為什麼計算機晶元上的電晶體數量發展得如此之快？

人為的快速發展，還是科技“活”了，他們全力向前奔跑？

人類的最終發展是科學技術取代人類，當科技的智慧達不到人類的智慧時，人類的智慧刺激著科技的智慧“活下去”。

英特爾目前最大的單晶元處理器Xeon E7已經發布

V2,22nm製程，10核20執行緒，25MB三級快取，電晶體大小26億，順便說一句，NVIDIA的旗艦GTX Titan的電晶體規模為71億。

據百明新誠統計，台式機級處理器（不是手機SoC）一般都是918億個以上的電晶體，電晶體是處理器的基礎，可以說在相同架構的情況下，電晶體越多，處理器效能就越強（功耗和發熱會更大）。

比如處理器從微觀角度完成乙個操作，電晶體就是工程師，人越多，完成速度越快（這只是乙個簡單的比喻，因為要想更快地完成這個大工程，就需要各方面的好工具，工程人員也要手腳整齊。

另外，施工方案要可靠，架構要好，工程人員要有好的降壓和休息措施，散熱要好等等，等等），反正電晶體越多越好。

首先，您需要了解分立電晶體的結構型別。 分立電晶體實際上是內部的乙個小半導體晶圓，然後微焊接一根導線，最後拉出一根殼線，電晶體的實際部分是乙個非常小的半導體晶圓。

同樣，電子晶元的核心也是半導體晶圓，通過半導體刻蝕工藝在晶圓上產生無數個電晶體單元，然後通過微點焊金線將每個引腳電路引向晶元封裝的引腳，然後封裝。 如今，很多CPU或顯示卡都是指某種奈米製程，這裡其實指的是刻蝕精度，精度越高，整合度越高。

簡單來說，CPU就像乙個儲存開關的大工廠，每個電晶體都是乙個開關，當它關閉時，它意味著0，當它開啟時，它意味著1，電晶體越多，開關越多，處理同樣的問題時要採取的線路就越多。 這就像你上初中物理時曾經擁有的併聯電路，道路越多，線條就越多。 同樣，CPU 擁有的電晶體越多，流經單位時間的電流分支就越多，這反映在巨集觀層面，即 CPU 上可以同時處理的資料越多，機器的速度就越快。

更現實的生活，更多的人更強大。

就像工作的人越多，效率就越高一樣，我不知道這個比喻是否合適。

它是用光刻機雕刻在一小塊矽片上的。

在石牆上雕刻壁畫，你知道，這幾乎是原則。 只不過，這是微觀世界，複雜的電子電路被雕刻出來，最後封裝起來。

20億個電晶體是如何整合在乙個微型晶元上的，它們是如何工作的？ 讓我們來研究一下。

首先，CPU在13年內可以整合20億個電晶體，當然，作為第一款處理器CPU晶元還包含各種其他器件，如電晶體、二極體、閘流體、MOSFFET、IGBT等，這些都是CPU內部的整合晶元，CPU的安裝無疑是一層一層焊接的，使用非常高的機器將奈米級電晶體進行建築安裝， CPU的核心也是半導體晶圓，通過半導體刻蝕工藝，在晶圓上產生大量的電晶體單元，然後通過微點焊絲將每個引腳電路引出到晶元封裝的引腳上，最後封裝，每一步都非常精確，這些過程都是機械完成的。

電晶體是微型電子開關，它們是CPU的構建塊，你可以把電晶體想象成乙個電燈開關，它們有乙個操作位，代表兩種狀態：ON和OFF。 這個開關相當於電晶體的連線和斷開，這兩個狀態對應二進位中的基本狀態“0”和“1”！

這樣，計算機就具有處理資訊的能力。

幾乎所有計算機都包含一些 ROM（可以建立一台不包含 RAM 的簡單計算機 - 許多微控制器通過在處理器晶元本身中放置一些 RAM 位元組來做到這一點 - 但通常不可能建立乙個不包含 ROM 的計算機）。 在 PC 上，ROM 稱為 BIOS（基本輸入輸出系統）。 當微處理器啟動時，它開始執行它在 BIOS 中找到的指令。

BIOS 指令執行一些操作，例如測試計算機中的硬體，然後轉到硬碟以獲取引導扇區（有關詳細資訊，請參閱硬碟的工作原理）。 這個引導扇區是另乙個小程式，它在從磁碟讀取 BIOS 後將其儲存在 RAM 中。 然後，微處理器開始從RAM執行引導扇區的指令。

