芯片分類

什麼是芯片

芯片：microchip

也就是 集成電路，英語：integrated circuit，縮寫作 IC，或稱微電路（microcircuit）、微芯片（microchip）、晶片/芯片（chip）在電子學中是一種將電路（主要包括半導體設備，也包括被動組件等）小型化的方式，並時常製造在半導體晶圓表面上。（百度百科）

從1949年到1957年，維爾納·雅各比（Werner Jacobi）、傑弗裏·杜默（Jeffrey Dummer）、西德尼·達林頓（Sidney Darlington）、樽井康夫（Yasuo Tarui）都開發了原型。

但現代集成電路是由 傑克·基爾比（Jack Kilby，1923年11月8日－2005年6月20日） 在1958年發明的，2000年，基爾比 因集成電路的發明被授予諾貝爾物理學獎。

發展路徑：

真空管-->晶體管（二極管、晶體管等）-->手工組裝電路-->照相平版技術（印刷）-->集成電路-->

小型-->中型-->大型...極大規模-->GLSI（英文全名爲Giga Scale Integration）

GLSI：邏輯門1,000,001個以上或晶體管10,000,001個以上。

 

摩爾定律（Moore's Law）

其核心內容爲：集成電路上可以容納的晶體管數目在大約每經過18個月到24個月便會增加一倍。

by 戈登·摩爾（Gordon Moore）

提出時間：1965年4月

 

CPU製程進步

在1971年，英特爾發佈了第一款微處理器4004，採用10微米工藝製造，僅有2300個晶體管，頻率爲108 KHz。

1989年，80486是英特爾首個突破100萬個晶體管數量。

在1993年，奔騰（Pentium）處理器橫空出世，第一版的奔騰處理器採用0.8微米（800納米）工藝製造，擁有310萬個晶體管，頻率有60 MHz和66 MHz兩款。

2006年：英特爾在Presler核心的Pentium Extreme Edition 955處理器上首次應用了65納米工藝，達到了 3億7千6百萬個 晶體管。

在2019年，AMD推出了基於Zen 2架構的Ryzen 3000系列處理器，採用臺積電的 7納米工藝製造。

更多請看 參考資料#9。

 

分類1：模擬 vs 數字

• 模擬集成電路
  • 傳感器（transducer/sensor）
  • 電源控制電路
  • 運算放大器（operational amplifier）
• 數字集成電路
  • MPU（Micro Processor Unit）
  • DSP（數字信號處理，Digital Signal Processing）
  • MCU（Mirco Controller Unit）
• 混合信號集成電路
  • 模擬數字轉換器（A/D轉換器，或簡稱ADC）
  • 數字模擬轉換器（D/A轉換器，簡稱DAC）

 

分類2：通用 vs 專用

• 通用芯片
  • 中央處理器（Central Processing Unit，簡稱 CPU）
    
    • MPU
  • 圖形處理器（英語：graphics processing unit，縮寫：GPU）
  • DSP（數字信號處理，Digital Signal Processing）
• 專用芯片
  • FPGA（現場可編程邏輯門陣列，Field Programmable Gate Array）
  • ASIC（供專門應用的集成電路，Application Specific Integrated Circuit）
  • ASSP（專用標準產品，Application Specific Standard Parts）

 

分類3：AI芯片（人工智能芯片）

分類包括：GPU 、FPGA 、ASIC。

別名：AI加速器 或 計算卡。

下面是一些廠商推出的AI芯片：

• APU
  • Accelerated Processing Unit
  • 2011年AMD公司發佈的芯片
• BPU
  • Brain Processing Unit
  • 地平線公司（https://cn.horizon.ai/） 主導的嵌入式處理器架構
  • 自動駕駛
• DPU
  • 數據處理器（英文名【Data Processing Unit】）
  • 面向以數據爲中心的計算的新一代處理器
• NPU
  • 神經網絡處理單元
  • 一種專門針對神經網絡計算的硬件器件
  • 目前最先進的神經網絡計算硬件之一（參考資料#5）
• TPU
  • 張量處理器（英語：tensor processing unit）
  • Google在2016年的Google I/O年會上首次公佈了TPU
  • 第二代：2017年
  • 第三代：2018年
• VPU
  • (Video Processing Unit，視頻處理單元）
  • 一種全新的視頻處理平臺核心引擎
  • 具有硬解碼功能以及減少CPU負荷的能力
  • 由ATI提出，用於區別於傳統GPU
• XPU
  • (⊙o⊙)…

更多 PU，請網絡搜索更多資料

 

分類4：功能

計算	CPU GPU FPGA ASIC SOC AI芯片
連接	2/3/4/5G NB-IOT（窄帶物聯網，Narrow Band Internet of Things） 藍牙 WIFI GPS USB 以太網 HDMI（高清多媒體接口，High Definition Multimedia Interface） 射頻器件/芯片 更多
存儲	DRAM（動態隨機存取存儲器，Dynamic Random Access Memory） SDRAM（同步動態隨機存取內存，synchronous dynamic random-access memory） ROM（只讀存儲器，Read-Only Memory） NAND（Nand-flash存儲器） FLASH（Flash Memory）
感知	傳感器： MEMS（全稱是微型電子機械系統，Micro-ElectroMechanical System） 指紋芯片 CIS（接觸式圖像傳感器，Contact Image Sensor） 麥克風 攝像頭 更多
驅動
電源	電源芯片 DC-AC LDO（低壓差線性穩壓器）
更多

 

注：vs, versus 的縮寫。

 

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特別說明，

1）本文引用了很多博文鏈接，如有侵權，請通知；

2）作者水平非常有限，如有錯漏，非常歡迎不吝指正。

 

本文鏈接：

https://www.cnblogs.com/luo630/p/17478920.html

 

參考資料

1、百度百科：芯片

百度百科：AI芯片

2、知乎：【半導體和芯片系列】芯片分類：通用芯片和專用芯片
by 5G終端漫談
https://zhuanlan.zhihu.com/p/374131234
編輯於 2021-05-21 14:46

3、知乎：芯片的分類
by 迷途的連隊長
https://zhuanlan.zhihu.com/p/395169843
發佈於 2021-08-01 16:06

4、知乎：MPU和MCU的區別
by 其實我是老莫
https://zhuanlan.zhihu.com/p/106860696
發佈於 2020-02-14 18:28

5、知乎：一篇文章帶你通俗易懂的瞭解 NPU
by Answer Ace
https://zhuanlan.zhihu.com/p/613752713
發佈於 2023-03-14 00:30

6、知乎：GPU ,VPU 分別是什麼意思？
by 李清龍
https://zhuanlan.zhihu.com/p/338372228
編輯於 2021-03-13 16:58

7、知乎：一文帶你瞭解CPU,GPU,TPU,DPU,NPU,BPU
知識God
https://zhuanlan.zhihu.com/p/400280516
發佈於 2021-08-16 14:40

8、百度：琳琅滿目的 XPU，到底是什麼？
by 雷峯網leiphone
https://baijiahao.baidu.com/s?id=1716571615390990716
2021-11-16 14:06

9、超能課堂(283)：回顧CPU製程工藝發展
https://post.smzdm.com/p/a4d6337k/
2021-08-14 14:36:06

 

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