芯片”这个词大家都不陌生,自从美国制裁中兴、打压华为开始,芯片这个词逐步进入大众视野,然而对于一些非科技相关领域的人来说,芯片到底是什么?有什么作用?对于我们来说多么重要等,可能还不是很清楚,那么今天让我们一起来学习下芯片的作用,扒一扒芯片它到底是什么?今天我们主要讲3个方面。

一、什么是芯片

现在,可以说我们每天都在跟芯片打交道,芯片已经深深根植在我们的生活之中,但是我们一般是看不到芯片的,我们看到的是整机、是以芯片为核心的产品,比如手机、电视、收音机、汽车、电子琴等,这些电子产品的运行,都离不开芯片,所有的命令、动作都是最终通过芯片来执行的。

芯片是一个集成度很高的集成电路。集成电路 (integrated circuit)是一种微型电子器件或部件。现代企业,采用先进的工艺,把一个个晶体管、二极管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起,制作在一块半导体晶片或介质基片上,然后封装在一个管壳内,就成为一块块具有很强计算、处理能力的芯片。

“晶体管”是芯片中最小、最底层的器件,晶体管尺寸越小,同等面积下能塞入更多晶体管,这意味芯片的集成度越高,进而成本越低,而性能越好。不同的芯片有不同的集成规模,从几十、几百到几亿等,以5nm(纳米)为例,5nm芯片每平方毫米所集成的晶体管数量约1.7亿个,这是相当恐怖的,有密集综合症的人,看到都可能会晕,跟7nm芯片相比,集成度提高了80%、节能30%、性能提升15%。所以你的手机,CPU越好,玩游戏越流畅,而待机时间越长了。华为mate 40系列,其处理器旗舰芯片Kirin 9000,集成153亿个5nm晶体管。

二、芯片有什么作用

并不是只有CPU才叫芯片,一个电脑、手机中,有很多芯片,分别担负各自的作用,比如有拍照芯片、指纹识别芯片、图像处理芯片GPU等,只是最核心的是CPU而已。用一个也许不太恰当的比喻,芯片就像是人的大脑,它是人所有感觉、行动、指挥的中枢,电脑里的CPU、手机的处理器,其功能都跟大脑一样。

芯片的作用主要是完成各种指令运算、处理等任务。比如开机、关机、拍照、拨号等,都是通过指令发送给芯片的。我们现在所用的电子设备,都是通过指令来完成相应的动作的。

三、芯片的工作原理

晶体管有两种状态:开、关,分别用0、1表示。请记住0、1这两个数字,非常非常重要,这个在后面我们会讲到,这是现代科技的基础,在电子的世界里,只有0和1两个数字,我们现在所见到的很多应用、功能,都是通过0和1来完成的。

在芯片里,也只认识0和1,把不同的0和1排列组合在一起,就形成了一条条的指令,表示不同的功能。比如001表示开机,芯片收到001指令后,则开机,再如111表示拍照,你所拍的漂亮的照片,都是它帮你实现的。

芯片里有很多指令,根据指令长度的不同,形成“指令集”,比如X86指令集、EM64T指令集、AVX指令集等。到现在,你应该能明白了,芯片是通过一条条指令,来完成不同的动作的。

结语:芯片是现代科技的基础,2022年8月10日,美国总统拜登正式签署了《芯片与科学法案》。吸引芯片企业入美的同时,打压我芯片行业发展,妄图继续卡我们的脖子。我们的芯片行业到底何去何从、路在何方?让我们一起来关注,你的期待不会太远。