在 PC 硬件(例如 CPU 和 GPU)中,晶体管数量是“实际的”吗?还是说这辆车有 300 马力。汽车引擎盖下实际上没有马力。芯片也是一样吗?
如果晶体管数量是“实际的”,那么工程师们如何能够每年左右操纵超过 40 亿个晶体管(并且还在增加)来打造新架构?他们是否真的操纵了单个晶体管(我知道他们不会与晶体管进行物理交互,但在设计架构时,他们是否真的在原理图上摆弄单个晶体管?)
答案1
晶体管是一个实际的、离散的、可量化的单元,由以下部分组成:PN 结、衬底结和小绝缘层。它们通常不单独操作,而是添加到更大的功能块中,例如静态存储器数组,算术逻辑单元等等,尽管有时时间问题可能需要通过个人操作来解决。
答案2
该芯片上确实有晶体管,但同时,这可能不是衡量芯片速度的好方法。
晶体管是制造 NAND、NOR 和反相门所需的基本单元,这些单元组合使用来制造从加法器到存储器单元再到多路复用器的所有设备,以确定应返回哪条指令的结果。
一般来说,在设计芯片时操作任何比 NAND(4 个晶体管)、NOR(4 个晶体管)或反相器(2 个晶体管)更小的单元是没有用的,因为芯片上的所有结构都是这些单元的组合。
编辑:在某些情况下,您只需要使用一个晶体管,主要是在多路复用器和锁存器中,但它们并非绝对必要(尽管它们效率更高,有时也会使用)。感谢 Dietrich Epp 的更新。