ریزتراشه  microchip  چیست؟

ریزتراشه – که تراشه، تراشه کامپیوتری یا مدار مجتمع (IC) نیز نامیده می شود – واحدی از مدار مجتمع است که در مقیاس میکروسکوپی با استفاده از مواد نیمه هادی مانند سیلیکون یا تا حدی ژرمانیوم ساخته می شود. اجزای الکترونیکی، مانند ترانزیستورها و مقاومت ها، به همراه اتصالات پیچیده ای که اجزا را به یکدیگر متصل می کند و جریان سیگنال های الکتریکی را تسهیل می کند، به صورت لایه ای در مواد حک می شوند.

اجزای ریزتراشه آنقدر کوچک هستند که در نانومتر (nm) اندازه گیری می شوند. برخی از قطعات اکنون زیر ۱۰ نانومتر هستند و این امکان را فراهم می کند که میلیاردها مولفه را روی یک تراشه قرار دهید. در سال ۲۰۲۱، IBM یک ریزتراشه مبتنی بر فناوری ۲ نانومتری، کوچکتر از عرض یک رشته DNA انسانی معرفی کرد. نانومتر یک میلیاردم متر یا یک میلیونم میلی متر است. در این مقیاس، می‌توان تا ۵۰ میلیارد ترانزیستور را روی یک ریزتراشه به اندازه یک ناخن جای داد.

ریزتراشه ها microchip چگونه ساخته می شوند؟

تولیدکنندگان ریزتراشه برای چیپ های خود به سیلیکون متکی هستند زیرا فراوان، ارزان و کار کردن با آن آسان است. همچنین، ثابت کرده است که نیمه هادی قابل اعتمادی در دستگاه های مختلف است. با این حال، سیلیکون ممکن است به محدودیت‌های عملی خود برسد زیرا فناوری‌های ریزتراشه کوچک‌تر می‌شوند و اجزای بیشتری در ریزتراشه فشرده می‌شوند تا نیازهای روزافزون برای عملکرد بیشتر و داده‌های بیشتر را برآورده کنند. محققان فعالانه روی راه حل های مختلفی کار می کنند که امیدوارند بتوانند وسایل الکترونیکی را به آینده منتقل کنند.

ریزتراشه ها معمولاً شامل انواع زیر هستند که بسته به نوع و عملکرد ریزتراشه می تواند به میلیون ها یا حتی میلیاردها برسد:

ترانزیستورها ترانزیستورها اجزای فعالی هستند که سیگنال های الکتریکی را در مدار کنترل، تولید یا تقویت می کنند و به عنوان یک کلید یا دروازه عمل می کنند. چندین ترانزیستور را می توان در یک گیت منطقی ترکیب کرد که جریان های ورودی را با هم مقایسه می کند و یک خروجی را مطابق منطق مشخص شده تولید می کند.

مقاومت ها مقاومت ها اجزای غیر فعالی هستند که جریان الکتریکی را محدود یا تنظیم می کنند یا ولتاژ خاصی را برای یک دستگاه فعال فراهم می کنند. مقاومت ها سیگنال های الکتریکی را که بین ترانزیستورها حرکت می کنند کنترل می کنند.

خازن ها خازن ها اجزای غیرفعال هستند که الکتریسیته را به صورت میدان الکترواستاتیک ذخیره می کنند و جریان الکتریکی را آزاد می کنند. خازن ها اغلب همراه با ترانزیستورها در رم پویا (DRAM) برای کمک به حفظ داده های ذخیره شده استفاده می شوند.

دیودها دیودها اجزای تخصصی با دو گره هستند که جریان الکتریکی را فقط در یک جهت هدایت می کنند. یک دیود می تواند جریان جریان الکتریکی را مجاز یا مسدود کند و می تواند برای نقش های مختلف مانند کلیدها، یکسو کننده ها، تنظیم کننده های ولتاژ یا تعدیل کننده های سیگنال استفاده شود.

مدارهای مجتمع بر اساس نسل

ریزتراشه ها – که مدارهای مجتمع نامیده می شوند – با توجه به مجموعه طراحی، اندازه و تعداد قطعات در هر تراشه، چندین نسل از نوآوری ها را تجربه کرده اند.

