Investopedian avustajat tulevat monimuotoisesta taustasta, ja tuhansia kokeneita kirjoittajia ja toimittajia ovat osallistuneet yli 24 vuoden ajan.
Puolijohdeyhtiöiden valmistamia siruja on kahdenlaisia.Yleensä sirut luokitellaan niiden toiminnan mukaan.Joskus ne kuitenkin jaetaan eri tyyppeihin käytetyn integroidun piirin (IC) mukaan.
Puolijohteiden neljä pääluokkaa ovat toiminnallisesti muistisirut, mikroprosessorit, standardisirut ja monimutkaiset järjestelmät sirulla (SoC).Integroidun piirin tyypin mukaan sirut voidaan jakaa kolmeen tyyppiin: digitaaliset sirut, analogiset sirut ja hybridisirut.
Toiminnallisesta näkökulmasta puolijohdemuistisirut tallentavat tietoja ja ohjelmia tietokoneille ja tallennuslaitteille.
Random access memory (RAM) -sirut tarjoavat tilapäistä työtilaa, kun taas flash-muistisirut tallentavat tiedot pysyvästi (ellei niitä poisteta).Vain lukumuisti (ROM) ja ohjelmoitava lukumuisti (PROM) -siruja ei voi muokata.Sen sijaan pyyhittävä ohjelmoitava lukumuisti (EPROM) ja sähköisesti pyyhittävä lukumuisti (EEPROM) ovat vaihdettavissa.
Mikroprosessori sisältää yhden tai useamman keskusyksikön (CPU).Tietokonepalvelimissa, henkilökohtaisissa tietokoneissa (PC:issä), tableteissa ja älypuhelimissa voi olla useita prosessoreita.
Nykypäivän tietokoneiden ja palvelimien 32- ja 64-bittiset mikroprosessorit perustuvat vuosikymmeniä sitten kehitettyihin x86-, POWER- ja SPARC-siruarkkitehtuureihin.Toisaalta mobiililaitteet, kuten älypuhelimet, käyttävät yleensä ARM-siruarkkitehtuuria.Vähemmän tehokkaita 8-, 16- ja 24-bittisiä mikroprosessoreita (kutsutaan mikrokontrollereiksi) käytetään tuotteissa, kuten leluissa ja ajoneuvoissa.
Teknisesti grafiikkakäsittely-yksikkö (GPU) on mikroprosessori, joka pystyy renderöimään grafiikkaa elektronisissa laitteissa näytettäväksi.Yleisille markkinoille vuonna 1999 tuodut GPU:t tunnetaan sujuvasta grafiikasta, jota kuluttajat odottavat nykyaikaiselta videolta ja pelaamiselta.
Ennen GPU:n tuloa 1990-luvun lopulla grafiikan renderöinnin suoritti keskusyksikkö (CPU).Kun GPU:ta käytetään yhdessä CPU:n kanssa, se voi parantaa tietokoneen suorituskykyä poistamalla prosessorista joitain resurssiintensiivisiä toimintoja, kuten renderöinnin.Tämä nopeuttaa sovellusten käsittelyä, koska GPU voi suorittaa useita laskutoimituksia samanaikaisesti.Tämä muutos mahdollistaa myös kehittyneempien ja resurssiintensiivisempien ohjelmistojen ja toimintojen, kuten kryptovaluutan louhinnan, kehittämisen.
Teolliset integroidut piirit (CIC) ovat yksinkertaisia mikropiirejä, joita käytetään toistuvien prosessointitoimenpiteiden suorittamiseen.Näitä siruja valmistetaan suuria määriä, ja niitä käytetään usein yksikäyttöisissä laitteissa, kuten viivakoodiskannereissa.Integroitujen hyödykkeiden markkinoille on ominaista alhaiset marginaalit, ja niitä hallitsevat suuret aasialaiset puolijohdevalmistajat.Jos IC on tehty tiettyä tarkoitusta varten, sitä kutsutaan ASIC- tai sovelluskohtaiseksi integroiduksi piiriksi.Esimerkiksi bitcoinin louhinta tehdään nykyään ASIC:n avulla, joka suorittaa vain yhden toiminnon: louhinnan.Field Programmable Gate Arrays (FPGA) on toinen vakio-IC, joka voidaan mukauttaa valmistajan määritysten mukaan.
SoC (system on a chip) on yksi uusimmista sirutyypeistä ja suosituin uusien valmistajien keskuudessa.SoC:ssa kaikki koko järjestelmää varten tarvittavat elektroniset komponentit on rakennettu yhdelle sirulle.SoC:t ovat monipuolisempia kuin mikro-ohjainpiirit, jotka tyypillisesti yhdistävät CPU:n RAM-muistiin, ROM-muistiin ja tulo/lähtö (I/O).Älypuhelimissa SoC:t voivat myös integroida grafiikkaa, kameroita sekä äänen ja videon käsittelyä.Ohjaussirun ja radiosirun lisääminen luo kolmen sirun ratkaisun.
Kun sirujen luokittelussa on erilainen lähestymistapa, useimmat nykyaikaiset tietokoneprosessorit käyttävät digitaalisia piirejä.Nämä piirit yhdistävät yleensä transistorit ja logiikkaportit.Joskus lisätään mikro-ohjain.Digitaaliset piirit käyttävät digitaalisia diskreettejä signaaleja, jotka perustuvat yleensä binääripiiriin.Kaksi erilaista jännitettä on määritetty, joista jokainen edustaa erilaista loogista arvoa.
Analogiset sirut on suurelta osin (mutta ei kokonaan) korvattu digitaalisilla siruilla.Virtasirut ovat yleensä analogisia siruja.Laajakaistasignaalit vaativat edelleen analogisia IC:itä ja niitä käytetään edelleen antureina.Analogisissa piireissä jännite ja virta muuttuvat jatkuvasti tietyissä pisteissä piiriä.
Analogiset IC-piirit sisältävät tyypillisesti transistoreita ja passiivisia komponentteja, kuten induktoreja, kondensaattoreita ja vastuksia.Analogiset mikropiirit ovat alttiimpia kohinalle tai pienille jännitteen muutoksille, mikä voi johtaa virheisiin.
Hybridipiirien puolijohteet ovat tyypillisesti digitaalisia mikropiiriä, joissa on toisiaan täydentäviä tekniikoita, jotka toimivat sekä analogisten että digitaalisten piirien kanssa.Mikro-ohjaimet voivat sisältää analogia-digitaalimuuntimen (ADC), joka on liitetty analogisiin mikropiireihin, kuten lämpötila-anturiin.
Sitä vastoin digitaali-analogimuunnin (DAC) mahdollistaa mikro-ohjaimen generoimaan analogisia jännitteitä äänen siirtämiseksi analogisen laitteen kautta.
Puolijohdeteollisuus on kannattavaa ja dynaamista, ja se innovoi useilla tietotekniikan ja elektroniikkamarkkinoiden segmenteillä.Kun tiedät, millaisia puolijohteita yritykset valmistavat, kuten prosessorit, grafiikkasuorittimet ja ASIC-piirit, voit tehdä älykkäämpiä ja tietoisempia investointipäätöksiä eri toimialaryhmissä.
Postitusaika: 29.6.2023