今天这篇文章,我们继续来聊聊芯片。
在之前的文章里,小枣君说过,行业里通常会把半导体芯片分为数字芯片和模拟芯片。其中,数字芯片的市场规模占比较大,达到70%左右。
数字芯片,还可以进一步细分,分为:逻辑芯片、存储芯片以及微控制单元(MCU)。
存储芯片和MCU以后再介绍,今天小枣君重点讲讲逻辑芯片。
逻辑芯片,其实说白了就是计算芯片。它包含了各种逻辑门电路,可以实现运算与逻辑判断功能,是最常见的芯片之一。
大家经常听说的CPU、GPU、FPGA、ASIC,全部都属于逻辑芯片。而现在特别火爆的AI,用到的所谓“AI芯片”,也主要是指它们。
█ CPU(中央处理器)
先说说大家最熟悉的CPU,英文全称Central Processing Unit,中央处理器。
CPU
但凡是个人都知道,CPU是计算机的心脏。
现代计算机,都是基于1940年代诞生的冯·诺依曼架构。在这个架构中,包括了运算器(也叫逻辑运算单元,ALU)、控制器(CU)、存储器、输入设备、输出设备等组成部分。
冯·诺依曼架构
数据来了,会先放到存储器。然后,控制器会从存储器拿到相应数据,再交给运算器进行运算。运算完成后,再把结果返回到存储器。
这个流程,还有一个更有逼格的叫法:“Fetch(取指)-Decode(译码)- Execute(执行)-Memory Access(访存)-Write Back(写回)”。
大家看到了,运算器和控制器这两个核心功能,都是由CPU负责承担的。
具体来说,运算器(包括加法器、减法器、乘法器、除法器),负责执行算术和逻辑运算,是真正干活的。控制器,负责从内存中读取指令、解码指令、执行指令,是指手画脚的。
除了运算器和控制器之外,CPU还包括时钟模块和寄存器(高速缓存)等组件。