CPU、GPU、MCU、FPGA都该如何区分

至芯陈老师

看过不少专业人士写的介绍芯片及其分类的文章，对非专业人士来说，太多的专业术语难以融会贯通，遇到芯片上市公司具体业务和产品时，还是一头雾水。后来明白了，非专业人士从技术上理解芯片基本是不可能的，我们需要的是从逻辑上理解芯片。
现代社会芯片是一个大概念，几乎无处不芯片，就连家里照明的LED等都需要外延芯片才能激发二极管发光。所以，芯片已是平淡无奇的东西，自从美国人制裁中兴，却让国人紧张了一阵。

其实，我国军用芯片以及卫星、火箭、导弹等所需要的高可靠芯片，基本是可以满足需求的，美国人是制裁不了的。此类芯片需要高可靠性，用不着7纳米制程，微米级别就可以了，也不用大规模生产，良品率低一些也问题不大。
反而我国的商用芯片、通用芯片、民用芯片与发达国家差距较大，想想手机从砖头般到现在的大小，还要整整用一天，就明白了通用芯片对体积、功耗、成本、大规模生产良品率等要求越来越高，所以技术含量越来越高。投资一个7纳米制程的工厂需近百亿美元，相关设备专利、芯片结构专利已被美欧国家掌控。
芯片从可靠性角度，可以分为高可靠芯片和商用芯片，高可靠芯片往往是专用芯片。芯片还可以从很多角度分类。从应用领域可分为计算机用芯片、通讯芯片、手机芯片、电器芯片、LED芯片等等；从芯片功能上可以分为CPU中央处理器、RAM随机内存、ROM内存、MCU等芯片，GPU图形显控芯片、FPGA现场可编程门阵列、MCU单片机等等。还有专用芯片ASIC、崁入式芯片等等概念。
芯片无非是要完成计算、存储、通信等功能的一种高集成的半导体产品，每一种功能都可以做成一种芯片，每一种特别的需求也可以做成一种芯片。
CPU中央处理器、RAM随机内存、ROM内存无需赘言都有单独的芯片，而有些芯片本身需要包含这些功能才能独立地完成某种任务。比如，MCU需要把CPU中央处理器、RAM随机内存、ROM内存、定时计数器和多种 I/O 接口等，集成在一片芯片上形成芯片级计算机。GPU是专门突出图像处理能力设计制造的芯片，其能力表现在并行计算能力上。
每一种需求都有一种芯片，从另一个角度上说，这种芯片的适应能力极差，所以就出现FPGA现场可编程门阵列芯片，有可以根据需求差异进行适当调整的能力。有几种芯片里面崁入了软件的成分，可以完成某种特定的任务，这种芯片被称为崁入式芯片。MCU单片机、GPU图形显控芯片、FPGA现场可编程门阵列，都属于崁入式芯片的范围。

GPU图形显控芯片、FPGA现场可编程门阵列，不仅崁入了软件，需要的话，可以按照特定的架构做成软件可以编辑，可以编程的芯片，比如，FPGA现场可编程门阵列、可编程结构的GPU都是可编程的。对应地，大部分芯片是不含软件的，CPU中央处理器、RAM随机内存、ROM内存等，需要外围的软件驱动其发挥作用，芯片这么多管脚可能有几个就是连接驱动程序的。
专用芯片ASIC可以是为某一客户的需求定制的芯片，也可以是某一款产品的需求开发的芯片。GPU图形显控芯片是为图像显示需求开发的芯片，本身就是一种专用芯片，还可以专门为我国的歼20战机的需求开发一款芯片，更是一种专用芯片。这种芯片往往成本最高，特别是为某一客户、某一产品设计开发的芯片。
此时，折中方案出现了，GPU图形显控芯片、FPGA现场可编程门阵列等崁入式芯片可以两全其美，算是半专用芯片，较专用芯片牺牲一点性能，成本可以大幅降低，歼20不能牺牲性能的，教练机总是可以的。上面对芯片的理解是非专业的，有这些芯片常识，阅读上市公司公告是没有问题的。[sub][/sub][sup][/sup][strike][/strike]

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