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芯片設(shè)計(jì)有多復(fù)雜你們知道嗎?打開芯片看看就知道了
昨天我們了解了芯片是如何設(shè)計(jì)的,也知道了它的完成難度有多高,可但從文字表面我們無(wú)法真正體會(huì)到芯片設(shè)計(jì)的難度,那我們今天就來(lái)看看設(shè)計(jì)好的芯片內(nèi)部是怎樣的,讓我們直觀的了解這項(xiàng)工作的難度。
以iPhone的A11應(yīng)用處理器為例,這枚處理器大小為88mm,和指甲蓋差不多大小,里面放置了43億的晶體管,還要在這有限的空間里將它們連線,再要經(jīng)過(guò)縝密的驗(yàn)證工程,以保證它能正常工作2-3年。
從這就能看出來(lái)芯片項(xiàng)目和其他產(chǎn)品項(xiàng)目不同的地方就在于,芯片項(xiàng)目是人類歷史上最細(xì)微、最宏大的工程,也是最高精尖的制造工藝,研發(fā)投入大,試錯(cuò)成本極高。有人說(shuō)芯片是人類造物的巔峰之作,我是非常認(rèn)可這種說(shuō)法的。
43億個(gè)晶體管是如何裝到88mm的空間的呢?
芯片作為“現(xiàn)代工業(yè)的心臟”,已進(jìn)入納米級(jí),即0.000000001米。這個(gè)數(shù)值單位看起來(lái)只能感嘆它的零很多,沒(méi)有實(shí)際的感覺。那我們想象一下,芯片上的晶體管小到只有幾個(gè)原子或幾個(gè)分子大,或者你想象一下把一片指甲的側(cè)面切成10萬(wàn)條線,每條線就約等同于1納米,而晶體管之間的導(dǎo)線只有頭發(fā)絲的三千萬(wàn)分之一。
對(duì)普通人來(lái)說(shuō),芯片太小看不懂,但如果把芯片放大一億倍,也就是進(jìn)入納米級(jí)的世界,你會(huì)發(fā)現(xiàn)每一顆芯片都是一個(gè)讓人驚嘆的世界。
下面,就是芯片放大一億倍的圖片,讓我們一起來(lái)感受一下科技的魅力!
放大后的芯片,整整齊齊地排列著數(shù)不盡的晶體管,每個(gè)晶體管都被工程師們精心設(shè)計(jì),放置在特定的位置上,那些層次分明、結(jié)構(gòu)立體的晶體管就像一座星羅密布的城池里面縱橫交錯(cuò)的街道,這種感覺太震撼了!
縮小制程不僅隨著科技的發(fā)展我們能做到這個(gè)地步,而且是為了可以在更小的芯片中塞入更多的電晶體,讓芯片不會(huì)因技術(shù)提升而變得更大;其次,可以增加處理器的運(yùn)算效率;再者,減少體積也可以降低耗電量;最后,芯片體積縮小后,更容易塞入行動(dòng)裝置中,滿足未來(lái)輕薄化的要求,芯片的納米制程就是為了同時(shí)滿足這些需求。