انواع ریزتراشه ها چیست؟

ریزتراشه ها تمام وسایل الکترونیکی امروزی را هدایت می کنند. اینها نه تنها شامل رایانه‌ها می‌شوند، بلکه تلفن‌های هوشمند، سوئیچ‌های شبکه، لوازم خانگی، قطعات خودرو و هواپیما، تلویزیون‌ها و تقویت‌کننده‌ها، دستگاه‌های اینترنت اشیا و سیستم‌های الکترونیکی بی‌شماری دیگر را نیز شامل می‌شود. ریزتراشه ها به طور کلی در یکی از دو دسته زیر قرار می گیرند:

منطق. این نوع ریزتراشه تمام کارهای سنگین را انجام می دهد، دستورالعمل ها و داده هایی را که به دستگاه و متعاقباً به تراشه موجود در آن دستگاه داده می شود، پردازش می کند. رایج ترین و پرکاربردترین نوع ریزتراشه منطقی واحد پردازش مرکزی (CPU) است. با این حال، این دسته همچنین شامل تراشه های تخصصی تر، مانند واحدهای پردازش گرافیکی (GPU) و پردازنده های شبکه عصبی می شود.

چگونه بفهمیم کامپیوتر از چه نوع کنترلی استفاده می کند

قبل از تعیین کنترلری که دارید، باید تعیین کنید که آیا کنترلر یک کارت توسعه یا روی مادربرد است یا خیر. امروزه با اکثر کامپیوترها، کنترلر روی مادربرد یکپارچه شده است.

کنترلر گرافیک

کنترلر گرافیک یا AGP (پورت گرافیکی شتاب‌دار) روی مادربرد کامپیوتر یکپارچه شده است و آداپتور گرافیک را قادر می‌سازد تا با کامپیوتر کار کند. برای تعیین کنترلر گرافیکی روی مادربرد خود، باید به مستندات مادربرد خود مراجعه کنید. کنترلر گرافیک شما باید ALi، AMD، Intel، NVIDIA، SiS یا VIA باشد.

کاربرانی که از مایکروسافت ویندوز ۹۸، ME، ۲۰۰۰ یا XP استفاده می‌کنند نیز می‌توانند با باز کردن دستگاه‌های سیستم در مدیریت دستگاه و جستجوی یک دستگاه AGP، کنترلگر گرافیکی خود را تعیین کنند. به عنوان مثال، “Intel(R) 82815 processor to AGP controller” و “SiS Accelerated Graphics Port” نمونه هایی از مواردی هستند که Device Manager ممکن است برای کنترلگر گرافیکی شما فهرست کند.

کنترلر ATA/ATAPI یا SCSI

اگرچه بسیاری از رایانه ها دارای یک کنترلر دیسک یکپارچه روی مادربرد هستند، بسیاری از رایانه ها ممکن است از کارت کنترل کننده توسعه نیز استفاده کنند. اگر درایوهای دیسک کامپیوتر شما مستقیماً به مادربرد متصل نیستند، احتمالاً از این کنترلر استفاده می کنید.

کنترلر ATA/ATAPI یا SCSI مادربرد

اگر کنترلر روی مادربرد ادغام شده است، با اسنادی که همراه مادربرد شما ارائه شده است مشورت کنید تا مشخص کنید از چه کنترل کننده ATA/ATAPI استفاده می کند. اگر نسخه چاپی اسناد را ندارید، برای پشتیبانی به وب سایت سازنده مادربرد خود مراجعه کنید.

کارت توسعه ATA/ATAPI یا کنترلر SCSI

اگر کنترلر شما یک کارت توسعه است و اسناد را به اشتباه جا انداخته اید، می توان با بازرسی فیزیکی کارت، سازنده، مدل یا شماره FCC را پیدا کرد.

کنترلر USB

اگرچه بسیاری از رایانه‌ها دارای یک کنترلر USB (گذرگاه سریال جهانی) روی مادربرد هستند، بسیاری از رایانه‌ها ممکن است یک کارت کنترل USB گسترش نیز داشته باشند. اگر کانکتورهای USB شما مستقیماً به مادربرد متصل نیستند، احتمالاً رایانه شما از کارت توسعه استفاده می کند.

کنترلر USB مادربرد

اگر کنترلر USB شما روی مادربرد ادغام شده است، به مستندات مادربرد مراجعه کنید یا از صفحه وب سازنده مادربرد برای راهنمایی کنترلر USB دیدن کنید.

کارت توسعه کنترل USB

اگر کنترل کننده USB شما یک کارت توسعه است، برای اطلاعات بیشتر در مورد کنترل کننده USB خود، به اسناد سازنده مراجعه کنید یا از صفحه وب سازنده بازدید کنید.

