cpu,有人说芯片1纳米就是极限了

cpu，有人说芯片1纳米就是极限了？

个人觉得1nm之后应该还会有0.Xnm的新工艺出现！

发展方向：用石墨烯或碳纳米管等新材料替代硅、提高光刻机分辨率或许能实现突破！

1nm工艺确实是当前半导体工艺的光锥和视界，现在没有人知道1nm之后的半导体工业会发生什么！但一般情况下，人类都不会在遇到难以逾越的障碍时选择回避，而是总能找到解决问题的其他突破口！

其实早在2016年，隶属美国能源部的劳伦斯伯克利国家实验室Ali Javey 团队宣称突破了物理极限，成功创造1 纳米晶体管。

该实验室利用二维材料技术用二硫化钼、碳纳米管和二氧化绝缘体锆实现了栅极长度1nm的晶体管。该成功公布在当时《科学》杂志上。

目前，这一研究还停留在初级阶段，毕竟在14nm的制程下，一个模具上就有超过10亿个晶体管，而要将晶体管缩小到1nm，大规模量产的困难有些过于巨大。

那如果1nm工艺要达到量产，留给人类还有多少时间呢？在不考虑半代工艺的前提下，半导体工业还有5、3及2nm工艺总计3代的可发展余地。

现有芯片制造的原材料是硅，也就是我们常说的硅芯片。一块非常小的芯片实际上整合了数以亿计的晶体管，每个晶体可看作是一个可控的电子开关，晶体管由源极、漏极和位于他们之间的栅极所组成，电流从源极流入漏极，栅极则起到控制电流通断的作用，从而产生0 1数字信号，在目前的芯片中，连接晶体管源极和漏极的是硅元素。

然而随着晶体管尺寸的不断缩小（目前已到5nm），源极和栅极间的沟道也在不断缩短，当沟道缩短到一定程度的时候，量子隧穿效应就会变得极为容易，换言之，就算是没有加电压，源极和漏极都可以认为是互通的，那么晶体管就失去了本身开关的作用，因此也没法实现逻辑电路。

那芯片的发展就此结束了吗？回答是肯定的：绝对不会停止！虽然硅芯片发展到了极限，要想突破这个极限的话，只能靠使用其它材料才代替硅了。例如石墨烯和碳纳米管等！

要想做出更小制程的芯片，不仅要求材料能够达到这个极限，光刻机的分辨率也是一个非常重要的指标。要想提高分辨率，基本只能从从光源、孔径NA和工艺三个方面来考虑。

而目前唯一能做出EUV光刻机的只有荷兰的ASML。表面上看，ASML虽是一家荷兰公司，但是在它的背后却有着欧盟和美国强大力量的支撑，很多的关键技术都是由欧盟和美国提供。例如德国提供了特别先进的机械工艺，还有世界级的蔡司镜头，美国提供光源，使得ASML公司在光科技术方面突飞猛进的发展。

目前，ASML正在研发下一代EUV光刻机，分辨率提升70% ，已逼近1nm极限！

未来虽无法预知，但命运掌握在人类自己手中，极小制程芯片的发展更不会停步，人类总会找到新的突破口！

CPU的工作原理是什么？

朋友们好，我是电子及工控技术，我来回答这个问题。CPU是中央处理器的一个简称，我们听这个名字就知道它就像我们人的大脑一样具有指挥、计算和协调作用，就像我们身体各部位的一举一动都要受我们大脑控制一样。那么于此相同CPU也是控制着集成电路中的各种信息，在电路中的各种信息都要向CPU报到，由CPU来做决定。在有的控制电路中CPU是分离出来的，单独设计一个集成芯片实现CPU的功能，例如我们所用的电脑主板中，它就有专用的CPU处理芯片，现在为了提高CPU的处理数据的速度，在有的CPU芯片中都增加了2个CPU功能模块，我们称为双核CPU，有的为了提高更快的速度，甚至增加了4个CPU或者8个CPU等等。

