電燈匠1
既然要實現特定功能,各元器件必須放在正確的位置,而做到這一步的前提是,在設計時對晶體管的數量要精確地知道,否則連接不正確的晶體管會導致開關錯誤,形成設計瑕疵(BUG)。
芯片內部高清圖。
在芯片設計的最後階段也就是設計驗證階段,主要的工作是尋找BUG,內容包括設計規則檢查(DRC)、電路版圖對照檢查(LVS)和電學規則檢查(ERC)等,保證芯片能準確無誤地實現設計功能。
如果在這個階段,BUG沒有被發現,將導致流片(出芯片的樣片)失敗。不要以為出個樣片很便宜,在臺積電那裡,28nm工藝下,每平方毫米的流片費用大約是23.5萬元人民幣(可以找把直尺看看橫豎都是1毫米有多大面積),現在手機SOC芯片的主流工藝製程是10nm,流片費用還會呈現指數級上漲。
實力小點的公司,流片失敗基本上可以關門了。
在設計風險如此高昂的情況下,你說精確地知道晶體管的數量算嘛事?
那麼,怎麼知道晶體管精確的數量呢?
肯定不是用手指頭一個一個數,以億計的晶體管,你想數也數不過來,也數不完啊。答案實際上非常簡單:軟件統計。
現代的芯片設計早就告別芯片剛發明時用手工畫電路圖的時代了,設計過程和碼農輸代碼類似:用代碼描述硬件電路功能。常用的是HDL語言,沒錯,就是一種計算機程序語言。它可以讓設計人員把電路、元件和它們之間複雜的邏輯關係,用計算機能處理的數字語言表述出來(見下圖):
同時,還有輔助設計軟件,把用HDL這種數字語言編寫的電路程序翻譯成好理解的邏輯電路(見下圖):
在這個過程中,有多少晶體管,軟件秒秒鐘給你統計出來。打個簡單的比方,用WORD碼字,軟件隨時可以統計出你碼了多少字,可以精確到是否包含標點符號,這根本不算難事啊。
魔鐵的世界
是準確的
麒麟980芯片,不到一平方釐米,69億晶體管,華為是怎麼做到的?
眾所周知芯片半導體是我國較為薄弱的產品,手機芯片一直都被高通所壟斷著,國內手機廠商幾乎都受制於高通及聯發科,直到華為的出現,才打破這種狀態,據瞭解麒麟980比驍龍845處理性能更好,榮耀Magic2是首款列裝麒麟980的手機。
德國柏林對餘承東來說再熟悉不過了,老地方新故事,華為將在這裡向全球莊嚴的宣告,中國人產的芯片不比美國差,而且還要好。那麼我們先來了解一下麒麟980的構造吧
麒麟980於CPU、GPU、NPU、ISP、DDR設計了全系統融合優化的異構架構,在CPU方面,麒麟980在全球首次實現基於Cortex-A76的開發商用,與上一代相比單核性能提升75%,能效提升58%。不僅如此,麒麟980內置首商用Mali-G76 GPU,上一代相比性能提升46%,能效提升178%。而7nm的工藝讓指甲蓋大小的尺寸上塞進了69億個晶體管。
而麒麟980芯片成功研製離不開華為和臺積電的共同努力,前後使用了超過一千名半導體及芯片製造相關的高端人才,誠如華為創始人任正非說的,我們之前是幾十人對準這座城牆進攻,而現在是幾萬人對著這座城牆進攻,華為的高端產業技術已經不能用媲美西方來形容了,而是應該用超越西方來形容。
麒麟980每分鐘可以處理圖片4500張,按照這個性能來講,已經超越了驍龍處理速度的兩倍。不管是性能、效能、通信都具有劃時代意義,而這樣高端的產品,華為會對國內廠商開放嗎?
對此,你怎麼看?
小段說科技
麒麟980芯片69億晶體管肯定是一個估算數,因為麒麟980作為大規模集成電路晶體管數量不可能就是69億這麼巧合的整數,肯定要比69億要多一些。由於手機芯片都是EDA軟件設計的,所以手機芯片的晶體管數量很容易統計出來,由於晶體管準確數量是一個非常龐大的數字,所以一般手機廠商都會用一個估算數量來表示晶體管的數量。
智慧新視界
這個問題很無稽,有圖紙精確到釐米才能建房子,芯片設計階段就什麼都設計得一清二楚,然後由光刻機刻出來,設計數據不確定的話,光刻機自己想怎麼刻就怎麼刻嗎?當然不是啦,一切都設計好了,定好了,才能做出來。
每個晶體管,都是邏輯電路的一部分,少了一個,功能完全就不同了。你說呢?當然是準確的。
人生處處惹塵埃
1.所謂一個芯片含多少個晶體管數目應該是指包含多少等效的晶體管數量,通常由相應的EDA軟件根據所用的工藝製程自動統計出來。
2.一個芯片所包含的晶體管數目越多,只代表其設計水平,而不完全代表芯片的水平。此話怎講,現代芯片設計通常由HDL語言完成(即寫代碼),然後用EDA綜合工具合成出相應的電路,同樣的電路功能,有的人用簡單的代碼就能完成,而有些人則用了很複雜的代碼實現,電路的規模(晶體管數目)就差別很大。所以說一片芯片不是包含的晶體管越多就一定越先進,相反包含的晶體管數目較少,而功能與性能卻越高,那才是真水平; 而且晶體管數目越少,電路規模(晶片die)就小,芯片成本相應會降低。所以要辯證地看問題。
良聲7238
69億肯定不是準確數,只是為了方便描述、記憶省略掉後面的數,設計軟件有統計功能,可以計算出集成電路里面元件的數量。
道巴雪狐
這個問題很無稽,有圖紙精確到釐米才能建房子,芯片設計階段就什麼都設計得一清二楚,然後由光刻機刻出來,設計數據不確定的話,光刻機自己想怎麼刻就怎麼刻嗎?當然不是啦,一切都設計好了,定好了,才能做出來。
抗衰老重返青春
當然是準確數,設計的時候每一個晶體管的作用都是設計好的。特別是邏輯電路,少一個第一個場效應管,最後的邏輯關係就可能相反了。
李曉中571
芯片設計時就統計清楚了,所有的晶體管,都各有各的用途。
洛陽smx0207
芯片晶體管數量只是芯片性能一種最粗淺的科普說法,不能完全衡量芯片的先進程度。其他,如架構、散熱、層次、微系統、可容尺寸、晶圓……等等,有興趣,這類科普書很多。一般來說,現在沒有人用大米的粒數來衡量大米的好壞。。