Intel 4004 -Tarihteki ilk mikroişlemci

Mikroişlemci bugün bildiğimiz gibi hesaplamada anahtar parça olmuştur, çünkü milyarlarca elektrik devresinin gizlendiği transistör olarak adlandırılan, saniye başına işlem sayısı ile anılan bir sanat eseridir..

Intel 4004 tarihteki ilk mikroişlemciydi

Mikroişlemcinin kökenini keşfetmek için Intel’in tarihteki ilk mikroişlemciyi Intel 4004’ü duyurduğu Kasım 1971’e gitmeliyiz. Bu ilk işlemci, bugün bildiğimiz; saniyede 60.000 işlem gerçekleştirme ve 640 bayta kadar bellek işleme yeteneği gibi inanılmaz özelliklere sahip olan bilişim teknolojisine yol açtı.

Entegre devre aygıtı olarak mikro çip keşif süreci

Mikroçip fikrini 2 farklı kişinin aynı anda bulduğunu sanılıyor. 1958 Jack Kilby, Texas Instrument şirketinde çalışırken mikroçip fikrini bulduğunu biliniyor. Aynı yıl Fairchild Semiconductor şirketinde çalışan Robert Noyce da bütün bir devreyi tek bir çip üzerine yerleştirmeye çalışıyordu. 1961 yılında patent başvurusu yapan Noyce, daha önce başvuru yapan Kilby olduğu için patent alamadı. Yine de şu bir gerçek: mikroçip fikri aynı anda 2 farklı yerde birbirinden habersiz olarak ortaya çıktı.

Federico Faggin, Ted Hoff ve Stanley Mazor tarafından ortak olarak tasarlanan Intel 4004, 740 KHz frekansında çalışan ve talimat döngüsü başına sekiz saat döngüsü sunan 4 bitlik, 16 pimli bir mikroişlemciydi . Bu çip saniyede 92.600 adede kadar komut yürütebiliyordu . Intel 4004, 1968’de Faggin’in  mükemmelleştirdiği ve dünyanın ilk metal oksit işlemi (MOS) olan gelişmiş PMOS (Silikon Kapı Teknolojisi – SGT) teknolojisini kullandı . Bu ilerleme 4004’ün 10 mikronluk bir fonksiyon boyutunda 2.300 transistörü içermesine izin verdi .

Sandy Bridge çipinde her biri sadece 0.032 mikron boyutunda yarım milyar transistör var . İnsan saçı yaklaşık 100 mikron olduğu düşünülürse. Intel 4004’ü gerçekten muhteşem kılan tek bir silikon parçasından yapılmış olması.

Daha sonra, Nisan 1972’de, önceki mikroişlemcinin daha gelişmiş bir versiyonu olan Intel 8008, yeteneklerini geliştirmek için duyuruldu, bu model, selefinin 3500 transistöre ulaşmak için iki transistörün sayısıyla çarpmayı başardı. Bu ikinci işlemci saniyede en az 200.000 işlem yapabiliyordu. Bu çipin büyük yetenekleri, Intel’in birkaç ay içinde on binlerce ünite satmasını sağladı.

Oradan şiddetli bir yarış, daha az veya eşit güç tüketimi ile giderek daha güçlü işlemciler sunulmaya başladı .

Tüm bu sürecin anahtarı, çeşitli değişkenlere bağlı olarak akımı geçirmeyi veya geçmemeyi sağlayan çok özel bir malzeme olan silikon olmuştur. Üretim süreçleri de durmadan ilerliyor ve işlemciler içindeki entegre devreleri daha küçük ve daha küçük hale getiriyor, aynı alana daha büyük bir miktarın entegre olmasını sağlıyor.

Bazı çipler bellek görevi görürken bazı çipler de sadece işlem yapma görevi görürler. Çipler, elektronik devrenin yapacağı işe göre farklı tasarlanırlar.

Mikro çip üretimi şu safhalardan geçilerek yapılmaktadırç

Mikro çipler yapım aşaamaları
  1. Wafer Yapımı: Silindirik dilimlenmiş silikon kristallerine wafer denir. Waferlar daha sonra çip olacaklar
  2. Maskeleme: Waferlar ısıtılır ve ultraviyole ışık ile fotorezist tabakayla sertleştirilir.
  3. Kazıma: Kimyasal bir süreçle fotorezsit sökülür. Böylece n ve p tipi silikonların nereye yerleştirileceğini gösteren bir şablon oluşur.
  4. Katkılama: Kazınan waferlar n ve p tipi silikonlar için gazlarla ısıtılır.
  5. Sınama: Test makinesi her bir çipi kontrol eder. Verimsiz olanlar ayıklanır.
  6. Paketleme: Waferler çipten ayrılır ve yerine plastik bir tabaka takılır.

Aşağıdaki video mikro çip teknolojisinin önemi ve bu konuda dünya ve Türkiye de durum nedir, etraflıca anlatılmaktadır.

Google’den derleme

A.K