Sepanjang video ini kita akan melakukan pembedahan komputer desktop menggunakan animasi 3 dimensi. Mirip seperti laboratorium pembedahan di kelas biologi, namun sebaliknya kita akan menelusuri bagian dalam komputer ini dan membongkaknya. Kami akan membongkar setiap bagian perangkat kerasnya. Kami kemudian akan menggunakan mikroskop dan memperbesar untuk memberi Anda pandangan nanoskopik dari transistor dan struktur lain di dalamnya. Untuk membuat video ini, kami membongkar semua perangkat keras di dalam komputer desktop biasa.
Kami menyolder dan melepaskan komponen dari masing-masing papan sirkuit tercetak dan mengambil ribuan gambar. Kemudian dengan menggunakan gambar-gambar ini, kami dengan cermat membuat model 3 dimensi setiap komponen, mulai dari casing komputer hingga resistor terkecil. Hasilnya, inilah semua perangkat keras yang akan kita jelajahi sepanjang video ini.
Ini terlihat seperti TKP di mana seseorang dengan kejam menghancurkan komputer dan mengatur semua komponennya. Tapi mari kita langsung saja. Kita akan memulai perjalanan ini dengan Central Processing Unit atau CPU yang merupakan otak dari komputer. Di bagian atas terdapat penutup yang disebut penyebar panas terpadu, dan di dalamnya terdapat bungkusan logam kecil yang menampung sirkuit terpadu yang secara teknis disebut cetakan. Cetakan ini dipasang pada...
papan sirkuit tercetak yang mendistribusikan 1.200 titik koneksi ke landasan pendaratan yang berinteraksi dengan susunan jaringan pendaratan pada motherboard. Sirkuit terpadu di dalamnya memiliki beberapa bagian berbeda, tetapi mungkin yang paling dikenal adalah 10 inti tempat program dan instruksi dijalankan. Setiap inti cukup rumit, jadi berikut adalah diagram yang menguraikan bagian-bagian fungsional yang berbeda. Ada lusinan elemen yang agak rumit dalam diagram ini, dan Anda dapat menantikan serangkaian video yang sedang kami rencanakan yang akan mengeksplorasi arsitektur komputer dan cara kerja masing-masing bagian ini.
Mari kita perbesar tampilan nanoskopik dari sirkuit terpadu, sehingga kita dapat melihat masing-masing transistor. Transistor ini berukuran sangat kecil, lebarnya hanya beberapa nanometer, dan dalam cetakan ini terdapat sekitar 8 hingga 10 miliar transistor. Di atas transistor terdapat beberapa lapisan kabel logam dengan vias yang menjulang secara vertikal di antara lapisan-lapisan tersebut. Bersama-sama transistor dan kabel ini menciptakan labirin multilayer atau jalan raya yang menghasilkan komputer yang dapat menjalankan miliaran operasi setiap detik. Sekarang mari kita perkecil dan lihat bagian lain dari CPU.
Di sisi masing-masing inti terdapat cache memori L3 bersama dan interkoneksi cincin. Di paling kanan adalah prosesor grafis terintegrasi yang berfungsi sebagai GPU yang kurang bertenaga. Di kiri atas adalah pengontrol memori yang mengirimkan data ke DRAM. Dan terakhir di paling kiri adalah agent system dan platform I.O.
yang berkomunikasi dengan chipset pada motherboard dan mengatur aliran data antara banyak komponen lain di PC Anda. Jadi, dengan mengingat hal itu, mari kita lanjutkan dan melihat motherboard-nya. Motherboard ini adalah papan sirkuit tercetak berukuran besar dengan ribuan kabel di dalamnya, dan berbagai microchip, komponen, soket, port, slot, header, dan konektor yang disolder ke dalamnya. Mungkin satu-satunya komponen yang paling penting dan mahal, selain PCB, adalah chipset, yang merupakan sirkuit terintegrasi yang terdapat di bawah unit pendingin di sini. dan terhubung langsung ke bagian agen sistem di CPU.
Berikut diagram yang menggambarkan bagaimana CPU dan chipset terhubung ke yang lainnya. Seperti yang terlihat di sini, CPU terhubung langsung ke DRAM, satu atau dua layar, GPU, dan mungkin beberapa SSD yang dicolokkan ke slot M.2. Chipset mengatur hampir semua hal lainnya. Data yang mengalir melalui Ethernet atau Wi-Fi, data masuk, dan dari solid state drive dan hard drive yang dicolokkan ke port SATA.
Beberapa slot PCIe, keyboard dan mouse Anda, perangkat USB dan audio dikirim ke speaker atau dari mikrofon. Sekadar catatan singkat, perangkat keras komputer telah berkembang pesat selama 65 tahun terakhir dan terus berkembang, jadi detail yang kami tampilkan harus dianggap sebagai contoh PC masa kini. dan bukan sebagai cara kerja semua komputer.
Mari kita lanjutkan dan lewati banyak soket dan konektor berbeda di seluruh motherboard dan fokus pada modul pengatur tegangan atau VRM yang terdapat di dekat CPU. Komponen-komponen ini digunakan untuk menurunkan tegangan yang berasal dari catu daya menjadi 1,3V yang digunakan oleh CPU. Seluruh daya mengalir melalui komponen-komponen ini dan efisiensinya sebesar 80 hingga 90 persen unit pendingin harus ditempatkan di bagian atas.
