Comment fonctionne un microprocesseur?

Caractéristiques

Les microprocesseurs sont devenus l'une des choses les plus influentes de notre réalité quotidienne. Nous les utilisons dans nos ordinateurs, téléviseurs, montres, micro-ondes et pratiquement tous les appareils électroniques. Sa taille microscopique ne reflète pas les milliers de fonctions de cette puce, elle varie de 2 à 3 mm carrés à peut-être 1 pouce d'épaisseur. Le silicone recouvre le matériau de la puce du microprocesseur. Extrêmement mince, le silicone sert de conducteur et d’isolant idéal pour transmettre les courants électriques à travers tous les composants de la puce. Le produit final est un circuit intégré composé de couches de câblage et de transistors intégrés. Grâce à l'utilisation d'une lumière laser, les structures du circuit sont gravées à la surface du silicone grâce à la conception du masque ou du gabarit. Une simple puce peut comporter jusqu'à 3 000 transistors, espacés de 60 nanomètres.

Opération

Un microprocesseur est l'unité centrale de traitement d'un ordinateur. Recevoir, transmettre et coordonner toutes les commandes et tous les processus réalisés dans le système. Les courants électriques, passant par les câbles et les transistors, sont convertis en messages utilisables grâce au langage logique booléen. Basée sur la fréquence du courant "marche / arrêt" traversant les circuits des transistors, cette logique booléenne communique les systèmes de commande à destination et en provenance des dispositifs de réception de l'ordinateur. Le microprocesseur communique entre deux fonctions principales: la logique et le traitement de l’information. Ces processus sont gérés par deux composants au sein de la puce: L'unité arithmétique logique (ALU, en anglais), responsable de toutes les commandes nécessitant une fonction arithmétique ou logique. L'unité de contrôle (CU en anglais), qui gère le traitement des informations de la mémoire de l'ordinateur.

Lignes de bus

Pour ces unités à l'intérieur de la puce, des groupes de câbles appelés "lignes de bus" envoient et reçoivent des informations en provenance et à destination des périphériques du système.

Potentiel

La première puce à microprocesseur a été conçue en 1974. Depuis, les progrès technologiques continuent de réduire les exigences en matière de taille de la puce tout en doublant sa capacité de traitement. Ces progrès continus ont rendu cette unité plus efficace et le coût des matériaux réduit considérablement.

Avenir

La prochaine étape pour les prochains développements réside dans le domaine de la nanotechnologie. Ce domaine travaille dans le domaine moléculaire / subatomique de la science. Son but est de reconstruire le plus fondamental des matériaux - atomes et molécules - à partir de la base. Actuellement, des spécialistes en nanotechnologie s’efforcent de reproduire le modèle de puce à microprocesseur à l’échelle moléculaire. Une fois cette opération terminée, les fonctions de traitement de l’information éclipseront nos compétences actuelles en matière de traitement. On espère que ces développements changeront radicalement la technologie telle que nous la connaissons aujourd'hui.