方寸之間的“大天地”

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? ? ? ? 當(dāng)下,無處不在的電子設(shè)備已經(jīng)成為人類生活中一個(gè)必不可少的工具党瓮,但無論是電腦還是手機(jī)玩裙,都離不開CPU 姜挺。

? ? ? ? 那什么是CPU 齿税?其實(shí)CPU是中央處理器的英文簡(jiǎn)寫,是電腦和手機(jī)的核心炊豪。打個(gè)比方凌箕,中央處理器相對(duì)于電腦拧篮,就像人的大腦相對(duì)于人個(gè)體一樣。但是牵舱,當(dāng)下大部分人對(duì)CPU的認(rèn)識(shí)還停留在品牌與價(jià)位的程度串绩,對(duì)CPU的制作流程和不同架構(gòu)的認(rèn)識(shí)并不充分。

? ? ? ? 對(duì)于CPU而言仆葡,硅和金屬是其重要的組成赏参,許多人都知道,硅作為半導(dǎo)體材料在很大程度上被利用于各種電子設(shè)備沿盅,其實(shí)把篓,硅也是我們?cè)谌粘I钪凶畛R姷脑兀热缯f到處都有的沙子腰涧,便是硅的來源韧掩。對(duì)于CPU,里面包括的金屬元素主要是鋁和銅窖铡。

? ? ? ? 在CPU的制作流程中疗锐,有一步最為核心的步驟——門電路的設(shè)計(jì)。在門電路的設(shè)計(jì)過程中费彼,用到了晶圓滑臊。晶圓是高純度硅在提煉后形成的硅錠的切片,用作門電路的基片箍铲。這里的門電路基片雇卷,可以簡(jiǎn)單化的理解為建筑房屋時(shí)的地基,只不過這種“地基”帶有極性。當(dāng)然,門電路基片并非由純硅做成厦滤,而是晶圓在有控制的條件下進(jìn)行表面氧化形成的有一定厚度二氧化硅作為基礎(chǔ),再經(jīng)過蝕刻而成贮折。

? ? ? ? 蝕刻,便是CPU核心制作最復(fù)雜的環(huán)節(jié)资盅,沒有之一调榄。在蝕刻之前,首先要在晶圓上涂一層光敏抗蝕膜律姨,其次經(jīng)過對(duì)特定區(qū)域的曝光之后振峻,再用特定化學(xué)溶液洗掉被曝光的光敏抗蝕膜,最后剩余的緊貼著二氧化硅基片的光敏抗蝕膜也要被除去择份,與此同時(shí),緊貼著的二氧化硅也被部分帶走烫堤。這樣荣赶,晶圓上就留下了“二氧化硅山脈”凤价。當(dāng)然,肉眼是看不到的拔创。

? ? ? ? 蝕刻利诺,到此還沒有結(jié)束。在“二氧化硅山脈”上還要再鋪一個(gè)二氧化硅層和多晶硅剩燥,并再次利用光敏抗蝕膜對(duì)多晶硅進(jìn)行曝光處理慢逾,此時(shí),曝光的硅被原子轟擊最后生成了具有極性的N井或P井灭红,再結(jié)合前面的基片侣滩,就完成了CPU核心步驟的制作。當(dāng)然变擒,一塊CPU得要進(jìn)行多次這樣重復(fù)的蝕刻操作形成一個(gè)3D的結(jié)構(gòu)君珠,才能最終成為CPU核心。而金屬材料則被填在每層中間充當(dāng)導(dǎo)體娇斑。

? ? ? ? 當(dāng)然策添,不同的CPU構(gòu)架設(shè)計(jì)也有不同作用。就比如說毫缆,手機(jī)CPU為了達(dá)到功耗低唯竹,省電(續(xù)航能力強(qiáng)),價(jià)格低等目的苦丁,就采用了ARM 架構(gòu)設(shè)計(jì)浸颓,ARM 架構(gòu)設(shè)計(jì)就是高級(jí)精簡(jiǎn)指令機(jī)器設(shè)計(jì)。由于其采用的是精簡(jiǎn)指令系統(tǒng)芬骄,這從設(shè)計(jì)思想上就減少了大量的CPU內(nèi)部的指令集猾愿,這樣,就必然使得電腦運(yùn)算能力強(qiáng)于手機(jī)運(yùn)算能力账阻。而電腦的CPU構(gòu)架則多種多樣蒂秘,在此不一一列舉。而且現(xiàn)在更貼近人們生活的更多是手機(jī)CPU的發(fā)展淘太。

? ? ? ? 手機(jī)CPU的發(fā)展姻僧,在短短的十幾年間竟然達(dá)到了如火如荼的地步。還記得繼2000年摩托羅拉的第一臺(tái)觸屏智能手機(jī)之后蒲牧,智能手機(jī)正在不斷發(fā)生一系列質(zhì)的飛躍撇贺,這段發(fā)展折射出來的,便是手機(jī)CPU的不斷進(jìn)步冰抢。

? ? ? ? 現(xiàn)如今松嘶,即使是普通人也知道許多手機(jī)CPU開發(fā)商,比如高通挎扰,三星翠订,聯(lián)發(fā)科巢音,英特爾蘋果等。不同的開發(fā)商尽超,都在這方寸之間角逐」俸常現(xiàn)在,經(jīng)過各種測(cè)評(píng)排行最前的則是蘋果的A11處理器和高通的曉龍835處理器似谁。關(guān)于手機(jī)CPU我們常嘲列澹看到雙核,四核巩踏,八核的字樣秃诵。其實(shí),對(duì)于手機(jī)而言蛀缝,這里的多“核”顷链,可以指稱為多個(gè)CPU,但并非核越多屈梁,手機(jī)運(yùn)行速度就更快嗤练。雖然說手機(jī)多核處理事物可以類比為人的手腳分管拿東西和走路,但其遠(yuǎn)遠(yuǎn)未達(dá)到人的器官一樣協(xié)調(diào)在讶,這也可以用來解釋為什么某些雙核手機(jī)運(yùn)行速度快于同頻率的多核手機(jī)煞抬。

? ? ? ? 當(dāng)然,無論是手機(jī)CPU還是電腦CPU构哺,其根本目的還是在于為人服務(wù)革答。在這方寸之間體現(xiàn)的不止是工藝和智慧,更是一種銳意進(jìn)取的精神和不斷開拓的決心曙强。

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