L.T.P. ST JOSEPH VANNES COURS DE TECHNOLOGIE BAC PROFESSIONNEL SEN
MIC R O -ORDIN A T E U R MULTIMED I A
MICROPROCESSEUR
Le cerveau de l'ordinateur est le processeur, aussi appelé CPU (Central
Processing Unit). Il exécute les instructions des programmes grâce à un jeu
d'instructions, effectue les calculs nécessaires au fonctionnement de
l'ordinateur et traite les données.
Fabrication d'un microprocesseur.
La matière de base pour fabriquer un processeur est un semi-conducteur : le silicium (extrait du
sable). Il est purifié et mis sous forme de galette (appelée Wafer) de très fine épaisseur. A partir de
cette galette de silicium, on réalise une photolithographie :
- On sensibilise le silicium à la lumière grâce à une pellicule « photo-résistive ».
- Les circuits électroniques sont ensuite dessinés et marqués sur le silicium par une
source lumineuse.
- On trempe l'ensemble dans un bain révélateur pour faire apparaître les circuits
électroniques.
- On répète l’opération autant de fois que le nombre de couches du processeur.
- Enfin, le processeur est recouvert d'une protection céramique ou plastique.
- Les microprocesseurs sont ensuite testés un par un et classés en fonction de leur
aptitude à supporter une certaine fréquence de fonctionnement. C’est ainsi qu’on
leurs attribut une fréquence.
Les limitations physiques.
Plus la fréquence des processeurs est élevée, plus il chauffe (par
effet Joule). Or, si le processeur surchauffe, il refusera de
fonctionner. Le dégagement de chaleur important d’un processeur est
donc un obstacle pour son augmentation de fréquence.
Pour remédier à ce problème, on peut utiliser une technologie de
gravure plus fine. Il en résulte une réduction de la surface des circuits
du processeur ; il est ainsi plus facilement refroidi, et il devient
possible d’augmenter sa fréquence. Le fait d’utiliser une technologie de gravure plus fine permet
également de réduire ses coûts de fabrication, et/ou d’y ajouter de nouveaux circuits (il y en a plus de
100 millions sur un Pentium 4 ou un Athlon XP).
Les processeurs sont actuellement gravés avec une technologie de 0,18 ou 0,13 µm, les derniers
processeurs Intel étant gravés en 0,09m.
Le conducteur de courant.
L’aluminium est actuellement utilisé comme conducteur de courant au cœur du silicium des
processeurs, mais, au fur et à mesure que l’on augmente le nombre de transistors, les liaisons qui
leurs servent d’interconnexions sont de plus en plus rapprochées, ce qui accroît la résistance à
l’intérieur des circuits.
Mais, après 15 ans de recherche, les ingénieurs d’IBM ont mis au point son successeur : le
cuivre. Le cuivre offre de nombreux avantages, dont une meilleure conductivité du courant, une
plus faible consommation d’énergie, et une meilleure résistance aux différences de températures.
Intel et AMD utilisent aujourd’hui le cuivre (copper) dans les processeurs les plus récents.