Από τον βαθμό καταναλωτή έως τον βαθμό αεροδιαστημικής, ποια είναι η διαφορά μεταξύ των τσιπ;

Η κατανομή βαθμών των τσιπ είναι στην πραγματικότητα η διαίρεση της σκληρότητας του περιβάλλοντος εφαρμογής τσιπ. Τα κοινά μας τσιπ χωρίζονται συνήθως σε τέσσερις κατηγορίες, πολιτικού βαθμού (βαθμός καταναλωτή), βιομηχανικής ποιότητας, κατηγορίας αυτοκινήτου και στρατιωτικού βαθμού (αεροδιαστημικής ποιότητας). Προς το παρόν, το τσιπ υψηλότερων προδιαγραφών στο οποίο μπορούμε να έχουμε πρόσβαση είναι το τσιπ προδιαγραφών αυτοκινήτου. Σε σύγκριση με τα τσιπ καταναλωτικής ποιότητας, τα τσιπ κατηγορίας αυτοκινήτου μπορούν να αντέξουν πιο ακραίες θερμοκρασίες και περιβάλλοντα χρήσης.

Εφόσον τα τσιπ στρατιωτικής ποιότητας και κατηγορίας αυτοκινήτου είναι τόσο ισχυρά, δεν θα ήταν αρκετό να κάνουμε όλα τα τσιπ να πληρούν όσο το δυνατόν περισσότερο τα πρότυπα των τσιπ υψηλής ποιότητας;

Η ταξινόμηση τσιπ δεν είναι τόσο απλή. Στην πραγματικότητα περιλαμβάνει ολόκληρη τη διαδικασία σχεδιασμού κυκλώματος, διαδικασίας κατασκευής και τελικής συσκευασίας και δοκιμής των τσιπ. Τα τσιπ υψηλών προδιαγραφών ενδέχεται να μην είναι κατάλληλα για άλλα επίπεδα περιβάλλοντος. Πρώτα απ 'όλα, μάρκες με υψηλότερες προδιαγραφές συχνά σημαίνουν υψηλότερες τιμές και η πληρωμή για αδύνατα σενάρια εφαρμογής θα μειώσει τη σχέση κόστους-αποτελεσματικότητας των τσιπ. Επιπλέον, δεν είναι ότι όσο υψηλότερο είναι το επίπεδο τσιπ, τόσο μεγαλύτερη είναι η ταχύτητα επεξεργασίας. Μερικές φορές το τσιπ θυσιάζει μέρος της απόδοσης για να μην κολλήσει μπροστά σε ειδικά σενάρια εφαρμογών.

Με απλά λόγια, ο σχεδιασμός πλεονασμού είναι να αυξήσει την αξιοπιστία του τσιπ με αντάλλαγμα την αύξηση της επένδυσης σε πόρους.

Η ύπαρξη περιττών κυκλωμάτων στο τσιπ δεν είναι σπατάλη, επειδή το τσιπ πρέπει να είναι πλήρως προετοιμασμένο όταν αντιμετωπίζει άγνωστες εργασίες για να μειώσει την πιθανότητα διακοπής λειτουργίας υπό ειδικές συνθήκες. Οι ειδικοί στο σχεδιασμό τσιπ εξηγούν το περιττό κύκλωμα: «Μπορούμε να προσαρμόσουμε το σύστημα ώστε να έχει αρκετή προσωρινή αποθήκευση μεταξύ του επεξεργαστή και της μνήμης, έτσι ώστε ακόμα κι αν η μνήμη φορτωθεί στο μέγιστο και υπάρχει μέγιστη ροή συναλλαγής μεταξύ του επεξεργαστή και της καθυστέρησης μνήμης, τότε ο επεξεργαστής μπορεί να καλύψει πολλά συναλλακτικά ζητήματα». Ορισμένες περιττές κρυφές μνήμες μπορούν να αποτρέψουν σφάλματα όταν η μνήμη υπερχειλίζει κατά την επεξεργασία παράλληλων εργασιών μεγάλης κλίμακας. Επιπλέον, το ίδιο αποτέλεσμα μπορεί να επιτευχθεί και για τον σχεδιασμό πλεονασμού μνήμης.

Φυσικά, ο σχεδιασμός περιττών κυκλωμάτων δεν είναι μια απλή αντιγραφή και επικόλληση. Για παράδειγμα, το εργοστάσιο των τσιπ μπορεί να αυξήσει το περιθώριο ικανότητας επεξεργασίας σε ορισμένες διαδικασίες επεξεργασίας, όπως η πλεονάζουσα μνήμη και η κρυφή μνήμη που αναφέρθηκαν παραπάνω, γεγονός που μπορεί να επιτρέψει στο τσιπ να αντιμετωπίσει προβλήματα χρονισμού buffer και πιθανές αλλαγές έγκαιρα. Ο πλεονασμός μπορεί επίσης να είναι προαιρετικός Ένας ώριμος πυρήνας IP, αν και δεν είναι απαραίτητα η ταχύτερη υπολογιστική ταχύτητα, μπορεί να μεγιστοποιήσει την αξιοπιστία. Ο πλεονασμός μπορεί επίσης να επιτρέψει στον επεξεργαστή να υιοθετήσει μια σταθερή στρατηγική και όχι μια αποτελεσματική στρατηγική κατά τον υπολογισμό ορισμένων αλγορίθμων, όσο το δυνατόν περισσότερο Αποφύγετε τη ζημιά που προκαλείται από σφάλματα υπολογισμού.

