О‘zbekistоn respublikаsi аxbоrоt texnоlоgiyаlаri vа kоmmunikаtsiyаlаrini rivоjlаntirish vаzirligi

M U N D А R I J А

KIRISH	........................................................................................................		3
I BОB.	MIKROPROTSESSORLARNI ISHLAB CHIQARISH TEXNOLOGIYALARI…………………………………………		11
	1.1.	Mikroprotsessorlarni ishlab chiqarish………………...	11
	1.2.	Ishlab chiqarishning asosiy bosqichlari………..……...	15
	1.3.	Silikon dioksidni etishtirish va o'tkazuvchi hududlarni yaratish…………………………………………………	16
II BОB.	MIKROPROTSESSORLARNING ISHLAB CHIQARISH XUSUSIYATLARI …………………………………………….		19
	2.1.	Mikprotsessorlarning tayyorlanish jarayoni.………… …	19
	2.2.	Mikroprotsessorlarni ishlab chiqarishda texnologik bosqichlari………………………………………………	26
	2.3.	Murakkab mikroprotsessorni yaratish va fotolitografiya.	30
III BОB.	MIKROPROTSESSORLARGA IONLI VA ELEKTRONLI ISHLOV BERISH ………………………………………………		35
	3.1.	Litografiya …………………………………………...	35
	3.2.	Rezistorlar nominallarini va IMS kondensatorlarini muvofiqlashtirish ……………………………………..	39
	3.3.	Korpuslarni elektron-nurli va mikroplazmali payvandlash bilan germetiklashtirish …………………	40
IV BОB	HАYОT FАОLIYАTI XАFVSIZLIGI……………………..		47
	4.1.	Mеhnаt xаvfsizligining еrgоnоmik аsоslаri…………..	47
	4.2	Mеhnаtni muhоfаzа qilinishini tа’minlаsh……………	48
	4.3	Fаvqulоddа vаziyаt vа ulаrdаn muxоfаzаlаnish……...	58
	XULОSА……………………………………………………..		62
	FОYDАLАNILGАN АDАBIYОTLАR…………………......		63

KIRISH

Zamonaviy mikroprotsessorlar dunyodagi eng tez va eng aqlli chiplardir. Ular bir soniyada 4 milliard operatsiyani amalga oshirishi mumkin. Ular turli xil texnologiyalar yordamida ishlab chiqariladi. XX asrning 90-yillaridan boshlab protsessorlar ommaviy foydalanishga kiritilganida ular rivojlanishning bir necha bosqichlarini boshdan kechirdi.

Oltinchi avlod mikroprotsessorlarining mavjud bo'lgan texnologiyalaridan foydalangan holda mikroprotsessor tuzilmalarning rivojlanish cho’qqisiga 2002-yilda chiqdi.

U silikon barcha asosiy xususiyatlaridan foydalanish ishlab chiqarishda va mantiqiy sxemalarni yaratishda eng kichik yo'qotishlarda katta chastotalarni olish uchun mavjud bo'ldi. Endi kristallarning chastotasining doimiy o'sishiga qaramasdan, yangi protsessorlarning samaradorligi biroz kamayadi.

Mikroprotsessor kichik silikon kristalida hosil bo'lgan integral sxema. Silikon chiplarda qo'llaniladi, chunki u yarimo'tkazgich xususiyatlariga ega: uning elektr o'tkazuvchanligi dielektrlardan kattaroq, ammo metallardan kamroq. Silikon elektr tokining harakatlanishiga to'sqinlik qiluvchi izolyator sifatida ham amalga oshirilishi mumkin, va supero'tkazuvchilar keyin elektr toklari u orqali erkin o'tadi. Yarim o'tkazgichning o'tkazuvchanligi kiritish orqali boshqarilishi mumkin.

Mikroprotsessorda alyuminiy yoki misning eng yaxshi o'tkazgichlari bilan bog'langan va ma'lumotlarni qayta ishlash uchun ishlatiladigan millionlab tranzistorlar mavjud. Shunday qilib ichki shinalar hosil bo'ldi. Natijada Mikroprotsessor matematik va mantiqiy operatsiyalardan boshqa chiplar va butun kompyuterning ishlashini nazorat qilish uchun ko'plab funksiyalarni bajaradi.

