Question

芯片的区别在哪？芯片的区别，不是只是运算速度吗？芯片设计，都设计些什么？

Answer 1

芯片设计设计的是什么？
首先由应用端提出对新一代产品的需求，然后进一步确定芯片的工艺以及IP和选型等，以手机芯片为例，在直播和log盛行的今天，比起相机手机随手拍，随时录的便捷更加受到青睐，那么高清拍摄就是其需求之一，接着是功能实现，它是描述希望芯片实现的目标，开发者们用marijuana或vhdl硬件描述语言开始编写百万行级的代码，就像如果要规划一座城市，要安排城市用地的功能分区和各项建设的整体布局，布置城市道路和交通运输系统等，越往后对芯片的要求会越来越高。
要做好一块芯片，验证是开发流程上最不可忽视的一环，在功能验证后，开发者需要将准确无误的代码。这一步被称之为逻辑综合提出，开发者们手工绘制芯片，电路，电路集成度不高，所以不易出错，而现在的芯片动辄包含几亿甚至数百亿个晶体管，不可能再靠手工绘制，1996年跨时代意义的eda工具也将compiler诞生，是最早手动绘制芯片电路的开发者们可以用代码将电路描述出来，至此芯片设计的抽象层次得到了大幅提高。

追问

芯片设计是怎么实现功能的?实现功能是通过，晶体管的布局吗？还有什么不同点，造成了芯片功能的区别?

追答

芯片，是模型的模型的模型的模型。
这整个过程包含了四层的模型。
1. 最底层的是半导体物理学，

2. 晶体管开关，是建立在半导体物理学上的模型，

3. 逻辑门，是建立在开关上的模型，

4. CPU，是建立在逻辑门上的模型。

这个层级系统很像是人类的组织：中央管省，省管市，市管区，区管基层单位。

咱们一层一层解说。

首先我们要用一个晶体管和一个互补晶体管来实现一个叫做“非门”的东西。所有信息都可以只用0和1两个数字编码。非门的功能就是你给它输入0它给你输出1，你输入1它输出0。我们用高电压代表1，低电压代表0。只要把一个晶体管和一个互补晶体管像下图这样连在一起，就是一个非门 —— 

比如你在输入端（in）接一个3伏的高压，我们知道下面的晶体管会“开”，所以输出（out）会和下面的低压相连接，输出就是低压（代表0）。反过来说如果你输入的是低压，上面的互补晶体管会开，输出就会和上面的高压相连接，输出就是高压。

“非门”是一个逻辑门。一般来说，所谓逻辑门的功能就是对输入的0或者1进行操作，形成输出。逻辑门可以有两个输入。比如所谓“与门”，就是当且仅当输入的A和B都是1的时候，它才会输出1，否则一律输出0。类似地，还有“或门”、“与非门”、“异或门”等等。

我们要知道的是：
第一，所有这些基本逻辑门都可以用晶体管搭建。第二，用这些逻辑门组合，就可以实现各种运算。

运算器是计算机 CPU 的一部分，CPU 中还有“数字同步逻辑”之类的组件，但是不管 CPU 有多复杂多高级，它也是用各种逻辑门组成的，而逻辑门是用开关做的。所以整个 CPU 就是一个开关网络！

开关的功能是如此的简单。它只能根据两种命令完成两个动作，它是纯机械化地事，没有任何智能。但是亿万个这样的开关组成在一起，就是 CPU，就能运行软件，就能实现人工智能。

最后的话，芯片的运行可不是自然界的逻辑。你可以把生物体分成好多层，比如分为器官、组织、细胞，但是这种分层跟设计 CPU 是不一样的。
自然界有很多所谓“涌现”现象，也就是整体会表现出个体运动解释不了的性质 —— 哪怕你把这一层研究透彻了，你也无法解释下一层是怎么回事。
而只有 CPU 这种人为设计的分层，才有那么清楚的逻辑结构。这个逻辑结构不但给了设计师自由，而且保证了通用性。

Answer 2

刚入行也不太清楚，最近在用芯查查，恶补知识，不懂还可以去社交论坛请教大咖，绝对是你的福音。

Answer 3

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