В Investopedia участвуют самые разные люди: тысячи опытных писателей и редакторов вносят свой вклад в течение 24 лет.
Есть два типа чипов, 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, четырьмя основными категориями полупроводников являются микросхемы памяти, микропроцессоры, стандартные микросхемы и сложные системы на кристалле (SoC). По типу интегральной схемы микросхемы можно разделить на три типа: цифровые микросхемы, аналоговые микросхемы и гибридные микросхемы.
С функциональной точки зрения полупроводниковые микросхемы памяти хранят данные и программы на компьютерах и устройствах хранения данных.
Чипы оперативной памяти (ОЗУ) обеспечивают временное рабочее пространство, а чипы флэш-памяти хранят информацию постоянно (если она не будет удалена). Чипы постоянного запоминающего устройства (ПЗУ) и программируемого постоянного запоминающего устройства (ПЗУ) не могут быть модифицированы. 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-битные и 64-битные микропроцессоры современных ПК и серверов основаны на архитектурах чипов x86, POWER и SPARC, разработанных десятилетия назад. С другой стороны, мобильные устройства, такие как смартфоны, обычно используют архитектуру чипа 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 для отображения на электронных устройствах. Графические процессоры, представленные на рынке в 1999 году, известны тем, что обеспечивают плавную графику, которую потребители ожидают от современного видео и игр.
До появления графических процессоров в конце 1990-х годов рендеринг графики выполнялся центральным процессором (ЦП). При использовании вместе с ЦП графический процессор может повысить производительность компьютера, разгружая ЦП некоторые ресурсоемкие функции, такие как рендеринг. Это ускоряет обработку приложений, поскольку графический процессор может выполнять множество вычислений одновременно. Этот сдвиг также позволяет разрабатывать более современное и ресурсоемкое программное обеспечение и такие виды деятельности, как майнинг криптовалют.
Промышленные интегральные схемы (CIC) — это простые микросхемы, используемые для выполнения повторяющихся процедур обработки. Эти чипы производятся в больших объемах и часто используются в одноцелевых устройствах, таких как сканеры штрих-кода. Рынок товарных интегральных схем характеризуется низкой рентабельностью и на нем доминируют крупные азиатские производители полупроводников. Если микросхема создана для определенной цели, ее называют ASIC или интегральной схемой специального назначения. Например, добыча биткойнов сегодня осуществляется с помощью ASIC, который выполняет только одну функцию: майнинг. Программируемые пользователем вентильные матрицы (FPGA) — еще одна стандартная микросхема, которую можно настроить в соответствии со спецификациями производителя.
SoC (система на кристалле) — один из новейших типов чипов, наиболее популярный среди новых производителей. В SoC все электронные компоненты, необходимые для всей системы, встроены в один чип. SoC более универсальны, чем микроконтроллеры, которые обычно сочетают в себе ЦП с ОЗУ, ПЗУ и устройствами ввода/вывода (I/O). В смартфонах SoC также могут интегрировать графику, камеры, а также обработку звука и видео. Добавление управляющего чипа и радиочипа создает трехчиповое решение.
Используя другой подход к классификации микросхем, большинство современных компьютерных процессоров используют цифровые схемы. Эти схемы обычно сочетают в себе 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 разное логическое значение.
Аналоговые микросхемы были в значительной степени (но не полностью) заменены цифровыми микросхемами. Силовые чипы обычно представляют собой аналоговые чипы. Широкополосные сигналы по-прежнему требуют аналоговых микросхем и до сих пор используются в качестве датчиков. В аналоговых схемах напряжение и ток постоянно меняются в определенных точках схемы.
Аналоговые микросхемы обычно включают в себя транзисторы и пассивные компоненты, такие как катушки индуктивности, конденсаторы и резисторы. Аналоговые микросхемы более склонны к шуму или небольшим изменениям напряжения, что может привести к ошибкам.
Полупроводники для гибридных схем обычно представляют собой цифровые микросхемы 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 аналоговое напряжение для передачи звука через аналоговое устройство.
Полупроводниковая промышленность прибыльна и динамична, внедряя инновации во многих сегментах рынков компьютеров и электроники. Знание того, какие типы полупроводниковых компаний производят, например процессоры, графические процессоры и ASIC, может помочь вам принимать более разумные и обоснованные инвестиционные решения в различных отраслевых группах.
Время публикации: 29 июня 2023 г.