A11處理器有55億電晶體,一秒鐘設計一個電晶體,如何設計這麼多電晶體

2020-11-23 騰訊網

現在手機SoC晶片的電晶體數量動輒百億個，「愚公移山」拼體力一秒畫一個，根本不可能。現在的高端晶片設計，已經和體力活說拜拜，設計流程分工極細，設計過程自動化程度極高，這樣才能避免晶片上市，「黃花菜」都涼了的尷尬。SoC晶片設計流程可以分為前端和後端，前端負責邏輯設計、輸出門級網表（netlist），後端進行物理設計，輸出版圖（layout），然後將版圖傳給晶片廠製造（tapeout）。

相當於幾千個CPU，對每一步對過往棋譜進行窮算對比。由於產生了新的計算模塊，發展到能夠自我對弈的深度學習。現在一臺伺服器大小人工智慧機器就能夠勝任，原有幾臺深藍超算機。改變的是硬體功能進步，形成了人工智慧各個模塊組成的晶片。說55億電晶體夠恐怖，所以只是是一大堆開關組合在一起形成模塊。再組合成不同性能的模塊，由這些模塊組合成CPU等電路，而這些過程都是專用軟體按照需要自動設計完成的，形成超大規模集成電路。

在後端自動生成幾千個電晶體，這個過程基本全是工具自動完成。比如你在設計中花幾十行代碼聲明了1kb的緩存，eda工具就會自動拷貝1024個8bit SRAM單元並完成布局布線，這就是差不多十萬個電晶體了……手動修復drc/lvs bug的後端工程師，其他數電團隊的人並不需要直接和這數不清的電晶體打交道，只要寫rtl代碼並給出適當的設計約束，剩下的交給eda軟體和後端工程師就好了。

