İşlemciler hakkında..

[veliusta]

Arkadaşlar İşlemcilerin nm' si küçüldükçe neden daha az elektrik harcarıyorlar ?
Üstelik daha az ısınıyor ve daha performanslı çalışıyor.

Bunun tam tersi olması gerekmiyor mu?


Birde İşlemcilerin içinde 1-2 milyon tane transistör olduğu söyleniyor. Nasıl oluyorda bunların bir tanesi bile bozulmuyor?

[Mr_YAMYAM]

Büyük bir transistörmu yoksa küçük bir transistör mü daha fazla akım kapasitesine sahiptir
Böyük transistörler mi daha fazla ısınır yoksa küçükler mi

Bunun tam tersi olması gerekmiyor mu?

Bilmem acaba tersi mi?

Birde İşlemcilerin içinde 1-2 milyon tane transistör olduğu söyleniyor. Nasıl oluyorda bunların bir tanesi bile bozulmuyor?

Kimbilir belki de bozuluyordur.
Ama hepsinin ortak ve homojen bir yapıda çalıştıkları dikkate alınırsa, bir işlemci içerisindeki bir ya da birkaç transistör pek bozulmaz. Ya hep beraber büyük bölümü gider, ya da otururlar efendice

[veliusta]

Küçük transistör daha fazla ısınır çünkü direnci yüksektir.

[Mr_YAMYAM]

Benim şimdiye kadar gördüğüm hiçbir küçük transistör ısınmıyor. Bir ara BC237 ler için bir soğutucu satılıyordu. Transistörüm ısınırsa kullanırım diye almıştım, ama bir türlü ısınamayınca soğutucu ortalıktan yok oldu.

[Mr.Java]

Kafanı böyle şeylerle meşgul etme.Proje seç ve ona yoğunlaş.Bu bilgiler sana hiç katkı sağlamaz.

[muhittin_kaplan]

How to Make a Microprocessor

[MC_Skywalker]

Masa üsüt CPU lardan bahsedersek;

AMD Phenom™ II x6 1055T Black Editon işlemci 45nm tekneolojisi ile üretimiş ve 1.125-1.40V  aralığında 125W güç tüketimi var.  enerji tüketimini V.I formülü  nekadar çok olduğunu anlatıryor.

[speak48]

transistör küçüldükçe direncide küçülür.

trasnsistörde küçülen şey kanalın uzunluğudur.
bir diren malzemesinin boyu kısalırsa değeri düşer.

[z]

(Yorum)

Mos küçüldükçe evet kanal boyu küçülür ama kanal genişliği de küçülür. Dolayısı ile sadece kanal boyundaki düşüşe bakarak direnç küçülür diyemeyiz.

Kanal alanını ve boyunu dikkate aldığımızda küçülme kesitte karesel olarak kendini gösterir dolayısı ile L/S oranı büyür. Bu da direncin artması demektir.

Fakat olayı omik direnç olarak değil de kapasitif etki olarak ele almak lazım.

nm küçülmesi (kanal genişliği) aynı alana daha çok mos yerleştirme ve daha küçük kapasiteli mos elde etmek arayışından kaynaklanıyor.

Kanal genişliği küçüldükçe kapasiteler küçülüyor ve daha yüksek frekanslarda çalışma şansımız doğuyor. Üstelik voltaj da düşürülüyor.

P=(1/2) * C * (V^2) * F gözönüne alınırsa C ve V küçülürse P de azalıyor. P yi artıran F. (Fakat V deki karesel artış F den daha kritik)

Dolayısı ile küçük nm lerde MOS başına kayıp daha az oluyor.

[speak48]

transistörün genişliği tasarımcıya bağlıdır istediği gibi ayarlar.
tasarımcının sabit olarak seçtiği kanal uzunluğudur.
analog değilde
işlemciler için konuşursak genilişliğide ihtiyaçlar doğrultusunda sabit olarak seçecektir.
nasıl seçtiğini bilemediğimizden sadece kanal uzunluğuna göre yorum yaparsak küçülür dedim.
http://www.stanford.edu/class/ee311/NOTES/Ohmic_Contacts.pdf

[berat23]

Kafanı böyle şeylerle meşgul etme.Proje seç ve ona yoğunlaş.Bu bilgiler sana hiç katkı sağlamaz.

tam tersi gerçek mühendislik, bilgi budur.Esas katkıyı da bu temel bilgiler sağlar.

[z]

transistörün genişliği tasarımcıya bağlıdır istediği gibi ayarlar.
tasarımcının sabit olarak seçtiği kanal uzunluğudur.
analog değilde
işlemciler için konuşursak genilişliğide ihtiyaçlar doğrultusunda sabit olarak seçecektir.
nasıl seçtiğini bilemediğimizden sadece kanal uzunluğuna göre yorum yaparsak küçülür dedim....