Mikroprotsessorning asosiy parametrlaridan biri kristalning ishlash chastotasi bo'lib, u bir vaqtning o'zida operatsiyalar sonini, tizim avtobusining chastotasini, SRAM ichki keshining hajmini aniqlaydi. Kristalning ishlash chastotasida protsessor belgilanadi. Kristalning ishlash chastotasi tranzistorlarning yopiq holatdan ochiq holatga o'tish chastotasi bilan belgilanadi. Tranzistorni almashtirish qobiliyati tezroq chiplar ishlab chiqariladigan silikon plitalar ishlab chiqarish texnologiyasi bilan belgilanadi. Jarayonning o'lchamlari tranzistorning o'lchamlarini (uning qalinligi va uzunligini) aniqlaydi. Misol uchun, 2004 yil boshida kiritilgan 90 nm texnologik jarayondan foydalanganda tranzistorning hajmi 90 nm, uzunligi esa 50 nm.

Barcha zamonaviy protsessorlar tranzistorlaridan foydalanadilar. Yangi texnologik jarayonga o'tish tranzistorlarni ko'proq kommutatsiya chastotasi, kichik oqim oqimlari, kichikroq hajmlari bilan yaratishga imkon beradi. Hajmi kamayishi kristalning maydonini bir vaqtning o'zida kamaytirishga imkon beradi, shuning uchun issiqlik chiqishi va nozik kommutatsiya uchun kamroq kuchlanishni ta'minlaydi, bu esa energiya iste'moli va issiqlik tarqalishini kamaytiradi.

1968-yilda Robert Noys va Gordon Mur tomonidan asos solingan Intel (Integrated Electronics) yarimo'tkazgich texnologiyasining yutuqlaridan silikon kristalida yuqori samarali va murakkab elektron qurilmalarni yaratish uchun foydalanishni maqsad qilib qo'ydi: katta hajmli xotira, protsessor, interfeys bloklari. Kompaniyaning birinchi mahsuloti 1969-da chop etilgan Shotki bipolyar tranzistorlarida xotira chipi bo'lib, dunyodagi birinchi i4004 mikroprotsessorining chiqarilishi, mikrokalkulyatorlarda foydalanish uchun mo'ljallangan, Intel noyabr oyida 1971 - ni e'lon qildi. Bu 4-bit protsessor 2300 p-kanal MOSFETS o'z ichiga olgan, 3,8x2,8mm bir billur maydoni joylashtirilgan, va 108 kHz soat tezligi bilan ishlagan, 4 Kb rom va 512 bayt RAM manzil ta'minlash. Bu Intelning birinchi rivojlanishi edi.

Bugungi kunda Intel Pentium 4 protsessori eng zamonaviy protsessor hisoblanadi. Birinchi Pentium 4 (Willamette kodi nomi) 2000 yilda paydo bo'ldi. Bu hiperkonveyerizatsiya (Hyper pipelining) bilan asosan yangi protsessor bo'lib, ularning har biri qisqartirilgan 20 bosqichlaridan tashkil topgan konveyer bilan. Avvalgi avlod Intel arxitekturasi bilan ishlaydigan protsessorlar bilan ikkilik kod darajasida mos keladi. Intelning bayonotlariga ko'ra, ushbu texnologiyaga asoslangan protsessorlar bir xil texnologik jarayonda P40 oilasiga nisbatan 6 foizga ko'proq chastotaga erishish imkonini beradi. Ushbu CPU Intel NetBurst texnologiyasi asosida ishlab chiqariladi:

Hyperconveyer ishlash texnologiyasi: konveyerning Kengaytirilgan uzunligi protsessorning tarmoqli kengligini oshiradi.

SIMD kengaytmalari to'plami SSE2: 144 resurs talab qiladigan ilovalarning keng doirasini tezlashtiradigan yangi buyruqlar

Buyruqlar tezlashtirilgan ijro mexanizmi: arifmetik mantiq birligi soat tezligida ishlaydi, bu protsessorning soat tezligidan ikki barobar ko'pdir, bu esa saytning ishlashi jihatidan eng muhim ishni tezlashtiradi

128-bit suzuvchi nuqta hisoblash birligi: suzuvchi nuqta operatsiyalarida yuqori ishlash uch o'lchamli ob'ektlarni, o'yin dasturlarini va ilmiy hisob-kitoblarni ko'rish qobiliyatini kengaytiradi

SIMD mexanizmi bilan 128 bitli integer hisoblash birligi: video, nutq, shifrlash, rasm va fotosuratlarni qayta ishlashni tezlashtiradi.

