Šta je to čip?

U računarskom svetu, čip predstavlja malo parčence poluprovodničkog materijala koje sadrži električno kolo sastavljeno od 100, 1000 ili čak i milion međusobno povezanih tranzistora i drugih mikroelektronskih komponenti, kao što su otpornici i kondenzatori.

Čipovi, poznati još i kao integrisana kola ili mikročipovi, predstavljaju osnovne gradivne jedinice kompjutera, a razmere im dostižu od par milimetara do pet santimetara na svakoj strani.

Dva najvažnija tipa čipova koje koriste današnji kompjuteri su: centralna procesorska jedinica (CPU), koja predstavlja osnovu svih digitalnih elektronskih uređaja, a služi za obradu informacija; i memorijski čipovi, koji skladište informacije i mogu biti različitih kapaciteta.

Pravljenje kompjuterskih čipova započinje sečenjem ultra čistih kristala silicijuma na tanke pločice, koje se zatim oblažu svetlosno-osetljivom prevlakom. Pločice poluprovodnog silicijuma zatim podležu dejstvu intenzivne ultraljubičaste svetlosti kako bi se iscrtale putanje komponenti kola koje će biti ugrađene na njemu. Na osnovu iscrtanih putanji, čip se izlaže dejstvu mlazova elektrona, gasova i jona kako bi se na njegovoj površini formirali tranzistori. U narednom procesu obrade, tranzistori se povezuju pomoću tankih žičica metala i izolatora.

Usled stalnih poboljšanja u procesu proizvodnje čipova, broj tranzistora na čipu, kao i brzina prenosa signala kroz elektronske komponente mikrokola, u stalnom su porastu, dok je cena proizvodnje bilo kog tipa čipa u stalnom padu.

Ipak, uprkos Murovom zakonu koji nam kaže da se kao posledica ugrađivanja sve manjih tranzistora u čipove, brzina procesovanja podataka od strane čipova udvostručuje na svakih 18 meseci, dimenzije tranzistora ipak ne mogu biti manje od nekoliko atoma, pa se smatra da će brzina procesovanja poluprovodničkih čipova pri savremenim dostupnim tehnološkim mogućnostima dostići uskoro (do 2020. godine) svoju maksimalnu vrednost.

Procesor modernog računara.

Naime, jedan procesor brzine 1 GHz izvrši milijardu ciklusa u sekundi, odnosno za jedan ciklus mu je potrebna jedna nanosekunda. Svetlost za jednu nanosekundu pređe put od oko 30 cm, pa stoga dimenzije ovako brzog čipa moraju biti manje od 30 cm, a najoptimalnije je da budu oko 3 cm. Međutim, ukoliko zamislimo čip čija bi frekvenciju procesiranja iznosila oko 100 GHz, tada bi jedan procesorski ciklus trajao 0,01 nanosekundu, svetlost za to vreme pređe 3 mm, a pravljenje čipa koji bi posedovao dimenzije reda veličina oko 0,3 mm je isuviše mali prostor da bi se na njemu upakovali sve njegove elektronske komponente.

Najmanje elektronske komponente koje se nalaze u današnjim čipovima su dimenzija od po samo 32 nanometra, a smatra se da će tranzistori uskoro dostići veličine od samo 5 nanometara, nakon čega će u cilju daljeg povećavanja brzine procesovanja, tranzistori morati da se grade atom po atom.

Da bi ste shvatili koliko je ovo maleno, elektronska komponenta čipa rađenom u 5 nanometara tehnici je četiri puta manja od virusa prehlade.