Yarıiletkenlerden fazla anlamam.  Tasarımcı sabit olarak kanal genişliğini seçer. Zaten 45nm, 90 nm gibi ölçüler "boy" değil "en"dir.
Kanal boyu yarıiletkenin hızından ziyade MOS'un dayanım voltajını belirler. Tabiki hızı da etkiler ama asıl faktör dayanım voltajıdır. (Gene yorum tabiki..)

Bu arada şöyle bir not buldum.

"It is also expected that smaller transistors switch faster. For example, one approach to size reduction is a scaling of the MOSFET that requires all device dimensions to reduce proportionally. The main device dimensions are the channel length, channel width, and oxide thickness. When they are scaled down by equal factors, the transistor channel resistance does not change, while gate capacitance is cut by that factor. Hence, the RC delay of the transistor scales with a similar factor."

http://en.wikipedia.org/wiki/MOSFET

Aşağıdaki çizimle ilgili olarak;



Kanal genişliği ile kanal uzunluğu ikilemi yaşamaya başladım. Bugüne kadar kanal genişliği ile B yi, kanal uzunluğu ile de A yı anlıyordum.

Düşük nm den amaç B yi düşürmek diye biliyorum.

Bu konuyu açıklığa kavuşturabilirmiyiz?

[z]

Bulduğum notun doğruluğundan da şüphe etmeye başladım.

İletken kare prizma düşünün.

Karenin kenarı A, prizmanın uzunluğu da L olsun.

Öziletkenlik basitlik açısından 1 olsun. Bu durumda bu malzemenin direnci R=L/S=L/(A*A) olur.

Şimdi bu kare prizma metali k oranında küçültelim.

A ve L, K oranında küçülecektir.

K<1 için bağıntımızı yeniden yazarsak

Bu durumda R=L*K / (A*K*A*K)=L/(A*A*K) olur.

Yani direncimiz 1/K oranında artar.

Bu durumda Wiki'den bulduğum açıklama nasıl doğru olur?

[Mr_YAMYAM]

 

Bulduğum notun doğruluğundan da şüphe etmeye başladım.

Teknik olarak anlatmaya çalışayım da kavga çıkmasın
Öncelikle bilelim ki transistörlerde (yarı iletkenlerde) omik direnç söz konusu edilmez.
Bir yarı iletkenin belli geçirgenliği vardır ve bu geçirgenlik vana'ya (temel transistörlerde beyz) uygulanan gerilim ve akım ile ilgilidir. Literatürde bu olay transistörün kazancı (BETA) olarak anlatılmıştır.

Temel olarak NPN tipi transistörleri bildiğimiz varsayıyorum ve örnek veriyorum.
[IMG]http://i.imgur.com/g9laz2t.png[/img]
Büyük kesimli bir transistör üzerinden daha fazla akım akıtılabilmektedir, neden? Çünkü barındırdığı silisyum kesim büyük olduğu için daha fazla elektron akışına müsaade edecektir. (Temel kural iletkenlerin ebatları ve taşıdıkları akım)
Aynı doğrultuda bu transistörden max. akımı akıtabilmek için beyz noktasına belli bir akım miktarı uygulamalıyız. Saturasyon. (Bakınız transistörlerdeki akım kazancı)
Bu akım kazancı ve kapasitesi, aynı zamanda JUNCTION denilen birleşme noktasının, kesim şekli, inceliği, uzunluğu gibi faktörler ile belirlenmektedir. Bu faktör transistörün hızına da etki etmektedir.
(Bakınız yüksek frekans transistörleri)
Peki işlemcilerde ne kadar akım kazancı gereksinimi vardır?
Teorik olarak bir işlemci içerisinde bulunan transitörler bir çeşit anahtar olarak çalıştığı için akım kazancından söz edilmez. Ancak beyz için verilen akım ile, çıkıştan sağlanan akımların birbirlerini takip edebilmesi istenir. Doğal olarak beyz için verilen akım miktarı (Elektron miktarı) aynen kollektör veya emitterden akıtılarak bir diğer transistörü tetiklemek amacıyla beyzine uygulanır.
Böylece işlemci için, bir MATRIX içerisinde birbirlerini dürten tetikleyen binlerce transistör olarak düşünebiliriz.
Küçük bir transistörün tetiklenmesi için 1uA akım gereksinimi var ise büyük transistör için haliyle daha fazla akım gereksinimi olacaktır. 1000x1000 lik bir matris hayal ettiğimizde, her bir transistör için öngörülen tetikleme akımlarını topladığımızda, bir işlemcinin gereksinim duyduğu gücü hesaplamış oluruz.
Günümüzde TDP (Top Digital Processing) olarak verilmiş olan bu değer bu değeri göstermektedir. Yani işlemci içerisindeki tüm transistörler aktif iken toplamda gereksinim duyulan gücü anlatmaktadır.

[z]

BJT nereden çıktı şimdi? Kanal genişliği vs ile BJT nin ne alakası var?