Buyruqlar bajarilishini kuzatish (ijro etuvchi Trace Cache) bilan 1 darajali Kesh xotirasi: buyruqlar keshining samaradorligini sezilarli darajada oshiradi, tez-tez ishlatiladigan dasturiy ta'minot qismlarining maksimal ish faoliyatini ta'minlaydi

Kengaytirilgan dinamik ishlash texnologiyasi: tarmoqlarning takomillashtirilgan prognozi ko'rsatmalar ketma-ketligini optimallashtirish orqali barcha 32-bit ilovalarning ish faoliyatini oshiradi

Haroratni nazorat qilish: harorat rejimi ruxsat etilgan maksimal qiymatdan oshib ketadigan vaqtni aniqlash imkonini beruvchi tizim plitalarini himoya qilish uchun ishlatiladi

Ichki o'z-o'zini sinab ko'rish mexanizmi (BIST): yagona dasturiy ta'minot va katta mantiqiy matritsalar xato nazorat qilish mexanizmi, shuningdek buyruqlar keshini, ma'lumotlar keshini, translyatsiya tamponlarini va Romni sinab ko'rish.

Sinovga kirish porti va IEEE 1149 standarti asosida chegara ko'rish mexanizmi. Pentium 4 protsessorini sinab ko'rish va tizimga standart interfeys orqali ulanish imkonini beradi.

100 (400) MGts tizim avtobuslari (Quad-pumped, QPB) qo'llanilib, 3,2 Gb/s tarmoqli kengligi bilan 133 MGts avtobuslariga qarshi Pentium IIIda 1,06 GB/s tarmoqli kengligi bilan ta'minlanadi. Aslida, qadamlarning soni ortib borishi bilan CPU chastotasi o'sib bormoqda, ammo operatsiyalar uzoqroq davom etadi. Shunday qilib, Willamette, "chuqurlik" chastotasining oshishi bilan, ya'ni operatsiyalar ko'proq bosqichlarda amalga oshirila boshlandi va bitta yo'riqnomani qayta ishlash vaqti ortdi. Shunday qilib, protsessor zaif bo'lib chiqdi, hatto mukammal FSB bilan, uning ishlashi Tualatindan farq qilmadi, lekin narx, shu jumladan, Chipset va RDRAM xotirasi mamnun emas edi va u alohida talabga ega emas edi.

Texnik xususiyatlari: ishlab chiqarish texnologiyasi: 0,18 µm; soat tezligi: 1.3-2 GHz; birinchi darajali Kesh: 8 + 12 Kb; Advanced Transfer Cache texnologiyasi bo'yicha ikkinchi darajali Kesh 256 Kb (to'liq tezlik); protsessor

32-bit; 64-bitli ma'lumotlar avtobusi (400 MGts); Socket-423 va Socket-478 ulagichi; yadrodagi kuchlanish 1.75 B.

"Mainstream" va "performance" segmentidagi narsalarni o'zgartirish uchun Tualatin Celeron ostida qoldi va Intel 0,13 µm texnologiyasi bo'yicha yangi Northwood yadroini joriy qildi. Ular hozirda 3 modifikatsiyalari mavjud: 100 (400), Northwood-B 133 (533) MGts va Northwood-C 200 (800) MGts tizim avtobuslari bilan Northwood-A. Arxitekturadagi yagona farqlar 0.13-mikron ishlab chiqarish texnologiyasi bo'lib, Intelning hozirgi kunga qadar olib kelgan 512 Kb L2 keshiga oshirildi. Asosiy raqib – Barton yadrosidagi Athlon XP protsessori-konveyerda kamroq bosqichlar va shunga mos ravishda kristalning va tizim shinasining ishlash chastotasidan tashqari taxminan bir xil parametrlarga ega. Har ikkala protsessor ham bir xil ishlashga ega.

Shu bilan birga, Intel Value segmentini Willamette-4 ning P128 yadrosiga o'tkazdi. 32 µm texnologik standartlarga muvofiq ishlab chiqarilgan ia-32 arxitekturasining 0.18-bitli superskalar CISC yadrosi ma'lumotlar uchun 8 Kb birinchi darajali Keshga ega va 12 ming mikro operatsiyalar uchun kuzatuv keshiga ega, 20 bosqichda uzun konveyer; tashqi buzilib qolgan 64 bit, 100 MGts chastotasi (400), hisobga olingan ma'lumotlar oqimi (400 MGts chastotasiga teng). Yadroga o'rnatilgan ikkinchi darajali Kesh, original Willamette 256 Kb hajmiga ega edi, ammo Celeron 128 Kb ga qisqartirildi. 1.7-2,4 GHz soat tezligi bilan ishlab chiqariladi. Ishlash Morgan va Applebred yadrosida AMD Duron'dan past.

