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Illustrated
第 1 部 · 欢迎来到半导体世界
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03

一颗指甲大的芯片,装着一座由开关组成的城市。

把手机里那块黑色方片拿出来,它看起来什么也不是:一块扁扁的、暗暗的砖,旁边伸出金属脚。打开它,里面是一片大约一平方公分的。把这片硅放大一百倍,城区就出现了——这边是存储,那边是运算,中间一条总线像高速公路。再放大一百倍,是一条条布线的街道。再一次,你就站在一颗晶体管旁边了:一个开关,开或关,做着它唯一会做的事。

  1. 封装

    那块黑砖是护甲和管线。真正在运算的,是被封在里面的那片硅。

  2. 一个城区

    这样一个区块,可能是一整组存储阵列,或一个处理器核心,在整片裸晶上重复很多次。

  3. 一个开关

    闸极上的电压决定电流能不能过去。整个把戏就这样,重复两百亿次。

四次放大,从你的手掌到一个开关。
  1. 1封装那块黑砖是护甲和管线。真正在运算的,是被封在里面的那片硅。
  2. 2一个城区这样一个区块,可能是一整组存储阵列,或一个处理器核心,在整片裸晶上重复很多次。
  3. 3一个开关闸极上的电压决定电流能不能过去。整个把戏就这样,重复两百亿次。
1.4\ \text{km}
如果每个开关一公分见方,它们会铺成的正方形边长

两百亿块一公分见方的砖,会铺成边长约一点四公里的正方形。这一切都塞在你的指甲盖底下。

一座城市

城区、道路、电力线,以及什么能从哪里通过的规矩。

一片裸晶

功能区块、金属布线、电源轨,以及决定什么能从哪里通过的闸。

芯片做的每一件事,都是一个开关在说「可以」或「不行」——两百亿个,同时在说。