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等長配線

2019-01-25T16:28:10Z

240A:6B:190:6537:15BF:424F:7AB4:B6CA:

等長配線（読み：とうちょうはいせん）とは、[[半導体]]と[[半導体]]を繋ぐ複数の「配線の長さ」を同じくすることをいう。

これにより各配線の信号の到達時間が近似するようになりタイミングの調整が大幅に楽になる。

== 概要 ==
[[半導体]]の[[クロック周波数]]が低かった時代は半導体間を繋ぐ配線はバラバラな配線長でも問題なく動いた。

しかし[[CPU]]や[[メモリ]]などの[[クロック周波数]]が1GHzを超えたあたりからバラバラの配線長では信号の到達時間に差がありすぎて正常に動かなくなった。その解決策として等長配線という考えが一般化した。

たとえば最近の[[PC]]の[[マザーボード]]上の[[CPU]]と[[メモリ]]を繋ぐ複数の配線の長さはすべて同じになっている。マザーボードの配線をみて「なんで渦を巻いているのだろう？」と思うことがあるだろうが、それこそが等長配線である。

== 関連項目==
* [[チップレット]]
* [[ワンチップマイコン]]

等長配線

2019-01-25T16:27:26Z

240A:6B:190:6537:15BF:424F:7AB4:B6CA: ページの作成:「等長配線とは、半導体と半導体を繋ぐ複数の配線の長さを同じくすることをいう。これにより各配線の信号の到達時間…」

等長配線とは、[[半導体]]と[[半導体]]を繋ぐ複数の配線の長さを同じくすることをいう。

これにより各配線の信号の到達時間が近似するようになりタイミングの調整が大幅に楽になる。

== 概要 ==
[[半導体]]の[[クロック周波数]]が低かった時代は半導体間を繋ぐ配線はバラバラな配線長でも問題なく動いた。

しかし[[CPU]]や[[メモリ]]などの[[クロック周波数]]が1GHzを超えたあたりからバラバラの配線長では信号の到達時間に差がありすぎて正常に動かなくなった。その解決策として等長配線という考えが一般化した。

たとえば最近の[[PC]]の[[マザーボード]]上の[[CPU]]と[[メモリ]]を繋ぐ複数の配線の長さはすべて同じになっている。マザーボードの配線をみて「なんで渦を巻いているのだろう？」と思うことがあるだろうが、それこそが等長配線である。

== 関連項目==
* [[チップレット]]
* [[ワンチップマイコン]]

チップレット

2019-01-25T16:10:15Z

240A:6B:190:6537:15BF:424F:7AB4:B6CA: /* 概要 */

'''チップレット'''（[[英語]]：Chiplet）とは、[[CPU]]や[[GPU]]などの[[半導体]]をコア単位で製造して、あとからレゴブロックのように合体させることでひとつの製品を作り出す方式である。

[[マザーボード]]などに搭載されている「[[チップセット]]」と名前が似ているがまったくの別物である。
==概要==
半導体プロセスの微細化と比例して[[歩留まり]]の悪化による製造コストの増加が問題になった。

そこで[[シリコンウェーハ]]の無駄を減らすべく、1個の大きい半導体を1回で生成するのではなく、複数の小さい半導体を製造して、レゴブロックの如く後から結合するという方法が考案された。

たとえば8コアの[[CPU]]であれば、一発で製造する従来方式だと1コアでも不良品があれば残り7コアが優良品でも捨てることになっていた（実際はコア数が少ない下位モデルとして販売されることが多い）。

一方でチップレットでは1コアごとに製造して、後から結合することで１個の製品を作り上げるので1コアが欠陥品でも優良7コアは無駄にならない。

また、各コアを繋げる[[クロスバースイッチ]]などを大きめのプロセスで作ることで、微細化するほど高電圧に弱くなる問題も解決でき、微細化のあまり必要のないI/Oなどのコアは安価に製造することができる。

さらに[[GPU]]や[[モデム]]などのコアの搭載・非搭載を簡単に選択できるようになるため、これらを新型に交換した新製品をサクサク製造できるようになる。

また発熱の少ないコアなどは三次元的に積み上げることで大きさを抑制することもできる。三次元的な接続は配線の長さを極端に短くできるため消費電力を大幅に抑えることができる。さらにいわゆる[[等長配線]]なんかの設計も大幅に楽になる。

欠点としては大きい半導体を一発で製造しても不良品がほとんど出ないという状態と比べると組立工程のコストが増大する分だけ不利となる。ただ[[歩留まり]]が絶望的に悪いという状況下では利点になる。

ようするに半導体のための半導体による半導体サイズの[[マザーボード]]だな。俗にいう[[ワンチップマイコン]]の最新の姿であるとも言える。

==関連項目==

*[[CPU]]
*[[GPU]]
*[[SoC]]

