Daripada gred pengguna kepada gred aeroangkasa, apakah perbezaan antara cip?

Pembahagian gred cip sebenarnya adalah pembahagian kekerasan persekitaran aplikasi cip. Cip biasa kami biasanya dibahagikan kepada empat kategori, gred awam (gred pengguna), gred industri, gred automotif dan gred tentera (gred aeroangkasa). Pada masa ini, cip spesifikasi tertinggi yang boleh kami akses ialah cip spesifikasi kereta. Berbanding dengan cip gred pengguna, cip gred automotif boleh menahan suhu yang lebih melampau dan persekitaran penggunaan.

Memandangkan cip gred tentera dan gred kereta sangat berkuasa, bukankah cukup untuk menjadikan semua cip memenuhi piawaian cip gred tinggi sebanyak mungkin?

Penggredan cip tidak semudah itu. Ia sebenarnya melibatkan keseluruhan proses reka bentuk litar, proses pembuatan, dan pembungkusan akhir dan ujian cip. Cip standard tinggi mungkin tidak sesuai untuk tahap persekitaran yang lain. Pertama sekali, cip dengan spesifikasi yang lebih tinggi selalunya bermakna harga yang lebih tinggi, dan membayar untuk senario aplikasi yang mustahil akan mengurangkan keberkesanan kos cip. Lebih-lebih lagi, bukannya semakin tinggi tahap cip, semakin cepat kelajuan pemprosesan. Kadangkala cip akan mengorbankan sebahagian daripada prestasi agar tidak ranap dalam menghadapi senario aplikasi khas.

Ringkasnya, reka bentuk redundansi adalah untuk meningkatkan kebolehpercayaan cip sebagai pertukaran untuk meningkatkan pelaburan sumber.

Kewujudan litar berlebihan dalam cip bukanlah satu pembaziran, kerana cip perlu disediakan sepenuhnya apabila menghadapi tugas yang tidak diketahui untuk mengurangkan kemungkinan masa henti dalam keadaan khusus. Pakar reka bentuk cip menerangkan litar berlebihan: "Kami boleh menyesuaikan sistem untuk mempunyai penimbalan yang mencukupi antara pemproses dan memori supaya walaupun memori dimuatkan ke tahap maksimum dan terdapat aliran transaksi maksimum antara pemproses dan kependaman memori, maka pemproses boleh menampung banyak isu transaksi". Cache berlebihan tertentu boleh menghalang ranap apabila memori melimpah apabila memproses tugas selari berskala besar. Di samping itu, kesan yang sama juga boleh dicapai untuk reka bentuk lebihan memori.

Sudah tentu, mereka bentuk litar berlebihan bukanlah satu salinan dan tampal yang mudah. Sebagai contoh, kilang cip boleh meningkatkan margin kapasiti pemprosesan dalam beberapa proses pemprosesan, seperti memori berlebihan dan cache yang disebutkan di atas, yang boleh membenarkan cip menangani isu pemasaan penimbal dan kemungkinan perubahan tepat pada masanya; redundansi juga boleh menjadi pilihan Teras IP matang, walaupun ia tidak semestinya kelajuan pengkomputeran terpantas, boleh memaksimumkan kebolehpercayaan; redundansi juga boleh membenarkan pemproses menggunakan strategi yang stabil dan bukannya strategi yang cekap apabila mengira algoritma tertentu, seboleh-bolehnya Elakkan kemudaratan yang disebabkan oleh ralat pengiraan.

Secara umum, redundansi tidak berlebihan. Jurutera dalam bidang pemanduan autonomi dalam industri telah menegaskan: "Banyak aspek reka bentuk adalah peraturan biasa. Mereka mungkin meminta margin 30% untuk menyediakan penimbal masa. Ini boleh mengendalikan keadaan tidak normal yang dihadapi dalam reka bentuk fizikal. Margin ini sama sekali tidak membazir, lebih seperti insurans untuk reka bentuk fizikal atau isu kritikal proses."

Sebelum sekeping silikon monohabluran akhirnya menjadi cip untuk kita gunakan, ia perlu melalui reka bentuk, pembuatan, pembungkusan, ujian dan pautan lain. Salah satu tujuan utama pembungkusan adalah untuk melindungi die yang rapuh di dalam daripada persekitaran luaran.

Ambil cip gred aeroangkasa sebagai contoh. Cip gred pengguna biasa boleh mencapai perlindungan yang mencukupi dengan menggunakan bungkusan plastik, manakala cip gred aeroangkasa sering dibungkus dalam seramik atau logam, dan bungkusan itu juga disalut dengan lapisan loyang untuk mengasingkan sinar kosmik dan persekitaran suhu tinggi. Untuk mengurangkan kesan sekunder yang disebabkan oleh sinaran, gas khas juga diisi semasa pembungkusan.

Pada masa ini, tahap spesifikasi kereta adalah cip spesifikasi tertinggi yang boleh dilihat oleh pengguna. Berdasarkan keperluan peraturan kenderaan, suhu operasinya diperlukan untuk mencapai -40 darjah hingga 125 darjah , dan ia juga perlu kalis kilat, kalis lembapan dan kalis kejutan. Oleh itu, cip gred kereta selalunya perlu mempertimbangkan pelesapan haba dan isu pengedap semasa pembungkusan. Pada masa ini, kebanyakan cip automotif dibungkus dalam SIP. Kebanyakan modul yang memerlukan kestabilan pengkomputeran yang tinggi disepadukan bersama untuk perlindungan pembungkusan. Pada masa yang sama, jarak komunikasi antara modul yang berbeza dikurangkan, dan kemungkinan terjejas semasa penghantaran data dikurangkan.

Malah, sama ada cip gred industri, gred automotif atau gred aeroangkasa tentera, selepas beberapa pusingan penyediaan pada peringkat awal, pemilihan dan ujian yang ketat mesti dijalankan pada akhirnya. Cip setiap gred tidak dihasilkan oleh pengeluar cip dan dimeterai sendiri, dan gred perlu ditentukan selepas diluluskan oleh jabatan domestik yang berkaitan.

Pada masa ini, cip dibahagikan secara kasar kepada empat gred, gred pengguna, gred industri, gred automotif dan gred tentera (aeroangkasa). Cip gred dan spesifikasi yang berbeza mempunyai keperluan berbeza daripada peringkat reka bentuk hingga pembungkusan dan ujian, dan senario penggunaan juga agak berbeza. Secara umum, lebih tinggi spesifikasi cip, lebih banyak reka bentuk redundansi cip, lebih ketat pakej, dan proses ujian yang lebih rumit dan ketat.