依摩尔定律增长的存储器

2008-09-01 18:53:28来源: 北京大学 吉利久

 

  MOS IC 最先制作的产品是存储器。1971 年Intel 做出1Kb DRAM(动态随机存储器—Dynamic Random Access Memory),标志着IC 进入LSI(大规模集成电路—Large Scale IC)阶段。这是当时的说法,这个集成度现在已经称不上“大规模”了;到1988 年,16Mb 的DRAM 问世,集成了3500 万个晶体管,标志着IC 进入VLSI(超大规模集成电路—Very Large Scale IC)阶段;到2000 年,1Gb 的DRAM 投放市场。从1971 到2000 的29 年中,存储器的集成度由1Kb 到1Gb,增长106 倍,它的CAGR=1.61,增长速度高于3 年4 番。因此,存储器通常作为IC 集成度的标志,体现按Moore 定律的增长。

  IC 产品的另一个重要门类是微处理器,它对IC 产业的发展起到更大的拉动作用。目前最为强大的微处理器厂家当属Intel 和AMD。以Intel 为例,1971 年做出了全球第一个微处理器4004,当年11 月15 日的《Electronic News》上刊登了这条消息,引起轰动。4004采用10μm 硅PMOS 工艺,芯片面积1/8 英寸×1/16 英寸(约3.2mm×1.6mm)。这个微处理器虽然只有2300 个晶体管,4 位字长,时钟频率为108 KHz,但它却标志着在半导体与计算机两大学科之间形成一个新的交叉学科——微电子学。1974 年Intel 推出8080,这是一个非常成功的微处理器,1975 年一家小公司MITS 用8080 装出了第一台8 位机个人电脑Altair,从此开始了PC(个人电脑——Personal Computer)时代。1978 年Intel 推出了16 位的8086,并由IBM 装成“IBM PC”。凭借着大公司的市场能力,IBM PC 很快赢得了用户,使得PC 机进入千家万户,开始了长达14 年的80×86 品牌。经过了80286、386、486,到1993 年,Intel 推出奔腾(Pentium)微处理器,树起了一个新的品牌。到2000 年,奔腾4 问世,采用0.18μm 工艺,主频达到1.5GHz。奔腾品牌用了12 年,到2005 年,Intel推出酷睿微处理器,以65nm 工艺制程,双核结构,4Mb Cache,功能非常强大。整个芯片有将近3 亿个晶体管,主频达到2~3GHz,功耗为65 瓦。

  从4004 到酷睿,历时34 年,集成规模由2300 个到3 亿个晶体管,微处理器的CARG≈1.42,低于Moore 定律的增长。但是它从另一个方面体现Moore 定律,以其迅速增长的强大功能,支持着社会各行业、生活各领域实现智能化、网络化、数字化,极大地提高了人们的工作效率和生活质量。

  微处理器,存储器,再加上各种ASIC(专用集成电路——Application Specific IC)构成了年产值3000 亿美元的IC 产业,支持着几万亿的IT 产业,成为整个世界经济最重要的支柱。

  在说到微处理器时,一定不要忘记软件工程师的功劳,无论是在DOS、Windows 等系统软件方面,还是在网络、多媒体、电子商务等应用软件方面,他们都做出了重要贡献。要记住,用户是为了使用软件才买硬件的,而硬件又是软件高效运行的载体。软件和硬件的这种关系决定了微处理器需要做软件、硬件的协同设计、统筹安排,共同实现微处理器的最优化性能。因此,软件工程师作为IC 产业的重要成员,在IC 的成就中,功勋卓著。

关键字:集成  存储  奔腾  频率  芯片  时钟

编辑:汤宏琳 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2008/0901/article_1036.html
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