Saat kita membahas topik daya, CPU ini mengonsumsi daya yang setara dengan sekitar 16 lampu LED sehingga menghasilkan sejumlah besar panas yang diambil oleh pendingin CPU. Pendingin khusus ini menggunakan pompa untuk mengalirkan cairan. melalui tabung-tabung ini dan masuk ke saluran radiator yang memindahkan panas ke sirip radiator. Kipas kemudian membantu memindahkan panas ke udara dan cairan yang didinginkan kembali ke pompa melalui loop balik. Pompa adalah motor DC brushless yang dibuat dari PCB, chip control dan stator di sisi kering, penghalang di tengah, dan kemudian rotor magnet permanen dan impeller di sisi cair.
Tidak ada sambungan mekanis antara rotor dan stator sehingga mencegah kebocoran cairan pendingin. Mari beralih ke catu daya yang mendistribusikan daya ke seluruh komputer. Di sini trafo utama mengurangi tegangan dan menjembatani.
batas isolasi antara tegangan tinggi sisi primer dan tegangan rendah sisi sekunder yang digunakan di seluruh komputer Anda. Inilah PCB kontrol yang memastikan tegangan keluaran stabil dan mengirimkan sinyal penyesuaian ke Transistor daya switching di sisi primer menggunakan optoisolator. Ada lusinan komponen lain yang digunakan untuk menyaring tegangan masukan dan menghasilkan berbagai tegangan keluaran yang kemudian dikirim ke semua perangkat keras berbeda di komputer Anda.
Misalnya SSD hanya mengonsumsi beberapa watt dan konektornya menggunakan voltase ini. Sedangkan GPU Anda dapat mengonsumsi ratusan watt menggunakan konektor dan voltase ini. Selanjutnya, kita akan mengeksplorasi GPU.
Namun sebelum itu, mari kita mundur selangkah dan mempertimbangkan teknologi yang telah kita bahas sejauh ini. Masing-masing komponen ini sendiri tidak akan berbuat banyak. Namun jika disatukan, komponen-komponen tersebut akan bergabung membentuk suatu sistem yang kuat. Demikian pula, video ini merupakan kombinasi multidisiplin teknik, teknologi, seni, dan animasi yang terinspirasi oleh Bu Sekolah Ajaib. Kami tidak bisa cukup menekankan betapa pentingnya menjadi...
Tampaknya tidak berhubungan ini dapat dilakukan dengan hampir semua dua kursus yang ditawarkan Brilliant. Jangan khawatir Anda tidak akan belajar dari buku teks yang membosankan. Melainkan Brilliant menggunakan modul interaktif untuk membuat pelajaran mereka menghibur dan membantu konsep-konsep tersebut melekat di kepala Anda. Sangat mudah untuk mendaftar. Cobalah beberapa pelajaran secara gratis dan kami yakin Anda akan menyukainya.
Anda dapat mendaftar untuk berlangganan tahunan. Kami secara pribadi sedang mengerjakan pelajaran. dan GPU, yang juga merupakan otak dari komputer.
Sebenarnya analogi ini tidak terlalu berfungsi dengan baik, tapi bagaimanapun juga, membuka kartu grafis, kita melihat PCB line, dengan sirkuit terintegrasi, GPU di tengah, chip VRAM di sekelilingnya, dan modul pengatur tegangan di samping. Di atas isi terdapat heatsink dengan kipas untuk menghilangkan panas, dan di sisi kartu grafis terdapat HDMI dan DisplayPort, antara antarmuka PCIe, dan di sisi lain terdapat konektor daya input. Mari kita fokus pada sirkuit terintegrasi GPU yang mirip dengan CPU, memiliki lebih dari seribu bantalan solder yang menghubungkannya ke PCB. Saat membuka kemasannya, kami menemukan cetakan CPU yang sangat berbeda dari CPU. Di sini terdapat sekitar 11,8 miliar transistor yang disusun menjadi enam klaster pemerosesan grafis dengan Dengan total 28 streaming multiprocessor.
Setiap multiprocessor streaming terdiri dari 128. 8 core, sehingga menghasilkan total 3.584 core. Setiap inti memiliki bagian untuk bilangan bulat dan aritematika floating point, dan bagian untuk mengantri operan dan mengumpulkan hasilnya, dan jauh lebih sempurna. sederhana daripada inti CPU.
Selain itu, pada D terdapat cache memori L2 yang dibagikan di antara semua kluster pemrosesan grafis, satu set pengontrol memori yang terhubung ke FRAM yang terletak di sekitar prosesor, dan antarmuka PCIe untuk menghubungkan ke CPU. Saat kami memperbesar untuk melihat tampilan nanoskopik dari sirkuit terpadu, kami menemukan sesuatu yang sangat mirip dengan apa yang kami lihat di CPU dengan transistor di bagian bawah dan labirin berlapis-lapis kabel logam di atasnya. Semua struktur ini diproduksi di pabrik atau pabrik fabrikasi semikonduktor bernilai miliaran dolar.
