Các Loại Chip Chính Do Các Công Ty Bán Dẫn Sản Xuất

Các loại chip do các công ty bán dẫn sản xuất có thể được phân loại theo hai cách. Thông thường, chip được phân loại theo chức năng của chúng. Tuy nhiên, đôi khi chúng được chia thành các loại dựa trên các mạch tích hợp (IC) được sử dụng.

Khi xem xét theo chức năng, bốn loại chính của chất bán dẫn là chip nhớ, vi xử lý, chip tiêu chuẩn, và hệ thống phức hợp trên một chip (SoCs). Khi phân loại theo loại mạch tích hợp, có ba loại chip là kỹ thuật số, tương tự và hỗn hợp.

Những Điểm Chính

Chip Nhớ

Xét về chức năng, chip nhớ bán dẫn lưu trữ dữ liệu và chương trình trên máy tính và thiết bị lưu trữ dữ liệu.

Chip nhớ truy cập ngẫu nhiên (RAM) cung cấp không gian làm việc tạm thời, trong khi chip nhớ flash giữ thông tin vĩnh viễn trừ khi bị xóa. Chip bộ nhớ chỉ đọc (ROM) và bộ nhớ chỉ đọc có thể lập trình (PROM) không thể thay đổi. Ngược lại, bộ nhớ chỉ đọc có thể xóa được bằng điện (EPROM) và bộ nhớ chỉ đọc có thể xóa và lập trình được bằng điện (EEPROM) có thể thay đổi.

Vi Xử Lý

Vi xử lý chứa một hoặc nhiều đơn vị xử lý trung tâm (CPU). Máy chủ, máy tính cá nhân (PC), máy tính bảng và điện thoại thông minh đều có thể có nhiều CPU.

Các vi xử lý 32- và 64-bit trong PC và máy chủ ngày nay dựa trên kiến trúc chip x86, POWER và SPARC, được phát triển từ nhiều thập kỷ trước. Ngược lại, các thiết bị di động như điện thoại thông minh thường sử dụng kiến trúc chip ARM. Các vi xử lý yếu hơn 8-, 16- và 24-bit (gọi là vi điều khiển) xuất hiện trong các sản phẩm như đồ chơi và xe cộ.

Bộ Xử Lý Đồ Họa (GPUs)

Về mặt kỹ thuật, Bộ Xử Lý Đồ Họa (GPU) là một loại vi xử lý có khả năng hiển thị đồ họa trên thiết bị điện tử. GPU được giới thiệu rộng rãi vào năm 1999 và được biết đến nhiều nhất với việc cung cấp đồ họa mượt mà mà người tiêu dùng mong đợi trong các video và trò chơi hiện đại.

Trước khi GPU xuất hiện vào cuối những năm 1990, việc hiển thị đồ họa được thực hiện bởi Bộ Xử Lý Trung Tâm (CPU). Khi sử dụng kết hợp với CPU, GPU có thể tăng hiệu suất máy tính bằng cách đảm nhận một số chức năng đòi hỏi nhiều tính toán, như hiển thị, từ CPU. Điều này tăng tốc độ xử lý ứng dụng do GPU có thể thực hiện nhiều phép tính đồng thời. Sự chuyển đổi này cũng cho phép phát triển các phần mềm và hoạt động phức tạp hơn như khai thác tiền điện tử.

IC Hàng Hóa

Các mạch tích hợp hàng hóa (CICs) là các chip đơn giản dùng để thực hiện các quy trình xử lý lặp đi lặp lại. Được sản xuất với số lượng lớn, những chip này thường được sử dụng trong các thiết bị mục đích đơn như máy quét mã vạch. Với biên lợi nhuận cực kỳ mỏng, thị trường IC hàng hóa bị chi phối bởi các nhà sản xuất bán dẫn lớn ở châu Á. Nếu một IC được sản xuất cho một mục đích cụ thể, nó được gọi là ASIC, hoặc chip tích hợp ứng dụng cụ thể. Ví dụ, việc khai thác bitcoin ngày nay được thực hiện bằng ASIC chỉ làm một chức năng đó: khai thác. Các mảng cổng có thể lập trình hiện trường (chip FPGA) là một loại IC hàng hóa khác có thể tùy chỉnh theo thông số của nhà sản xuất.

SoC (hệ thống trên chip) là một trong những loại chip mới nhất và dễ tiếp cận nhất đối với các nhà sản xuất mới. Trong SoC, tất cả các thành phần điện tử cần thiết cho toàn bộ hệ thống được tích hợp vào một chip duy nhất. Khả năng của SoC rộng hơn so với chip vi điều khiển, thường chỉ kết hợp CPU với RAM, ROM và đầu vào/đầu ra (I/O). Trong điện thoại thông minh, SoC có thể tích hợp cả đồ họa, camera và xử lý âm thanh, video. Thêm một chip quản lý và một chip radio sẽ tạo thành giải pháp ba chip.

Theo cách phân loại khác, hầu hết các bộ xử lý máy tính hiện nay sử dụng mạch kỹ thuật số. Những mạch này thường kết hợp các transistor và cổng logic. Đôi khi, vi điều khiển cũng được thêm vào. Mạch kỹ thuật số sử dụng tín hiệu rời rạc, số hóa thường dựa trên sơ đồ nhị phân. Hai điện áp khác nhau được gán, mỗi điện áp đại diện cho một giá trị logic khác nhau.

Chip Tương Tự

Chip tương tự đã phần lớn, nhưng không hoàn toàn, bị thay thế bởi chip kỹ thuật số. Chip nguồn thường là chip tương tự. Chip tương tự vẫn cần thiết cho các tín hiệu băng rộng, và chúng vẫn được sử dụng làm cảm biến. Trong chip tương tự, điện áp và dòng điện thay đổi liên tục tại các điểm xác định trong mạch.

Một chip tương tự thường bao gồm một transistor cùng với các phần tử thụ động như cuộn cảm, tụ điện và điện trở. Chip tương tự dễ bị nhiễu, hoặc các biến động nhỏ về điện áp, có thể gây ra lỗi.

Chất Bán Dẫn Mạch Hỗn Hợp

Chất bán dẫn mạch hỗn hợp thường là chip kỹ thuật số được bổ sung công nghệ để làm việc với cả mạch tương tự và kỹ thuật số. Ví dụ, một vi điều khiển có thể bao gồm bộ chuyển đổi tương tự-số (ADC) để kết nối với chip tương tự, chẳng hạn như cảm biến nhiệt độ.

Ngược lại, bộ chuyển đổi số-tương tự (DAC) cho phép vi điều khiển tạo ra điện áp tương tự để phát ra âm thanh qua các thiết bị tương tự.

Kết Luận

Ngành công nghiệp bán dẫn đã mang lại nhiều lợi nhuận và đầy biến động, với những đổi mới trong nhiều lĩnh vực của thị trường máy tính và điện tử. Biết được loại chất bán dẫn mà một công ty sản xuất, chẳng hạn như CPU so với GPU, hoặc ASIC, có thể giúp bạn đưa ra các quyết định đầu tư tốt hơn và thông minh hơn trong nhóm ngành này.