes NAND jusqu’au micro-ordinateur
https://store.steampowered.com/app/1444480/Turing_Complete/