Авторы Investopedia имеют различный опыт, тысячи опытных писателей и редакторов вносят свой вклад в течение 24 лет.
Существует два типа микросхем, производимых полупроводниковыми компаниями.Как правило, чипы классифицируются в зависимости от их функции.Однако иногда их делят на разные типы в зависимости от используемой интегральной схемы (ИС).
С точки зрения функций четыре основные категории полупроводников — это микросхемы памяти, микропроцессоры, стандартные микросхемы и сложные системы на кристалле (SoC).По типу интегральной схемы чипы можно разделить на три типа: цифровые чипы, аналоговые чипы и гибридные чипы.
С функциональной точки зрения полупроводниковые микросхемы памяти хранят данные и программы на компьютерах и запоминающих устройствах.
Микросхемы оперативной памяти (ОЗУ) обеспечивают временное рабочее пространство, а микросхемы флэш-памяти хранят информацию постоянно (если только она не будет стерта).Чипы памяти только для чтения (ROM) и программируемой памяти только для чтения (PROM) не могут быть изменены.Напротив, микросхемы стираемой программируемой постоянной памяти (EPROM) и электрически стираемой постоянной памяти (EEPROM) являются заменяемыми.
Микропроцессор содержит один или несколько центральных процессоров (ЦП).Компьютерные серверы, персональные компьютеры (ПК), планшеты и смартфоны могут иметь несколько процессоров.
32-разрядные и 64-разрядные микропроцессоры в современных ПК и серверах основаны на архитектурах микросхем x86, POWER и SPARC, разработанных несколько десятилетий назад.С другой стороны, мобильные устройства, такие как смартфоны, обычно используют архитектуру микросхем ARM.Менее мощные 8-битные, 16-битные и 24-битные микропроцессоры (называемые микроконтроллерами) используются в таких продуктах, как игрушки и транспортные средства.
Технически графический процессор (GPU) — это микропроцессор, способный отображать графику на электронных устройствах.Представленные на рынке в 1999 году, графические процессоры известны тем, что обеспечивают плавную графику, которую потребители ожидают от современного видео и игр.
До появления графического процессора в конце 1990-х рендеринг графики выполнялся центральным процессором (ЦП).При использовании вместе с центральным процессором графический процессор может повысить производительность компьютера за счет разгрузки некоторых ресурсоемких функций, таких как рендеринг, с центрального процессора.Это ускоряет обработку приложений, поскольку GPU может выполнять множество вычислений одновременно.Этот сдвиг также позволяет разрабатывать более продвинутое и ресурсоемкое программное обеспечение и такие виды деятельности, как майнинг криптовалюты.
Промышленные интегральные схемы (CIC) — это простые микросхемы, используемые для выполнения повторяющихся процедур обработки.Эти чипы производятся в больших объемах и часто используются в специализированных устройствах, таких как сканеры штрих-кода.Рынок товарных интегральных схем характеризуется низкой маржой, и на нем доминируют крупные азиатские производители полупроводников.Если ИС изготавливается для определенной цели, она называется ASIC или специализированной интегральной схемой.Например, майнинг биткойнов сегодня осуществляется с помощью ASIC, который выполняет только одну функцию: майнинг.Программируемые вентильные матрицы (FPGA) — еще одна стандартная ИС, которую можно настроить в соответствии со спецификациями производителя.
SoC (система на чипе) — один из новейших типов чипов и самый популярный у новых производителей.В SoC все электронные компоненты, необходимые для всей системы, встроены в один чип.SoC более универсальны, чем микросхемы микроконтроллеров, которые обычно объединяют ЦП с ОЗУ, ПЗУ и вводом/выводом (I/O).В смартфонах SoC также могут интегрировать графику, камеры и обработку аудио и видео.Добавление чипа управления и радиочипа создает решение с тремя чипами.
Используя другой подход к классификации микросхем, большинство современных компьютерных процессоров используют цифровые схемы.Эти схемы обычно сочетают транзисторы и логические элементы.Иногда добавляется микроконтроллер.Цифровые схемы используют цифровые дискретные сигналы, обычно основанные на двоичной схеме.Назначаются два разных напряжения, каждое из которых представляет собой различное логическое значение.
Аналоговые чипы были в значительной степени (но не полностью) заменены цифровыми чипами.Чипы питания обычно являются аналоговыми чипами.Для широкополосных сигналов по-прежнему требуются аналоговые ИС, и они по-прежнему используются в качестве датчиков.В аналоговых цепях напряжение и ток непрерывно изменяются в определенных точках цепи.
Аналоговые ИС обычно включают в себя транзисторы и пассивные компоненты, такие как катушки индуктивности, конденсаторы и резисторы.Аналоговые ИС более подвержены шуму или небольшим изменениям напряжения, что может привести к ошибкам.
Полупроводники для гибридных схем обычно представляют собой цифровые ИС с дополнительными технологиями, которые работают как с аналоговыми, так и с цифровыми схемами.Микроконтроллеры могут включать аналого-цифровой преобразователь (АЦП) для взаимодействия с аналоговыми микросхемами, такими как датчики температуры.
Напротив, цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) позволяет микроконтроллеру генерировать аналоговые напряжения для передачи звука через аналоговое устройство.
Полупроводниковая промышленность является прибыльной и динамичной, внедряя инновации во многих сегментах рынков вычислительной техники и электроники.Знание того, какие типы полупроводников производят компании, такие как процессоры, графические процессоры, ASIC, может помочь вам принимать более разумные и обоснованные инвестиционные решения в различных отраслевых группах.
Время публикации: 29 июня 2023 г.