哇!芯片!

2023-09-23 09:03芯片工程师
课堂内外(小学版) 2023年3期
关键词:晶体管流水线电子设备

文/陈 航(芯片工程师) 图/马 峰

在你的生活中,不可缺少的一件东西是什么?是随时不离手的电话手表,是能快速获取资讯的智能手机,还是功能强大的平板电脑呢?相信“可可豆”们都有自己的答案。你知道吗,要让它们真正运作起来,都离不开一个重要的东西——芯片!

芯片可谓是“无处不在”,我们随身携带的公交卡,汽车上的导航、倒车雷达,家中的空调、冰箱、洗衣机,还有太空中的各种卫星上,都有它的身影。本期,就让我们一起走进芯片的世界吧!

什么是芯片?

芯片的“祖先”,可以追溯到20 世纪中叶诞生的世界上第一台计算机。这个庞大的计算机只有计算功能,由超过18000个和50万根导线组成复杂的电路,重达30 吨,但计算能力还不如现在的便携式计算器的十分之一。

早期的集成电路板

电子设备复杂的电路组成了一个“数字”的世界。这个世界用“0”和“1”两个数字作为语言,将它们排列组合之后就能表达各种信息。当复杂的外部信息变成数字世界的语言,电子设备就能处理得更加方便、快速和可靠。

那么,数字世界的“交流方式”是什么样的呢?这就要靠电子管或晶体管这类元件了。它们像一个个“微型开关”,开启是“1”,关闭是“0”。无数的“微型开关”按照特定的顺序排列,就能进行复杂的计算,对文字、图像、声音的处理也不在话下。

从集成电路板的制造工艺取得突破开始,芯片的发展速度变得越来越快,一张小小的芯片能够容纳越来越多的晶体管——从20 世纪60年代的不到100 个,到现在的数以亿计。人类进入了一个新的时代,数不清的电子设备因为芯片的发展而诞生。不管是电脑、手机,还是智能家居、机器人,芯片就是它们的核心,凭着强大的运算能力帮助它们实现各种丰富的功能。

各路芯片有绝活

芯片家族亮相

内存:我和闪存两个“存储器兄弟”各有分工。我主要负责临时存储数据,用完就把它们扔掉,就像流水线一样。不过,在这条流水线上能够临时存储多少数据,决定了电子设备能够同时运行多少程序,这也是决定电子设备性能的一大指标。

制造芯片有妙招

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