Γενικά, ο πλεονασμός δεν είναι περιττός. Μηχανικοί στον τομέα της αυτόνομης οδήγησης στη βιομηχανία έχουν επισημάνει: "Πολλές πτυχές του σχεδιασμού είναι εμπειρικοί κανόνες. Μπορεί να ζητήσουν ένα περιθώριο 30% για να παρέχουν ένα buffer χρονισμού. Αυτό μπορεί να χειριστεί τις μη φυσιολογικές συνθήκες που συναντώνται στη φυσική σχεδίαση. Αυτό το περιθώριο δεν είναι σε καμία περίπτωση σπατάλη, περισσότερο σαν ασφάλιση για φυσικούς σχεδιασμούς ή κρίσιμα ζητήματα διεργασιών».

Προτού ένα κομμάτι μονοκρυσταλλικού πυριτίου γίνει τελικά ένα τσιπ για χρήση, πρέπει να περάσει από το σχεδιασμό, την κατασκευή, τη συσκευασία, τη δοκιμή και άλλους συνδέσμους. Ένας από τους κύριους σκοπούς της συσκευασίας είναι η προστασία της εύθραυστης μήτρας στο εσωτερικό από το εξωτερικό περιβάλλον.

Πάρτε για παράδειγμα τσιπς αεροδιαστημικής ποιότητας. Τα συνηθισμένα τσιπ καταναλωτικής ποιότητας μπορούν να επιτύχουν επαρκή προστασία χρησιμοποιώντας πλαστικές συσκευασίες, ενώ τα τσιπς αεροδιαστημικής ποιότητας συσκευάζονται συχνά σε κεραμικά ή μέταλλα και η συσκευασία είναι επίσης επικαλυμμένη με ένα στρώμα ορείχαλκου για την απομόνωση κοσμικών ακτίνων και περιβάλλοντος υψηλής θερμοκρασίας. Προκειμένου να μειωθούν οι δευτερογενείς επιπτώσεις που προκαλούνται από την ακτινοβολία, γεμίζεται επίσης ένα ειδικό αέριο κατά τη συσκευασία.

Προς το παρόν, το επίπεδο προδιαγραφών αυτοκινήτου είναι το τσιπ υψηλότερων προδιαγραφών που μπορούν να δουν οι καταναλωτές. Κρίνοντας από τις απαιτήσεις των κανονισμών του οχήματος, η θερμοκρασία λειτουργίας του πρέπει να φτάνει τους -40 βαθμούς έως τους 125 βαθμούς και πρέπει επίσης να είναι αντικεραυνικό, ανθεκτικό στην υγρασία και αντικραδασμικό. Ως εκ τούτου, τα τσιπ κατηγορίας αυτοκινήτου πρέπει συχνά να λαμβάνουν υπόψη τα θέματα απαγωγής θερμότητας και σφράγισης κατά τη συσκευασία. Προς το παρόν, τα περισσότερα τσιπ αυτοκινήτου συσκευάζονται σε SIP. Οι περισσότερες από τις μονάδες που απαιτούν υψηλή υπολογιστική σταθερότητα είναι ενσωματωμένες μεταξύ τους για προστασία της συσκευασίας. Ταυτόχρονα, μειώνεται η απόσταση επικοινωνίας μεταξύ διαφορετικών μονάδων και μειώνεται η πιθανότητα να επηρεαστούν κατά τη μετάδοση δεδομένων.

Στην πραγματικότητα, είτε πρόκειται για τσιπ βιομηχανικής, αυτοκινητοβιομηχανίας ή στρατιωτικής αεροδιαστημικής ποιότητας, μετά από πολλαπλούς γύρους προετοιμασίας στο αρχικό στάδιο, πρέπει να πραγματοποιηθεί αυστηρή επιλογή και δοκιμή στο τέλος. Τα τσιπ κάθε κατηγορίας δεν παράγονται από κατασκευαστές τσιπ και είναι αυτοσφραγισμένα και οι ποιότητες πρέπει να καθοριστούν μετά από έγκριση από τις αρμόδιες εγχώριες υπηρεσίες.

Προς το παρόν, τα τσιπ χωρίζονται χονδρικά σε τέσσερις κατηγορίες, κατηγορία καταναλωτή, βιομηχανική, κατηγορία αυτοκινήτου και στρατιωτική (αεροδιαστημική) κατηγορία. Τα τσιπ διαφορετικών ποιοτήτων και προδιαγραφών έχουν διαφορετικές απαιτήσεις από το σχεδιασμό μέχρι τα στάδια συσκευασίας και δοκιμής, και τα σενάρια χρήσης είναι επίσης αρκετά διαφορετικά. Γενικά, όσο υψηλότερες είναι οι προδιαγραφές του τσιπ, τόσο περισσότερο σχεδιασμός πλεονασμού chip, τόσο πιο σφιχτό είναι το πακέτο και τόσο πιο περίπλοκη και αυστηρή είναι η διαδικασία δοκιμής.