还有的芯片是把一个CPU功能模块与其它功能的集成电路做在一个芯片里，比如我们所使用的各种类型的单片机，就是这种集成芯片。它把具有存储功能的模块放在芯片里、还有与外界进行信息交流的通道I/O口也放在芯片里、以及别人向它提出请求处理突发事件的这种功能部件也集成在这个芯片里等等，这种单片机芯片叫微处理器，简称MCU。

CPU不仅是电脑信息的处理中心，而且在其它的设备中所用到的控制芯片里也具有核心的位置，例如我们所用的手机、还有用单片机控制的电子设备等等。为了能够说明白CPU工作的来龙去脉，我们先来看看它的结构吧。

首先我们把CPU可以分为三个职能部门，第一个是负责各种运算的计算器，它的学名叫数学逻辑单元（ALU），它们的主要职能是负责加、减、乘和除的运算外，还负责各种逻辑运算，比如与、或、非、异或以及移位等计算，它如同我们生活中的会计一样，是运算的一把好手。

第二个职能部门是控制器，在它的下面又有三个子机构，一个是存放各种命令的储存室，CPU的各种命令都存放在这里；另一个是传送命令的译码室，CPU发出的各种命令需要在这里进行解码与解析、分发。它类似我们看到单位中的传达室，是用来发送各种命令的地方；最后一个是定时逻辑执行部门，CPU发出的各种命令都需要这个部门去执行，它主要是协调CPU发出的各种命令，然后也要协调CPU外部的信息。

第三个职能部门是储存室，CPU经常使用的各种数据都要存在这里，其CPU结构图如下图所示。

下面我们再说说CPU里的信息是如何传递和执行的，为了能够说明问题，我们举出一个最简单的例子。比如我们要让CPU处理一个“1+1”这个算数式子的任务。首先我们从计算机中输入这样一个任务给CPU后，这时CPU会发出一个“命令”给控制器中的储存室，它接到这个“命令”后要送到控制器中的译码室进行译码，这个意思是看看CPU发出的是一个什么命令。然后把译码的结果再送到逻辑控制执行部门，这个定时逻辑执行部门就会发出各种定时命令和控制命令，最后再把这个命令送到CPU的内部负责运算的部门（ALU）开始对这个算式进行计算，然后它把计算好的结果送到控制器中的存储室暂时储存起来，这就是CPU整个工作的过程。虽然我们说的比较多，只不过这一系列动作是在一瞬间就完成了。

如果我们想要看CPU执行的结果，然后我们再给CPU一个命令，它就会按照我们给出的命令输出计算的结果了。我们所给出的命令就是我们用计算机指令编写的计算机程序，可以用汇编语言编写也可以用C语言编写或者其它计算机语言都是可以的。

由此可见我们通过一个简单的例子来说明CPU的工作原理，我们要知道当CPU遇到其它指令的时候也就是不断重复这一过程的。

以上就是我对这个问题的解答，希望能帮你解惑。欢迎朋友参与讨论，敬请关注电子及工控技术，答题不易，感谢点赞。

cpu的性能与什么有关系？

Cpu性能跟什么有关系当然是ipc了，每周期发射指令集指令数，l1缓存大小命中率，这个本来是英特尔所提出的理论，然而英特尔的处理器每一年挤5%性能提升极少就无宣传过了何谓ipc，现在反被amd拿来宣传，随着锐龙3发布对比锐龙2代提升ipc多达15%，也就是等于英特尔挤出3年牙膏的cpu总和，性能另一方面当然是跟频率有关了，即使英特尔处理器ipc同频比不过amd,但是它可以堆更高的频率突出他家处理器优势，随之而来就是同核心下比12纳米2代锐龙功耗更高，除了这些还有cpu整数性能跟浮点运算，整数性能好坏决定玩模拟器流畅程度，早期amd处理器性能不行就是整数落后i家多年，直到今年锐龙3横空出世终于看齐了英特尔第九代的整数能力，另一方面还有浮点运算也跟上了使用了256位avx2指令集