توجه داشته باشید

اگر کنترلر USB شما کار می کند و ویندوز دارید، می توانید کنترلر USB را با باز کردن دسته کنترلرهای اتوبوس سریال جهانی در Device Manager تعیین کنید. به عنوان مثال، “کنترل کننده میزبان باز SiS 7001 PCI به USB” نشان می دهد که رایانه ای از چیپست SiS استفاده می کند.

کنترلر (محاسبات) چیست؟

کنترلر، در یک زمینه محاسباتی، یک دستگاه سخت افزاری یا یک برنامه نرم افزاری است که جریان داده ها را بین دو موجودیت مدیریت یا هدایت می کند. در محاسبات، کنترل‌کننده‌ها ممکن است کارت‌ها، ریزتراشه‌ها یا دستگاه‌های سخت‌افزاری جداگانه برای کنترل یک دستگاه جانبی باشند. به طور کلی، یک کنترلر را می توان چیزی یا شخصی در نظر گرفت که بین دو سیستم ارتباط برقرار می کند و ارتباطات بین آنها را مدیریت می کند.

چه کسی از کنترلرها استفاده می کند؟

هر کسی که از یک دستگاه محاسباتی مانند لپ‌تاپ یا تلفن هوشمند استفاده می‌کند، از کنترل‌کننده‌ها برای اتصال به دستگاه‌ها و برنامه‌هایی که برای فعالیت‌های تجاری یا شخصی استفاده می‌شوند، استفاده می‌کند. کنترل‌کننده‌ها قدرت پردازش کامپیوتر را به منابعی که به بهبود بهره‌وری کاربر کمک می‌کنند، گسترش می‌دهند.

تفاوت بین کنترلر و درایور چیست؟

یک کنترلر را به عنوان قطعه ای در نظر بگیرید که با واحد پردازش مرکزی ارتباط برقرار می کند و داده ها را بین CPU و دستگاه تحت کنترل مانند چاپگر یا دیسک درایو به عقب و جلو حرکت می دهد. کنترل‌کننده‌ها معمولاً دارای یک بافر برای ذخیره داده‌هایی هستند که از CPU یا دستگاه تحت کنترل می‌آیند. در مقابل، درایور دستگاه یک برنامه نرم افزاری است که به کنترل کننده نحوه کارکرد را آموزش می دهد. شکل ۱ تفاوت بین یک کنترلر و یک درایور را که روی مادربرد پیاده سازی شده است نشان می دهد.

کارت گرافیک کارت مدار مجتمع در رایانه یا در برخی موارد، مانیتوری که تبدیل دیجیتال به آنالوگ، رم ویدیو و کنترلر ویدیو را فراهم می کند تا داده ها به نمایشگر رایانه ارسال شوند.

کنترلر بازی دستگاه ورودی برای اجرای بازی های ویدیویی

کارت رابط شبکه (NIC) برد مدار کامپیوتر یا کارتی که در رایانه نصب شده است تا بتوان آن را به شبکه متصل کرد.

کارت رابط شبکه گسترده (WIC) NIC تخصصی که دستگاه ها را قادر می سازد به یک شبکه گسترده متصل شوند

کنترلر فلش بخشی از حافظه فلش است که با دستگاه میزبان ارتباط برقرار می کند و فهرست فایل فلش را مدیریت می کند

کنترل کننده تحویل برنامه (ADC) دستگاه شبکه مرکز داده که به مدیریت اتصالات مشتری به برنامه های پیچیده وب و سازمانی کمک می کند.

کنترلر مدیریت پایه (BMC) پردازنده خدمات تخصصی که وضعیت فیزیکی یک کامپیوتر، سرور شبکه یا سایر دستگاه های سخت افزاری را با استفاده از حسگرها نظارت می کند و از طریق یک اتصال مستقل با مدیر سیستم ارتباط برقرار می کند.

Session Border Controller (SBC) دستگاه یا برنامه کاربردی که بر نحوه شروع، انجام و خاتمه تماس‌ها، که جلسات نیز نامیده می‌شوند، در یک شبکه صوتی از طریق IP نظارت می‌کند.

کنترل کننده دامنه اصلی (PDC) نقشی که می تواند به یک سرور اختصاص داده شود تا دسترسی به مجموعه ای از منابع شبکه – مانند برنامه ها، چاپگرها – را برای گروهی از کاربران مدیریت کند.