Tetapi itu adalah topik untuk video yang berbeda. Jadi mari kita lanjutkan. GPU dan CPU serupa dalam banyak hal, namun GPU memiliki ribuan inti yang terbatas pada aritematika dasar, sedangkan CPU hanya memiliki sedikit inti yang menjalankan operasi yang jauh lebih rumit.
Selain itu, CPU memiliki prediksi cabang dan saluran dalam yang mengoptimalkan eksekusi kode. Berikut adalah contoh singkat tentang apa yang dapat dilakukan GPU. Ambil gambar ini yang masing-masing terdiri dari 16 juta piksel dengan nilai RGB untuk setiap gambar. Cara sederhana untuk mencerahkan gambar adalah dengan menambahkan 20 pada masing-masing angka tersebut. Sebuah CPU memiliki 10 inti, dan dengan demikian melakukan aritematika 10 angka sekaligus sedangkan GPU mendistribusikan data ke ribuan inti sehingga melakukan pemrosesan paralel yang jauh lebih besar.
Mari kita tutup kartu grafis ini dan membahas secara singkat tentang model 3 dimensi. Perhatikan bahwa ini adalah model kartu grafis yang sedikit lebih tua. karena kami membeli sebagian besar perangkat keras kami sebagai komponen yang tidak berfungsi dari eBay dan kemudian kami merobohkannya dengan cara yang agak merusak untuk memodelkan semuanya secara akurat. Selain itu, terkadang komponen yang ditampilkan tidak kompatibel seperti motherboard yang bertuliskan DDR4 sedangkan DRAM-nya adalah DDR5.
Meskipun demikian, memodelkan dan menganimasikan segala sesuatunya agar terasa seperti Anda benar-benar berada di dalam keadaan yang Anda inginkan. Mari kita lanjutkan dan lihat DRAM, Solid State Drive, dan Hard Drive. Kami tidak akan menghabiskan waktu terlalu lama karena kami memiliki seluruh rangkaian video tentang Solid State Drive dan kemudian video terpisah yang mencakup DRAM dan Hard Drive. Namun dengan cepat, CPU berkomunikasi langsung dengan DRAM melalui saluran memori yang berjalan di dalam motherboard. Di dalam masing-masing delapan chip DRAM ini terdapat sirkuit terintegrasi yang terdiri dari 32 bank memori.
Masing-masing lebar 8.992 kolom dan tinggi 65.536 baris. DRAM menyimpan data sementara menggunakan kapasitor dan transistor yang disebut sel memori. 1T1C dalam array 2D yang terlihat seperti ini.
Data dapat diakses dalam waktu nanodetik, namun di antara 8 chip ini hanya 16GB data yang dapat disimpan sementara. Lihatlah video berdurasi 35 menit kami. tentang DRAM, namun untuk saat ini mari beralih ke SSD yang secara permanen menyimpan data dalam array 3 dimensi yang disebut 3 dimensi NAND.
Array ini memiliki tinggi 100 hingga 200 lapisan, lebar 32 hingga 64 ribu kolom, dan kedalaman 3 dimensi 30, 2 hingga 64 ribu baris. Selain itu, dalam satu chip SSD seperti ini, terdapat beberapa array 3 dimensi NAND yang ditumpuk satu di atas yang lain. Hasilnya, sebuah microchip dapat menyimpulkan data yang terkait dengan data yang menyimpan data berukuran terbaik, namun membaca atau menulis data membutuhkan waktu sekitar 50 mikrodetik, yang 3.000 kali lebih lambat dibandingkan di RAM.
Saat memperbesar satu sel memori SSD, kami menemukan jebakan muatan yang menyimpan berbagai tingkat muatan yang memungkinkan 3 bit data disimpan secara lebih permanen. Melihat NVMe dan SATA SSD, keduanya memiliki beberapa chip penyimpanan data 3 dimensi 9D, chip DRAM untuk buffering dan penyimpanan tabel pemetaan, data serta chip pengontrol. Mari kita lanjutkan dan membedah hard disk drive. Di sini kita mempunyai disk yang dipasang pada poros dengan motor yang memutar disk pada ribuan RPM. Kepala baca tulis bergerak melintasi disk untuk mengakses satu track dari...
setengah juta track data lainnya. Mari kita perbesar kepala baca tulis. Kepala tulis mengubah arah domain magnetik lokal di lapisan kecil pada disk, sedangkan kepala baca merasakan perubahan dalam domain magnetik. Disk drive ini bahkan lebih lambat dibanding prosesor di tengah.
Untuk mouse komputer, kami memiliki video khusus terpisah yang mengeksplorasi sensor gambar dan roda gulir dengan detail luar biasa. Selain itu, inilah tampilan bagian dalam keyboard dasar dengan garis plastik yang mengalirkan listrik ke setiap tombol, dan ketika ditekan, tombol tersebut melengkapi sirkuit yang dirasakan oleh prosesor di sini. Kurang lebih seperti itulah tampilan di dalam komputer Anda.
Kami yakin masa depan akan memerlukan penekanan yang kuat.