İşlemci, Yani "CPU" Nedir, CPU Ne İşe Yarar?

Bilgisayarlar için en önemli parçaların başında gelen işlemci "CPU" ile ilgili tüm soruları cevapladığımız yazımızda siz de CPU'nun detaylarını öğrenebilirsiniz. Telefon veya bilgisayar satın almak isteyen kişilerin çoğu ilk olarak işlemcisine bakmaktadır. Günümüz teknolojilerinde oldukça hızlı bir şekilde ilerleyen ve yüksek performansları ile kullanıcıları memnun eden işlemcilerin teknik detayları ile ilgili her şeyi yazımızda bulabilirsiniz.

Peki İşlemci Nedir? Tüm Detaylarıyla

1970 yılından sonra insanların hayatına giren işlemciler milyonlarca transistörün silikon çiplerde birleşmesi ile oluşmaktadır. CPU'nun anlamı "merkezi işlem birimi"dir. İşlemciler aritmetik ve mantıksal işlem yapabilmektedir. Bilgisayarlarda olan verilerin işlenmesini sağlayan işlemciler, yazılım komutlarını gerçekleştirmektedir.

İlk mikroişlemci 1970 yılında Intel'in "4004" modeli ile ortaya çıkmış, ardından da yine Intel 1974 yılında "8080" modelini piyasaya sürmüştür. O günden bu güne işlemcilerde büyük değişimler yaşanmış, çalışma hızları ve tasarımları oldukça gelişmiştir. İşlemciler ilk çıktıkları zamanlar hız birimi olarak HZ, MHZ ve GHZ kullanırken, teknolojilerin gelişmesi ile birlikte GHz kullanmaya başlamışlardır.

İşlemcilerin Çalışma Şekilleri Nasıldır?

İşlemciler, makine dili olarak bilinen ve "0-1"lerin belli bir düzende sıralanması ile çalışmaktadır. 0 ve 1'ler ile gönderilen komutlar, işlemciye elektronik sinyaller göndermekte ve bu sinyaller işlemcide çeşitli matematiksel işlemlere  dönüşmektedir.

İşlemcilerin Üretilme Adımları Nelerdir?

Dünyada en çok bulunan element silikondur. Saf hale getirilen silikon ile 100 kg halinde külçeler oluşturulur. Külçelerden 1 mm kalınlığında parçalar kesilir. Pu parçalara "yonga plakası, wafer" denir. Güzel bir şekilde cilalanan parçalar ışığa dayanıklı katman ile tamamen kaplanır. Ardından bu plakalar yüksek güçlü iyon ışınına maruz bırakılarak iletkenlik özelliklerinin değişmesi sağlanır. Işığa dayanıklı katmanların desenleri birbirlerinden farklıdır. Bu desenlere göre plakada bulunan belirli bölgeler iletken bazılarıysa yalıtkan olmaktadır. İşlem tamamlanınca plakadaki ışığa dayanıklı katman yüzeyden çıkarılır.

İşlemcide oluşabilecek elektrik kaçaklarını önlemek ve işlemciyi daha güçlü bir hale getirmek için plakanın üzerine dielektrik madde ve ışığa duyarlı farklı bir madde tekrar eklenir. Plaka döndürülür ve eklenen maddelerin, plakanın her noktasına yayılması sağlanır. Ardından yüzeye özel bir filtreden geçirilen mor ötesi ışık gönderilir. Filtre ve mercekten geçen ışık, mikroskobik ölçekte ayarlanır. Filtrenin şekline göre ışığa duyarlı madde çözünür. Bu şekilde plakada bir şekil oluşur.

Plakanın mor ötesi ışıktan etkilenmeyen bölümünde gerekli olmayan maddelerin çözülmesi için farklı bir madde kullanılır. Bu aşamada transistörler arasında herhangi bir bağlantı yoktur. Bu sebeple plaka bir yalıtım malzemesi ile tamamen kaplanır ve üzerine üç ayrı delik açılır. Bakır sülfat çözeltisine batırılan tabaka tamamen kaplanır. Ardından yalıtım malzemesinin tekrar ortaya çıkarılması için plaka temizlenir. Böylece plakadaki delikler ortaya çıkar. Böylece transistorların bağlantısını sağlayacak birleşme noktaları oluşmuş olur.

Son adımda ise transistörlerin arasında bağ oluşturulmaktadır. İşlemcilerin karmaşık olan yapısı bu aşamada ortaya çıkmaktadır. İşlemcilerin performansları transistörlerin arasındaki bağ ile alakalıdır. Yeni geliştirilen işlemcilerin transitörleri 30 katmana kadar gitmektedir. CPU'lara mikroskopla bakıldığında iç içe geçmiş bir sürü yol görünmektedir. Bu işlemlerin hepsi tamamlandığında yonga plakaları hazır olmaktadır. Plakalar birer birer ayrılarak bilgisayarlarımızda bulunan işlemciler haline gelmektedir. Özel olarak test edilen işlemcilerin frekansları ve termal özellikleri belirlenir. Üretim aşamasında işlemcilere oldukça dikkat edilmesi gerekmektedir çünkü üretim aşaması işlemci gücüne etki etmektedir. Bu sebeple üretilen tüm işlemcilerin özellikleri aynı olmamaktadır.