کنترل کننده دامنه پشتیبان (BDC) نقشی که می تواند به یک سرور اختصاص داده شود تا دسترسی به مجموعه ای از منابع پشتیبان — دستگاه های ذخیره سازی — را برای گروهی از کاربران مدیریت کند.

اهمیت کنترلرها

کنترلرها و درایورها پیوندهای مهمی را بین رایانه و دستگاه ها و برنامه های مورد استفاده فراهم می کنند. در حالی که سیستم عامل عملکردهای رایانه را کنترل می کند، کنترلرها و درایورهای مرتبط با آنها عملکرد سیستم عامل را به ابزارها و منابع تخصصی گسترش می دهند که بهره وری کاربر را افزایش می دهد.

با مزایای کنترل‌کننده‌های تحویل برنامه آشنا شوید و ببینید کنترل‌کننده‌های مرکز داده شبکه تعریف‌شده توسط نرم‌افزار در یک شبکه چه می‌کنند.
در محفظه هارد دیسک (HDD)، کنترل کننده اصلی جزء مهمی است که ارتباط بین هارد دیسک و کامپیوتر را تسهیل می کند. این اساساً پلی است که داده های ارسال شده از طریق گذرگاه داده بومی HDD را به فرمتی تبدیل می کند که توسط یک اتصال خارجی در رایانه قابل استفاده است.

کنترل کننده اصلی برق HDD را تامین می کند و به آن اجازه می دهد با یک یا چند کامپیوتر مجزا ارتباط برقرار کند. این می تواند سیگنالی را بین انواع کانکتورهای مختلف تبدیل کند یا حتی داده ها را از طریق یک کانکتور و سیگنال استاندارد متفاوتی ارسال کند.

در برخی از محفظه‌های HDD، کنترل‌کننده اصلی می‌تواند قابلیت‌های RAID را به رایانه‌هایی که فاقد کنترل‌کننده‌های RAID یا فضای کافی برای درایوهای اضافی هستند اضافه کند. این امر باعث می شود که کنترل کننده اصلی به بخش حیاتی یک محفظه HDD تبدیل شود و از ذخیره سازی و بازیابی کارآمد داده ها اطمینان حاصل کند.

خصوصیات پیشرفته

کنترل کننده اصلی JMS578 با Gen 2i/Gen 2m مشخصات الکتریکی سری ATA II 2.6 و Gen 3 از مشخصات الکتریکی سری ATA III 3.21 مطابقت دارد. همچنین با مشخصات USB 3.0، کلاس ذخیره سازی انبوه USB، مشخصات حمل و نقل فقط انبوه و مشخصات پروتکل SCSI متصل شده USB (UASP) مطابقت دارد. این ویژگی های پیشرفته تضمین می کند که JMS578 عملکرد یکپارچه و کارآمد را ارائه می دهد.

حالت های ذخیره انرژی

یکی از ویژگی های برجسته کنترل کننده اصلی JMS578 پشتیبانی آن از حالت های ذخیره انرژی USB 2.0 و USB 3.0 است. این ویژگی به کنترلر اجازه می دهد تا انرژی کمتری مصرف کند و آن را به گزینه ای کم مصرف برای کاربران تبدیل می کند.

سفارشی سازی و سازگاری

کنترل کننده اصلی JMS578 از ده GPIO برای سفارشی سازی پشتیبانی می کند و PWM1 را با سخت افزار کنترل می کند. همچنین از SPI NVRAM خارجی برای Vendor VID/PID of USB 2.0/USB 3.0 device controller1 پشتیبانی می کند. این امر JMS578   را به یک راه حل انعطاف پذیر و قابل تنظیم برای نیازهای مختلف ذخیره سازی داده تبدیل می کند.

نتیجه

کنترلر اصلی JMS578 یک کنترلر پل قدرتمند و کارآمد است که راه حلی با کارایی بالا برای دستگاه های ذخیره سازی مختلف ارائه می دهد. ویژگی‌های پیشرفته، حالت‌های صرفه‌جویی در مصرف انرژی و گزینه‌های سفارشی‌سازی، آن را به بهترین انتخاب برای کاربرانی تبدیل می‌کند که به دنبال راه‌حل ذخیره‌سازی داده قابل اعتماد و همه‌کاره هستند. امروز قدرت کنترل اصلی JMS578 را تجربه کنید!