2003-da, Intel Northwood yadrosining yangi xususiyatini e'lon qildi-Hyper-Threading texnologiyasi dastur kodini bir nechta iplar ("iplar") uchun sun'iy ravishda parallelizatsiya qilish imkonini beradi va ayni paytda ularni bitta kristalda ikkinchi protsessor mavjudligini taqlid qiladi. Bunday holda, barcha ishlamaydigan CPU birliklari ishlatiladi, bu esa CPU bloklarini eng samarali tarzda yuklab olish imkonini beradi.

Northwood yadrosidagi so'nggi Pentium 4 ish stoli 3,40 gigagertsli soat tezligi va 512 Kbayt L2 keshiga ega bo'lgan model edi.2. 2004-yil fevral oyida Intel Pentium 4 uchun yangi Prescott yadroini e'lon qildi, 0,09 mikron texnologiyasi yordamida ikkinchi darajali Kesh 1 Mb. Yangi yadro asosida 2,80 Ghzdan 3,40 GGtsgacha bo'lgan chastotalar bilan ishlaydigan protsessorlar ishlab chiqariladi. 800, 2,80, 3 va 3,20 gigagertsli 3,40 MGts avtobus modellari Northwood yadrosidagi bir xil chastota va avtobus modellari ularni farqlash uchun indeksi bor. 2004 ning uchinchi choragida Pentium 4 3,80 gigagersli soat tezligi bilan chiqariladi va yil oxiriga kelib 4 GGs da ramziy chegarani egallashni kutish mumkin.

Bundan tashqari, yangilik 64-bit AMD ko'rsatmalariga mos kelmaydigan va hech bo'lmaganda hozirgacha qulflanmagan 64-bitli ko'rsatmalarni qo'llab-quvvatlashi kerak. Yangi protsessor lagrande ma'lumotlarini apparat shifrlash texnologiyasini taqdim etadi, ammo dasturiy ta'minot keyinchalik paydo bo'ladi. Yangi kristall 112 mm2 maydoniga ega va 125 million tranzistorni o'z ichiga oladi. Buning sababi o'zgargan va yangi CPU termal rejimi FMB 1.5 spetsifikatsiyasi. Termopaket endi o'z qatorlarini kengaytirdi: eski model 103 vatt issiqlik tarqalishiga ega bo'ladi. Shuning uchun mavjud tizim kartalarining ko'pchiligi bilan muvofiqligi bilan bog'liq muammolar mavjud. Barcha protsessorlar socket 478 ulagichiga ega bo'lsa-da, lekin energiya iste'moli ortishi tufayli tez orada 775 oyoqli Socket 775 bilan almashtiriladi.

Shu bilan bir qatorda, Intel 64-bit server protsessorlarida ishlatiladigan EPIC texnologiyasini ishlab chiqmoqda. Zamonaviy Intel Itanium 2 protsessorlari ishlab chiqarilgan ushbu texnologiya kompilyator tomonidan protsessorga yuborilgan buyruqlar to'liq parallelizmini nazarda tutadi. Bunday arxitektura IA-64 deb ataladi.

Biroq, IA-32 an'anaviy arxitekturasi hali to'liq tugamagan, shuning uchun uning mavjudligi 2006 yilgacha bo'lishi kerak. 2005 yil haqida gapirish juda erta, chunki yaqinlik hamma narsani tezlashtirmoqda va Mur qonuni hali ham amal qiladi. Garchi, asosan, chastotaning o'sishi va keshning o'sishi endi ishlashning to'g'ri o'sishini keltirib chiqarmasa-da, kompaniyalar texnologiyaga pul tikishga qaror qilishdi. Tranzistorlar oqimining keskin oshishi tufayli issiqlik tarqalishining o'sishini saqlab turish chastotasining o'sishi yanada mumkin emas. Mikroarxitekturani abadiylikka takomillashtirish mumkin emas va bu erda hech qanday ma'no yo'q ekan, turli texnologiyalar va imkoniyatlarni chiplarga integratsiyalashning kelajagi aniq. Shunday qilib, server sektoridagi Intel ko'p yadroli va ish stoli segmentida ko'p ishlov berishga tayanadi. Hamma joyda targ'ib texnologiyasi ishlab chiqarish SOI (Silicon-on-Insulator) va taklif kengaytirish mikroarxitekturasi uchun 64 bit, shuningdek, Hyper Transport avtobus.