Matryca CCD to światłoczuły układ półprzewodnikowy stosowany w aparatach fotograficznych, kamerach oraz urządzeniach naukowych. Jej zadaniem jest przekształcenie światła padającego na powierzchnię sensora w sygnał elektryczny, który następnie może zostać zapisany jako obraz cyfrowy.

Mechanizm działania w pigułce:

• Ekspozycja: Fotony światła padające na matrycę uderzają w fotodiody, co dzięki zjawisku fotoelektrycznemu powoduje wybicie elektronów.
• Gromadzenie: Każdy piksel gromadzi ładunek proporcjonalny do intensywności padającego na niego światła.
• Odczyt: Po zakończeniu naświetlania matryca nie przesyła danych z każdego piksela osobno. Zamiast tego ładunki są przesuwane rzędami w stronę krawędzi matrycy, gdzie trafiają do jednego wzmacniacza i przetwornika analogowo-cyfrowego (ADC).

Co oznacza skrót CCD?

Skrót CCD pochodzi od angielskiego określenia Charge-Coupled Device, które można przetłumaczyć jako „urządzenie ze sprzężeniem ładunkowym”. Nazwa odnosi się bezpośrednio do zasady działania układu - generowany pod wpływem światła ładunek elektryczny jest przekazywany pomiędzy kolejnymi elementami matrycy aż do wyjścia sygnału. Technologia ta została opracowana w latach 70. XX wieku i przez długi czas była standardem w cyfrowej rejestracji obrazu.

Która matryca jest lepsza CCD czy CMOS?

Porównanie CCD i CMOS zależy od kontekstu zastosowania, ponieważ obie technologie mają inne mocne strony. Matryce CCD przez lata były cenione za bardzo wysoką jakość obrazu, niski poziom szumów oraz dobrą czułość na światło. Dzięki temu znalazły zastosowanie w fotografii profesjonalnej, astronomii czy mikroskopii.

Z kolei matryce CMOS są dziś znacznie popularniejsze. Wynika to z ich niższego kosztu produkcji, mniejszego zużycia energii oraz szybszego odczytu danych. To właśnie dlatego dominują w smartfonach, kamerach i nowoczesnych aparatach cyfrowych. Dla przeciętnego użytkownika smartfonów i bezlusterkowców lepsza jest matryca CMOS ze względu na szybkość, niski pobór energii i zaawansowane funkcje wideo. Matryce CCD pozostają liderem w specjalistycznych niszach, takich jak astronomia czy mikroskopia naukowa.

Co to jest CCD w procesorze?

Współcześnie termin CCD zyskał drugie, zupełnie inne znaczenie w świecie informatyki, co często bywa mylone z fotografią. W architekturze nowoczesnych procesorów (szczególnie marki AMD w architekturze Zen), CCD oznacza Core Complex Die.

• Chiplety: Jest to fizyczny moduł (krzemowa płytka) wewnątrz obudowy procesora, który zawiera rdzenie obliczeniowe.
• Struktura: Jeden moduł CCD może zawierać np. 8 rdzeni. W procesorach o dużej mocy obliczeniowej montuje się dwa bloki CCD, łącząc je za pomocą specjalnej magistrali danych (Infinity Fabric).
• Rola: To „serce” procesora odpowiedzialne za obliczenia, oddzielone od kontrolera pamięci i wejść/wyjść (I/O Die).