相關焦點

  • 晶片有幾十億個電晶體,連接電晶體之間的導線是什麼材料做成的?
    幾十億個電晶體也不是我們想像的人為放進去的，而是直接在晶圓上通過光刻、蝕刻化學反應生成的電晶體（各種PN結）。同樣，連接電晶體的導線也不是像布線一樣布進去的。是通過離子注入和電鍍完成的，這個材料是我們最常見的銅。要理解導線如何生成，得先了解一下晶片電晶體的生成。1、晶片中幾十億電晶體的生成我們都知道，現在的晶片都是納米級別的。一個晶片上有數十億的電晶體。
  • 處理器裡有上億的電晶體,壞掉一個有影響嗎?
    CPU估計是世界上集成度最高的人造儀器了，按照單位計算，每個CPU中央處理器中集成了10億個以上的電晶體，密度有多精細？很難想像，CPU的製造工藝是以納米計算的，也就是人們常說的7nm、14nm，意思就是這顆CPU的單位精度有多高，這個數字越小，證明精度越高。
  • 幾十億的電晶體——CPU是怎麼設計出來的
    由於點接觸型電晶體製造工藝複雜，存在噪聲大、大功率時難以控制、適用範圍窄等缺點，肖克利提出了用一種「整流結」來代替金屬半導體接點的大膽設想。半導體研究小組又提出了這種半導體器件的工作原理，1950年，第一隻「PN結型電晶體」問世了，它的性能與肖克萊原來設想的完全一致。今天的電晶體，大部分仍是這種PN結型電晶體。
  • 晶片裡面100多億個電晶體是如何安裝上去的?
    如今隨著晶片製程的不斷提升，晶片中可以有100多億個電晶體，如此之多的電晶體，究竟是如何安上去的呢？ 1 當晶片被不停地放大，裡面宛如一座巨大的城市。
  • 晶片裡面100多億個電晶體是如何安裝上去的？
    如今隨著晶片製程的不斷提升，晶片中可以有100多億個電晶體，如此之多的電晶體，究竟是如何安上去的呢？1當晶片被不停地放大，裡面宛如一座巨大的城市。晶片製造的兩個趨勢，一個是晶圓越來越大，這樣就可以切割出更多的晶片，節省效率，另外就一個就是晶片製程，製程這個概念，其實就是柵極的大小，也可以稱為柵長，在電晶體結構中，電流從Source流入Drain，柵極（Gate）相當於閘門，主要負責控制兩端源極和漏級的通斷。電流會損耗，而柵極的寬度則決定了電流通過時的損耗，表現出來就是手機常見的發熱和功耗，寬度越窄，功耗越低。
  • 電晶體,它們如何工作?
    電晶體的發明徹底改變了人類文明，智慧型手機的核心處理器只能依賴這個技術，處理器擁有約20億個電晶體，它們的作用令人難以置信。那麼，微型設備是如何工作的呢？電晶體就像開關一樣，沒有活動部件，它們可以放大微弱的信號，實際上放大器就是電晶體的一個基礎應用。
  • 電晶體是什麼器件_電晶體的控制方式
    電晶體作為一種可變電流開關，能夠基於輸入電壓控制輸出電流。與普通機械開關（如Relay、switch）不同，電晶體利用電信號來控制自身的開合，所以開關速度可以非常快，實驗室中的切換速度可達100GHz以上。 　　嚴格意義上講，電晶體泛指一切以半導體材料為基礎的單一元件，包括各種半導體材料製成的二極體（二端子）、三極體、場效應管、晶閘管（後三者均為三端子）等。電晶體有時多指晶體三極體。
  • 電晶體的歷史
    但是，有一項基本發明幾乎是所有其他事物所依賴的，那就是不起眼的電晶體。讓我們看看這個不起眼的設備是如何變成的。 對電晶體的需求 從本質上講，所有計算機基本上都是執行數學運算的機器。最早的是手動計數設備，例如算盤，而將來開發的設備是使用機械零件。使這些設備成為「計算機」的原因是擁有一種成功代表數字的方法和一種操縱數字的系統。
  • 118億電晶體！最強晶片發布
    今日凌晨，萬眾期待的蘋果新品發布會雖然沒有iPhone 12手機，不過大家可以提前過過癮，因為蘋果發布了A14 Bionic處理器，首發5nm工藝，118億電晶體傲視群雄，沒有華為競爭5nm的情況下這會是目前最強手機晶片。
  • 電晶體是做什麼的_電晶體的三個工作區是什麼
    它對電信號有放大和開關等作用，應用十分廣泛。輸入級和輸出級都採用電晶體的邏輯電路，叫做電晶體－電晶體邏輯電路，書刊和實用中都簡稱為TTL電路，它屬於半導體集成電路的一種，其中用得最普遍的是TTL與非門。TTL與非門是將若干個電晶體和電阻元件組成的電路系統集中製造在一塊很小的矽片上，封裝成一個獨立的元件。
  • 電晶體的起源
    但是，有一項基本發明幾乎是所有其他事物所依賴的，那就是不起眼的電晶體。讓我們看看這個不起眼的設備是如何變成的。對電晶體的需求從本質上講，所有計算機基本上都是執行數學運算的機器。最早的是手動計數設備，例如算盤，而將來開發的設備是使用機械零件。
  • 153億電晶體，華為Mate 40的麒麟9000是什麼水平？
    ：153億，指的是在這塊指甲蓋大小晶片上集成了約153億電晶體。事實上，幾乎每家廠商在推出新一代處理器時，都會強調其集成的電晶體數量，比如iPhone 12搭載的A14電晶體的數量是118億。所以，同樣是臺積電的5納米製程，華為麒麟9000的電晶體數量比蘋果A14多了30%，工藝的先進性、電晶體數量、集成度等都為業界之最。即使對晶片一無所知，你也能從廠商的態度感受到電晶體的重要性了。
  • 電晶體發展歷史
    1947年貝爾實驗室發表 第一個以鍺半導體做成的點接觸電晶體。但由於點接觸電晶體的性能尚不佳，肖克利在點接觸電晶體發明一個月後，提出 使用p-n 結面製作接面電晶體的方法，稱為雙極型電晶體。當時巴丁、布拉頓主要發明半導體三極體；肖克利則是發明p-n 二極體，他們因為半導體及電晶體效應的研究獲得1956年諾貝爾物理獎。
  • 電晶體數量超125億 蘋果A14晶片性能到底多炸裂
    A14晶片在整個過程中廣泛使用了極紫外（EUV）光刻技術，電晶體密度較7nm晶片提升80%，相同功率下運行速度能夠提升15%性能、同性能下則可降低30%的功耗。此前外媒爆料，蘋果A14晶片將集成約125億個電晶體，對比約85億個電晶體的A13晶片提升巨大，不得不說5nm工藝讓晶片單位面積的電晶體數量猛增。
  • 歷史上的今天:1947年,電晶體問世
    該處理器基於全新的移動優化微體系架構，採用英特爾0．13微米製程技術生產，包含7700萬個電晶體。2005年5月26日：英特爾第一個主流雙核處理器「英特爾奔騰D處理器」誕生，含有2．3億個電晶體，採用英特爾領先的90納米製程技術生產。2006年7月18日：英特爾安騰2雙核處理器發布，採用世界最複雜的產品設計，含有2．7億個電晶體。該處理器採用英特爾90納米製程技術生產。
  • 我國實現3nm電晶體技術,那麼,電晶體是如何讓晶片計算的呢?
    其實說到電晶體，我們很多朋友也不陌生了，畢竟現在半導體、晶片等話題幾乎天天都有，大家也沒少看到這樣的信息。例如哪家公司又發布了什麼晶片了，集成了多少億個電晶體等等。那麼電晶體到底是什麼呢？它到底有什麼用呢？
  • 蘋果發布A14 Bionic處理器:全球首發5nm工藝、118億電晶體怪獸
    今晚雖然沒有iPhone 12手機，不過大家可以提前過過癮，因為蘋果發布了A14 Bionic處理器，首發5nm工藝，118億電晶體傲視群雄，沒有華為競爭5nm的情況下這會是目前最強手機晶片。
  • 指甲蓋般大小的蘋果A14處理器，為何能集成118億個電晶體？
    iphone12搭載了5納米工藝的手機處理器蘋果A14，這款處理器集成了118億個電晶體。而一款手機處理器晶片的大小，比大拇指的指甲蓋大不了多少。現在的手機cpu是矽基晶片，而矽原子的直徑為0.234nm，4個矽原子排排坐就有1納米的長度。
  • FinFET逐漸失效不可避免,英特爾研發全新設計的電晶體GAA-FET
    與FinFET的不同之處在於，GAA設計通道的四個面周圍有柵極，減少漏電壓並改善了對通道的控制，這是縮小工藝節點時的基本步驟。通過使用更高效的電晶體設計，加上更小的節點，將能實現更好的能耗比。據悉針對下一個節點3納米，正在開發一種全新設計的電晶體GAA-FET，和目前使用的FinFET又不一樣。
  • 118億電晶體！蘋果A14首秀，全球首發的5nm晶片有多香？
    手錶首發「小杯」SE版，iPhone 12下月見）在此之前，有關A14晶片的行業「劇透」已被曝光了太多，而蘋果此次一改iPad系列產品均採用「特別增強版」A系列處理器的慣例，直接上線A系列處理器，也就意味著今年蘋果的新款iPhone手機，其性能很有可能與iPad Air位於同等水平。