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Illustrated
第 1 部 · 歡迎來到半導體世界
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03

一顆指甲大的晶片,裝著一座由開關組成的城市。

把手機裡那塊黑色方片拿出來,它看起來什麼也不是:一塊扁扁的、暗暗的磚,旁邊伸出金屬腳。打開它,裡面是一片大約一平方公分的。把這片矽放大一百倍,城區就出現了——這邊是記憶體,那邊是運算,中間一條匯流排像高速公路。再放大一百倍,是一條條佈線的街道。再一次,你就站在一顆電晶體旁邊了:一個開關,開或關,做著它唯一會做的事。

  1. 封裝

    那塊黑磚是護甲和管線。真正在運算的,是被封在裡面的那片矽。

  2. 一個城區

    這樣一個區塊,可能是一整組記憶體陣列,或一個處理器核心,在整片裸晶上重複很多次。

  3. 一個開關

    閘極上的電壓決定電流能不能過去。整個把戲就這樣,重複兩百億次。

四次放大,從你的手掌到一個開關。
  1. 1封裝那塊黑磚是護甲和管線。真正在運算的,是被封在裡面的那片矽。
  2. 2一個城區這樣一個區塊,可能是一整組記憶體陣列,或一個處理器核心,在整片裸晶上重複很多次。
  3. 3一個開關閘極上的電壓決定電流能不能過去。整個把戲就這樣,重複兩百億次。
1.4\ \text{km}
如果每個開關一公分見方,它們會鋪成的正方形邊長

兩百億塊一公分見方的磚,會鋪成邊長約一點四公里的正方形。這一切都塞在你的指甲蓋底下。

一座城市

城區、道路、電力線,以及什麼能從哪裡通過的規矩。

一片裸晶

功能區塊、金屬佈線、電源軌,以及決定什麼能從哪裡通過的閘。

晶片做的每一件事,都是一個開關在說「可以」或「不行」——兩百億個,同時在說。