引導扇區程式將告訴微處理器將其他東西從硬碟驅動器中移除到 RAM 中，然後微處理器執行。

內部控制的原理確實很複雜，很繁瑣。 部分乙個微處理器是 Intel 4004，它於 1971 年推出。 4004不是很厲害，它能做的只有加減法，一次只能做4位數

第乙個被製成家用計算機的微處理器是英特爾 8080，這是一款完整的單晶元 8 位計算機，於 1974 年推出。

資料寬度是 ALU 的寬度。 8 位 ALU 可以加、減、乘等。 兩個 8 位數字，而 32 位 ALU 可以操作 32 位數字。

乙個 8 位 ALU 必須執行 4 條指令才能新增兩個 32 位數字，而乙個 32 位 ALU 可以在一條指令中執行。 在許多情況下，外部資料匯流排的寬度與 ALU 的寬度相同，但情況並非總是如此。 8088 具有 16 位 ALU 和 8 位匯流排，而 Pentium 一次獲取 64 位資料，用於 32 位 ALU。

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IPS 代表“每秒數百萬條指令”，是衡量 CPU 效能的粗略指標。 電晶體的數量與MIPS之間存在密切關係。 例如，8088 時鐘頻率為 5 MHz，但僅以 MIPS 執行（大約每 15 個時鐘週期一條指令）。

現代處理器通常可以以每個時鐘週期兩條指令的速率執行。 這種改進與晶元上的電晶體數量直接相關。

微處理器的三個基本工作原理如下： 以下是簡單微處理器的元件：暫存器 A、B 和 C 只是由觸發器製成的鎖存器。

位址鎖存器類似於暫存器 A、B 和 C程式計數器是乙個鎖存器，在被告知這樣做時可以增加 1，並在被告知這樣做時重置為零。

ALU 邏輯單元可以像 8 位加法器一樣簡單，它可以對 8 位值進行加、減、乘和除。 位址和資料匯流排，以及 RD 和 WR 線路。 這些匯流排和線路連線到RAM或ROM。

在我們的示例微處理器中，有乙個 8 位寬的位址匯流排和乙個 8 位寬的資料匯流排。 這意味著微處理器可以定址 （2 8） 256 位元組的記憶體，並且一次可以讀取或寫入 8 位記憶體。 假設這個簡單的微處理器有 128 位元組的 ROM，從位址 0 開始，有 128 位元組的 RAM，從位址 128 開始。

ROM 代表 只讀儲存器。 ROM晶元被程式設計為具有一組永久的預設位元組。 該位址被傳送到匯流排，告訴ROM晶元哪個位元組到達並放置在資料匯流排上。

當 RD 線路改變狀態時，ROM 晶元會在資料匯流排上呈現選定的位元組。

上述CPU內部有數十億個電晶體，這些電晶體由CPU內部的差分電路組成。

高。 ，新增到 CPU 處理器或處理單元。 因為整個計算枇杷系統由輸入、輸出、運算器、儲存器和控制器五部分組成。

目標。 對此，CPU是將計算機五大部件的“運算器”和“控制器”整合到乙個晶元中的裝置，因此也可以稱為“雲”。

計算控制器”。 它的功能是實現算術和邏輯。

操作，並將操作指令轉換為相應的直通操作。

控制和操作訊號，控制和協調計算機。

電路系統的所有部分和所有外部裝置，都被壓制。

按照一定的程式工作。 所以，CPU是儀表。

計算機的核心部件，它的執行速度和效能都在。

在很大程度上，它決定了整台計算機的效能和等級。

CPU裡有數十億個電晶體，壞了幾個還能用嗎？

CPU中的電晶體就像人的腦細胞。 能夠進行計算的腦細胞越多，人們就越聰明。 出於同樣的原因，CPU 中的電晶體越多，它的計算速度就越快。

它是二極體半導體，數十億個二極體半導體是數十億個零和 1 的組合。 二極體的通電狀態為1，絕緣狀態為0,0和1是電腦程式的核心。

電子開關：實現電子控制和程式控制。

儲存狀態：實現資料儲存和狀態儲存。

邏輯運算：資料處理、數值計算。

這些是用於高功率輸出的電晶體，以及用於機動車輛的較大電晶體。 CPU中的電晶體非常小，功率也很小，它們主要組合成各種邏輯運算。

CPU中有數十億個電晶體，這些電晶體是做什麼的：

這些電晶體有什麼作用？它們根據計算機的語言，根據說明進行執行和計算。

在晶元的發展方面，1965年，世界上最複雜的晶元可以整合64個電晶體，1969年4004個晶元發展到2300個，1982年80286個發展到10萬個，1993年奔騰晶元增加到300萬個，1999年第三代奔騰已經發展到950萬個。 英特爾公司最近宣布，到 2010 年將達到 10 億次整合。