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芯片是什么(芯片是什么用途)

1、芯片是什么原理

芯片是什么?大家可以看很多的书,前面有很多导论都有介绍芯片的发展,集成电路技术的演进,很多文章也会介绍包括现在成为焦点的光刻机。

在这儿,我只想给软件行业的同事介绍下芯片是如何决定了软件。不会涉及芯片硬件相关的知识。

我们先来点看起来不想干的知识。介绍一位牛人~图灵。相信大家都听说过图灵测试,甚至有的人还听说过图灵完备的概念。图灵其实也算是计算机的奠基人,冯诺依曼结构在我个人看来,算是对图灵的设想的实现。

2、芯片是什么行业

图灵的计算机将一条纸带上的信息作为输入,机器上内置了一些基本程序,通过不断地读取输入,就能在纸片上给出输出结果。简单的说,你在纸片上写上”1+2“,然后机器就会在纸上打印“3”。

大家发现没有?这跟我们现在看到的芯片是不是很相似。不同的是:芯片的输入是通过总线,其实就是几根线(总线)不断地读取输入(指令),然后根据指令内容改变自己本身的状态(寄存器),最后将计算结果(寄存器)通过几根线(总线)输出出来。

总结一下,芯片在软件人员看起来是什么:芯片其实就是实现了很多“基础函数“的集合体,如果我们要用芯片,就要把复杂的动作拆分成芯片能够识别的函数,然后就可以让芯片干活了。这其实就是个分层设计思想:每层只需要实现最简单、够用的接口,剩下的事跟我没关系,是别的模块儿的事。

3、芯片是什么物质组成

芯片IP:芯片IP,用软件的概念来理解,就是把软件能够干的事,直接让硬件干。我就设计一套电路,能够自动的模拟软件完成计算,这就是IP。就好比外国的机械工程师,他们可以纯机械实现一个计算器。芯片就是拿电路开关实现了一个“计算器”。

前面我们说,芯片本质上是电路直接模拟软件完成计算。有一个问题是:现在我们能看到的随便一个复杂的系统,比如Linux,他编译完的二进制镜像内容是很大的,可能有几十个G。这么大的系统,让芯片来模拟可是不行的,复杂度太高。那么芯片应该做到什么程度呢?

自然大家就都能想到的:分层设计啊。我的芯片只做基本功能,剩下的你就调用我芯片的接口就行。这里面引入了软件领域开发常见的一个定律“太复杂你就封一层”。分层设计当然有缺点,如果芯片只做基本功能,那么算法是否高效就取决于码农了,因为芯片只能看到一个个基本接口。这也是为什么现在各种“NPU”芯片热起来的原因,他们要用更为高效、也更为复杂的“基本操作”来帮助码农提升代码性能。回到最开始的一段文字:如果你能将整个神经网络代码全部转换为硬件电路,那你的芯片一定非常快。事实上,这样的芯片已经早就问世了。

4、芯片是什么东西

大家肯定都能想到的一点:加法、减法、乘法啊!天天看了那么多技术书籍,全都是在讲和强调运算的,怎么用补码,怎么用其他运算实现除法。计算机最初发明的目标也是完成复杂的计算,所以运算操作也是必须的。

但是,“但是”来了。基本的运算芯片是可以做了。如果我给你一个芯片,每次的运算结果你都要自己记下来,然后再输入一次才能完成下次运算。比如一个简单场景:

发现没,每一个步骤都需要手工做,这不是把人逼疯了。特别是“优秀的程序员都是懒人”,这也得把懒人逼死了。所以我们得把“人肉”操作替换为芯片的操作,让芯片替我们干活。那么我们该怎么做:

