1. מבוא לצ'יפס
מה זה שבב? שבב הוא מעגל משולב שניתן להשוות למוח של מכשיר אלקטרוני. הרכיבים בשבב יכולים לבצע משימות שונות, כגון עיבוד מידע, אחסון נתונים, ביצוע חישובים ושליטה בפעולות.
למה זה נקרא צ'יפ? "Core" מייצג את הליבה והמרכז, ו"שבב" מייצג חתיכה דקה או שבר. שבב הוא חתיכה דקה העשויה מחומרים מוליכים למחצה, אשר, כחלק הליבה של מערכת המעגל כולה, משלבת מבני מעגלים מרכזיים.
מה השימוש בצ'יפס? שבבים משמשים להיבטים שונים כמו עיבוד נתונים, אחסון, בקרה, תקשורת ותפיסה. מחשבים, טלפונים ניידים, מכוניות ומכשירים אחרים מסתמכים על שבבים לעיבוד נתונים, ביצוע אלגוריתמים והפעלת תוכנות.
למה אומרים שצ'יפס מאוד מורכב? לשבבים יש רמה גבוהה של אינטגרציה, המשלבת מספר רב של רכיבים ומעגלים אלקטרוניים בחלל פיזי קטן, אולי מכיל מיליארדי רכיבים, ויוצרים מבנה מעגלים מורכב.
מדוע ייצור שבבים כל כך קשה? הסיבה שבגללה ייצור שבבים קשה היא משום שהוא דורש תהליכים מדויקים להעברת דפוסי מעגלים ננומטריים אל פני השבב. התהליך והטכנולוגיה מורכבים, והרכיבים והמעגלים משולבים מאוד.
חומרי הייצור של שבבים כוללים חומרים מוליכים למחצה (בעיקר סיליקון), חומרי מתכת (המשמשים בעיקר לחיבור וחיבור מעגלים), וחומרי בידוד (המשמשים בעיקר לבידוד חיבור בין מעגלים).
2. תפקיד הצ'יפס
עיבוד וחישוב נתונים מתייחסים לתהליך של איסוף, מניפולציה, שינוי וניתוח נתונים. מחשבים, טלפונים ניידים, טאבלטים והתקנים אחרים מסתמכים על שבבים לעיבוד נתונים, ביצוע אלגוריתמים והפעלת תוכנות
אחסון נתונים, שבבי הזיכרון שבשבב משמשים לאחסון נתונים ותוכניות, מאפשרים למכשירים לקרוא ולכתוב נתונים, תמיכה באחסון זמני ומתמשך, כגון שמירת קבצים, תמונות, נתוני אודיו ווידאו וכו'.
בקרה וביצוע, המעגלים והרכיבים הלוגיים בשבב יכולים לשלוט ולבצע פעולות שונות, כגון שליטה בפונקציות ההתקן, ביצוע פעולות קלט ופלט, התאמת הגדרות ופרמטרים של המכשיר, ניטור מצב המכשיר וכו'.
תקשורת ורשת, בין אם זה טכנולוגיה אלחוטית (Wi Fi, Bluetooth) או חיבורים קוויים (Ethernet USB）， השבב אחראי לטיפול בפרוטוקולי תקשורת והעברת נתונים, תמיכה בתקשורת, שיחות וחיבורי רשת בין מכשירים.
חישה וזיהוי, שבבים מסוימים משלבים חיישנים כדי לתפוס כמויות פיזיות בסביבה, לזהות טמפרטורה, אור, לחץ, תאוצה ומידע אחר, ומיושמים בניטור סביבתי, ציוד רפואי, בתים חכמים ותחומים נוספים.
גרפיקה ועיבוד תמונה, GPUs תוכננו במיוחד לעיבוד ורינדור גרפיקה ותמונות, ומשחקים תפקיד במשחקים, גרפיקה ממוחשבת, מציאות מדומה, עריכת וידאו ועיבוד תמונה.
בתחומי יישומים ספציפיים, ניתן להתאים ולעצב שבבים גם עבור יישומים ספציפיים, כגון שבבי רכב, קודקים אודיו, מעבדים גרפיים (GPUs), שבבי הצפנה וכו'. שבבים מיוחדים עונים על הצרכים של תחומים ספציפיים.
