晶體管簡介

　　嚴(yán)格意義上講，晶體管泛指一切以半導(dǎo)體材料為基礎(chǔ)的單一元件，包括各種半導(dǎo)體材料制成的二極管、三極管、場效應(yīng)管、可控硅等。晶體管有時多指晶體三極管。晶體管主要分為兩大類：雙極性晶體管（BJT）和場效應(yīng)晶體管（FET）。晶體管有三個極；雙極性晶體管的三個極，分別由N型跟P型組成發(fā)射極（Emitter）、基極（Base） 和集電極（Collector）;場效應(yīng)晶體管的三個極，分別是源極（Source）、柵極（Gate）和漏極（Drain）。

　　晶體管是一種半導(dǎo)體器件，放大器或電控開關(guān)常用。晶體管是規(guī)范操作電腦，手機(jī)，和所有其他現(xiàn)代電子電路的基本構(gòu)建塊。由于其響應(yīng)速度快，準(zhǔn)確性高，晶體管可用于各種各樣的數(shù)字和模擬功能，包括放大，開關(guān)，穩(wěn)壓，信號調(diào)制和振蕩器。晶體管可獨(dú)立包裝或在一個非常小的的區(qū)域，可容納一億或更多的晶體管集成電路的一部分。

　　1947年12月，美國貝爾實(shí)驗(yàn)室的肖克利、巴丁和布拉頓組成的研究小組，研制出一種點(diǎn)接觸型的鍺晶體管。晶體管的問世，是20世紀(jì)的一項(xiàng)重大發(fā)明，是微電子革命的先聲。晶體管出現(xiàn)后，人們就能用一個小巧的、消耗功率低的電子器件，來代替體積大、功率消耗大的電子管了。晶體管的發(fā)明又為后來集成電路的降生吹響了號角。20世紀(jì)最初的10年，通信系統(tǒng)已開始應(yīng)用半導(dǎo)體材料。20世紀(jì)上半葉，在無線電愛好者中廣泛流行的礦石收音機(jī)，就采用礦石這種半導(dǎo)體材料進(jìn)行檢波。半導(dǎo)體的電學(xué)特性也在電話系統(tǒng)中得到了應(yīng)用。

　　那么本文就來詳細(xì)的了解一下關(guān)于cpu里面到底有多少個晶體管，CPU幾億個晶體管是一個整體嗎？一起跟隨小編倆看看吧。

　　歷代CPU晶體管數(shù)量

　　摩爾定律，即當(dāng)價格不變時，集成電路上可容納的晶體管數(shù)目，約每隔18個月便會增加一倍，性能也將提升一倍。當(dāng)然這只是一個推測的理論，并非自然理論。但根據(jù)過去40年的CPU發(fā)展史來看，這個理論接近精準(zhǔn)。 我們可以比較一下，圖為過去40多年英特爾系列CPU的數(shù)據(jù)。

　?。╬s：圖中最高點(diǎn)斜率上升，不是技術(shù)發(fā)展加快，而是那個系列安騰以及安騰2屬于服務(wù)器CPU，不屬于桌面級CPU，按桌面級CPU的總體水準(zhǔn)曲線應(yīng)當(dāng)是斜率向更小發(fā)展） 而近幾年，

　　2000年奔騰4 Willamette，制作工藝180nm，CPU晶體管數(shù)量4200萬。

　　2010年酷睿i7-980X，制作工藝32nm，晶體管數(shù)量11.7億。

　　2013年酷睿i7 4960X，制作工藝22nm，晶體管數(shù)量18.6億。

　　關(guān)于近幾年CPU的詳細(xì)數(shù)據(jù)

　　1999年2月：英特爾發(fā)布了奔騰III處理器。奔騰III是1x1正方形硅，含有950萬個晶體管，采用英特爾0.25微米制程技術(shù)生產(chǎn)。

　　2002年1月：英特爾奔騰4處理器推出，高性能桌面臺式電腦由此可實(shí)現(xiàn)每秒鐘22億個周期運(yùn)算。它采用英特爾0.13微米制程技術(shù)生產(chǎn)，含有5500萬個晶體管。

　　2003年3月12日：針對筆記本的英特爾迅馳移動技術(shù)平臺誕生，包括了英特爾最新的移動處理器“英特爾奔騰M處理器”。該處理器基于全新的移動優(yōu)化微體系架構(gòu)，采用英特爾0.13微米制程技術(shù)生產(chǎn)，包含7700萬個晶體管。

　　2005年5月26日：英特爾第一個主流雙核處理器“英特爾奔騰D處理器”誕生，含有2.3億個晶體管，采用英特爾領(lǐng)先的90納米制程技術(shù)生產(chǎn)。

　　2006年7月27日：英特爾酷睿2雙核處理器誕生。該處理器含有2.9億多個晶體管，采用英特爾65納米制程技術(shù)在世界最先進(jìn)的幾個實(shí)驗(yàn)室生產(chǎn)。

　　2007年1月8日：為擴(kuò)大四核PC向主流買家的銷售，英特爾發(fā)布了針對桌面電腦的65納米制程英特爾酷睿2四核處理器和另外兩款四核服務(wù)器處理器。英特爾?酷睿?2四核處理器含有5.8億多個晶體管。

　　cpu為什么晶體管越多性能越強(qiáng)

　　簡單的說cpu就像是一個大的存放開關(guān)的工廠，每個晶體管就是一個開關(guān)，關(guān)的時候表示0，開的時候表示1，晶體管越多，開關(guān)也越多，在處理同一個問題的時候走的線路也就越多。這就像是你以前學(xué)初中物理時的并聯(lián)電路，之路越多流通的線路也越多。

　　同樣，cpu的晶體管越多，單位時間內(nèi)可以流過的電流的支路也就越多反映在宏觀上就是你在一顆cpu上能同時處理的數(shù)據(jù)也就越多，機(jī)器也就越快。

　　CPU幾億個晶體管是一個整體嗎

　　CPU主要包括邏輯運(yùn)算單元、控制單元和存儲單元。在邏輯運(yùn)算和控制單元中包括一些寄存器，這些寄存器用于CPU在處理數(shù)據(jù)過程中數(shù)據(jù)的暫時保存。

　　在了解CPU工作原理之前，我們先簡單談?wù)凜PU是如何生產(chǎn)出來的。CPU是在特別純凈的硅材料上制造的。一個CPU芯片包含上百萬個精巧的晶體管。人們在一塊指甲蓋大小的硅片上，用化學(xué)的方法蝕刻或光刻出晶體管。因此，從這個意義上說，CPU正是由晶體管組合而成的。簡單而言，晶體管就是微型電子開關(guān)，它們是構(gòu)建CPU的基石，你可以把一個晶體管當(dāng)作一個電燈開關(guān)，它們有個操作位，分別代表兩種狀態(tài)：ON（開）和OFF（關(guān)）。這一開一關(guān)就相當(dāng)于晶體管的連通與斷開，而這兩種狀態(tài)正好與二進(jìn)制中的基礎(chǔ)狀態(tài)“0”和“1”對應(yīng)！這樣，計(jì)算機(jī)就具備了處理信息的能力。

　　cpu制作是一項(xiàng)非常高精度的工藝，必須借助機(jī)械來完成，從晶圓被切割出來的晶體管會被機(jī)械像印刷一樣印在cpu基座上，每張印刷好的基座會通過檢查排除不良品以及檢驗(yàn)產(chǎn)品的最大效率值，然后加上外殼接口就成了我們常見的處理器產(chǎn)品。