5、芯片是什么专业学的

从上图可以看出,我们还要增加一种指令:数据传送指令,能够从存储器中读取指令和回写结果。

总结:芯片的基本操作有加、减、乘基本运算指令,还有读取指令回写结果的数据传送指令。有这些我们就可以构建最原始的计算机。

数据处理指令:包括算术运算指令、逻辑运算指令、移位指令、比较指令等

6、芯片是什么原理

数据传送指令:包括寄存器之间、寄存器与主存储器之间的传送指令

程序控制指令:包括条件转移指令、无条件转移指令、转子程序指令

状态管理指令:包括诸如实现置存储保护、中断处理等功能的管理指令

7、芯片是什么行业

芯片单纯从软件角度看,就只是一些基本函数的实现。只不过现在使用半导体集成电路实现了而已,你当然可以用机械的方式实现,或者其他任意的方式,只要它能够实现“基本函数”。这也是生化计算机、机械计算机等等能够行得通的原因。

芯片的英文名就是microchip,又被称为微电路、微芯片、集成电路,它其实是半导体元件产品的统称。

芯片的分类有很多,按照不同的处理信号可分为模拟芯片和数字芯片两种。简单来说,模拟芯片利用的是晶体管的放大作用,而数字模拟芯片利用的是晶体的开关作用。

8、芯片是什么物质组成

具体来看,模拟芯片用来产生、放大和处理各种模拟信号,种类细且繁多,包括模数转换芯片(ADC)、放大器芯片、电源管理芯片、PLL等等。模拟芯片设计的难点在于非理想效应过多,需要扎实的基础知识和丰富的经验,比如小信号分析、时域频域分析等等。相比之下,数字芯片则是用来产生、放大和处理各种数字信号,数字芯片一般进行逻辑运算,CPU、内存芯片和DSP芯片都属于数字芯片。数字芯片设计难点在于芯片规模大,工艺要求复杂,因此通常需要多团队共同协同开发。

还有大家非常常见的,按照使用功能来分类,主要有CPU、GPU、FPGA、DSP、ASIC等。CPU是中央处理器,它作为计算机系统的运算和控制核心,是信息处理、程序运行的最终执行单元。

CPU 是对计算机的所有硬件资源(如存储器、输入输出单元) 进行控制调配、执行通用运算的核心硬件单元。GPU即图形处理器,又称显示核心、视觉处理器、显示芯片,是一种专门在个人电脑、工作站、游戏机和一些移动设备(如平板电脑、智能手机等)上做图像和图形相关运算工作的微处理器。

9、芯片是什么东西

FPGA是在PAL、GAL等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的,既解决了定制电路的不足,又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。

FPGA可以无限次编程,延时性比较低,同时拥有流水线并行和数据并行(GPU只有数据并行)、实时性最强、灵活性最高。DSP也就是能够实现数字信号处理技术的芯片,DSP芯片的内部采用程序和数据分开的哈佛结构,具有专门的硬件乘法器,广泛采用流水线操作,提供特殊的DSP指令,可以用来快速的实现各种数字信号处理算法。

ASIC也就是人们常说的专用集成电路,它应特定用户要求和特定电子系统的需要而设计、制造。目前用CPLD(复杂可编程逻辑器件)和FPGA(现场可编程逻辑阵列)来进行ASIC设计是最为流行的方式之一。

10、芯片是什么专业学的

现在的工艺技术已经能达到5nm,下一步就是3nm。通常来说制程工艺越先进,芯片晶体管集成度越高,核心面积越小,成本越低,而性能会更强,不过这个说法是针对单一芯片而言的,如果放到全局来考虑就不一样了。按照不同应用场景来分类,芯片又可以分为民用级(消费级),工业级,汽车级,军工级芯片,它们主要区别还是在工作温范围。

军工级芯片由于要面临复杂的战争环境,其使用的电子器件要足够的耐操,像导弹、卫星、坦克、航母里面的电子元器件,任何一个部分拿出来都是最先进的,领先工业级10年,领先商业级20年左右,最贵最精密度的都在军工级中体现出来,其工作温度在-55℃~+150℃;汽车级芯片工作温度范围-40℃~+125℃;工业级芯片比汽车级档次稍微低一点,价格次之,精密度次之,工作温度范围在-40℃~+85℃;民用/消费级芯片就是市场上交易的那种,电脑、手机,你能看到的基本上都是商用的。

以上就是有关芯片是什么的极全知识介绍,大家对芯片有需求的话欢迎咨询佳丰盛达官网客服~