芯片能容纳几百亿个晶体管晶体管最多的芯片
我們都知道,芯片無疑是當今最復雜的科技技術之一,從芯片能容納幾百億個晶體管,我們就可以從中看出其制造的難度,要知道一根頭發絲差不多相當于6萬納米,然而如今全球最先進的制程就是臺積電的4nm工藝,也就是說采用4nm工藝所制造出來的芯片,是可以容納幾百億個晶體管,所謂的芯片晶體管其實就是一個電路開關,我們電子產品以及眾多高科技產品,也正是靠著這些開關才能正常運行,那么一個有趣的巨大疑問就出來了,那就是如果在這之中有幾個開關無法正常使用,又或者是說已經壞掉了,那么芯片究竟還能不能用呢?如果還能用又對芯片的性能有什么影響呢?
試想一下在傳統的電路上,一旦某個電阻出現老化,又或者是某個三極管壞掉了,那么其電路一定會出現相應的問題,只不過問題的嚴重程度是與元件的重要性有著巨大的關系,比如只是放大回路上的一個電阻阻值變大,那么這就會影響模擬量輸出的精確度。其實CPU里面的電路和我們肉眼可見的電路,在本質上是一樣的東西,都是呈現排列組合的狀態分布開來的,可能我們肉眼可見的電路表面上看并沒有那么復雜,但是芯片里面的晶體管卻不同,因為晶體管是我們肉眼看不到的,如果使用顯微鏡去觀察,那么我們就能發現晶體管就像一座巨大的城市,千萬個晶體管就相當于是城市的建筑,可以想象一下,那么現在科技如此發達,幾百億個晶體管又會是一個什么樣的場景。那么能容納幾百億個晶體管的芯片,如果壞掉幾個究竟還能用嗎?
其實正如剛才所說,電路本質都基本相同,那么一旦芯片里面某個晶體管損壞,特別是在一些關鍵部件上,那么肯定是會造成其功能失效,比如芯片上的管腳一旦失效,那么管腳的功能也就會失效,這就好比是一個人的大腦壞了一個神經元,那么就是顱腦損會導致神經功能缺失,從而可能引起頭痛、頭暈、惡心、嘔吐,抽搐,癲癇發作,智力下降,視力下降,視野缺損,損聽力下降,肌張力增高或降低,肌力下降,偏癱,失語,甚至是出現昏迷等各種癥狀。
也就是說芯片也是如此,一旦某個晶體管損壞,那么這個芯片基本上可以說是報廢了,人類的大腦雖然損壞,只要能維持生命還能勉強存活,但芯片不行,芯片是極其精密的科技產物,一旦損壞就基本上沒有用處了。不得不說,確實讓人萬萬沒有想到,相信這也是為什么電腦維修人員,經常提醒我們要妥善放好芯片,不要輕易用手去觸碰它。
確實如此,也就是說芯片晶體管與電路是一樣的道理,只要損壞都會存在電路不通,那么產品自然就無法正常使用,然而值得慶幸的就是,晶體管又與傳統電路有著本質的區別,而這個區別就是晶體管是通過光的方法來腐蝕雕刻出來不同的電子元件,從而加工出來的對應電路,這種晶圓的純度是非常高的,其材質要比普通電子元件強上不少,而且更加重要的是,晶體管一般是由同一塊東西加工出來的,加工的技術也是非常精密的儀器,所以最終電子元件的一致性也非常高,不會存在不同廠家元件不一樣的問題,那么也自然不會像傳統電路出現虛焊等問題。
也就是說芯片制造是依賴于先進的機器設備,再加上用于制造芯片的半導體材料的特性,也讓芯片雖然容納了幾百億個晶體管,但是其故障率卻比傳統電路板要低得多,所以最終的結果就是,雖說晶體管壞掉幾個就不能用了,但是晶體管也不是那么容易損壞的。
確實如此,如果芯片非常容易損壞,那么科技也將不會發展至今,因為芯片的制造成本非常昂貴,一旦出現經常損壞的情況,那么芯片基本上就報廢了,一方面不僅是以現在全球的芯片產能無法滿足市場需求,另一方面則是哪怕產量提升,在經濟上也是承擔不起這樣的費用,所以正如剛才所說,雖然壞掉幾個就不能用了,但是晶體管卻不是那么容易損壞的,因為只要不是溫度或電壓高于某個值等外部原因引起的損壞,那么芯片基礎上不會出現任何問題,除非是經常對其使用超頻可能會導致芯片壽命縮短,否則只要CPU在正常運作的情況下,性能不僅不會下降,其壽命還非常持久,這也是為什么有些芯片采購商敢積累幾年的芯片庫存,也不怕芯片出現損壞的原因,不過如果芯片一旦出現損壞,那么可以說整顆芯片基本就可以作為廢品處理了。對此,您怎么看?歡迎在評論區留言討論。
總結
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