ワンチップマイコン

2019-01-25T16:07:43Z

240A:6B:190:6537:15BF:424F:7AB4:B6CA: /* 設計コストの増大 */

'''ワンチップマイコン'''とは、[[CPU]]をはじめ様々な[[電子回路]]をひとつの[[半導体]]に詰込んだ[[コンピューター]]のことである。

== 概要 ==
[[コンピューター]]を構成する上で必要なデバイスは以下の4点である。
*[[CPU]]
*[[RAM]]
*[[ROM]]
*[[IOポート]]
これらがひとつの半導体にまとまったものをワンチップマイコンという。
一方で[[AMD Fusion APU]]のような単に[[CPU]]と[[GPU]]を合体させたものをワンチップマイコンと呼ぶことは稀である。

ワンチップマイコンは[[炊飯器]]や[[自動車]]の制御システムなど[[コンピューター]]を必要とする装置のあらゆる製品に組み込まれている。

最近では[[キーボード]]や[[マウス]]などにもワンチップマイコンが組み込まれていることが多い。[[PC-9801シリーズ]]などの古い[[パソコン]]や[[ファミコン]]などでは本体側に[[キーボード]]や[[マウス]]の[[コントローラー]]が搭載されており、[[キーボード]]や[[マウス]]の中身は[[センサー]]だけという事も多かった。だが昨今の[[USB]]製品などはひとつで完結しているものばかりである。

== 呼称 ==
ワンチップマイコンはその性能により呼び方が異なる。明確な区切りはないが、低スペックなものは[[マイクロコントローラー]]と呼ばれ、高スペックなものは[[マイクロコンピューター]]と呼ばれる。また、近年では特にスペックの高いものを指して[[SoC (System on a Chip)]]などと呼ばれる。

== メリットとデメリット ==
=== 設計コストの増大 ===
複数の[[半導体]]をひとつにまとめあげるワンチップ化は一番最初の回路設計の[[コスト]]が増大するというデメリットがある。

この問題は[[チップレット]]の登場により劇的に改善されつつある。

=== 小型化、省エネ化 ===
半導体内部で[[配線]]が完結するため、[[配線]]を極端に短くできることで[[小型化]]と[[省エネ]]を実現できる。
どちらも[[バッテリー]]で動く製品では極めて重要な要素となる。

たとえば最近では[[スマホ]]に搭載する[[ARM]]を巡り、[[モデム]]を内蔵した[[Snapdragon]]と、[[モデム]]を内蔵していない[[Tegra]]の戦いは、結果として前者が[[省電力]]を武器に圧倒的な勝利を得る事となった。

=== 量産効果 ===
ワンチップ化によって必要な部材の点数が減るため[[量産効果]]と[[微細化]]の影響を強く受けるようになる。

これにはメリットもデメリットもある。
[[半導体]]に限らず、物の値段は基本的に部材のパーツ数で決まる。
[[素材]]が[[貴金属]]でもない限り、部材の重量はあまり影響を与えない。
たとえば[[100円ショップ]]で売っているプラスチック製品を例にしてみよう。
[[本立て]]は切れ目のない1枚板なので原価はアホみたいに安い。逆に箱はフタや留め具など複数パーツで構成されるので原価は高い。といった感じである。

ただしワンチップ化はパーツ点数は減らせるが、ひとつの半導体にすることで巨大化するというデメリットもある。
大きいものを上手く作れない製造初期には[[歩留り]]の悪さに直結し、結果として[[不良品]]の山が出来上がり、逆にコストアップに繋がる事が多い。

将来の半導体製造技術の進化を見越し、それが的中すれば大幅なコストダウンを実現できるが、「いついつまでに微細化が進む」というのは一種の[[博打]]であり、長期的な販売が見込めない場合は非常に危険な挑戦であると言える。

この問題に対して、[[家庭用ゲーム機]]のように後々ワンチップ化した[[廉価版]]を発売するという手法が通用する分野もある。
ただし省エネを前提としている分野では後々もクソもなく難しい手法である。

=== その他 ===

== 主なワンチップマイコン ==
*[[1Chip MSX]]
*:[[MSXアソシエーション]]が開発した[[SoC]]版の[[MSX]]である。
*[[Sega 315-6123]]
*:[[セガ]]が開発した[[メガドライブ]]の最終形態である。幼児向けのテレビに繋いで使用する知育玩具や、[[日本]]では未発売であり一見すると中国製の[[パチモノ]]風の[[メガドライブ3]]などに搭載されている。
* [[ARM]]
*:かつて[[英国]]の[[国民機]]であった[[BBC Master]]の[[SoC]]版である。今や[[スマホ]]には欠かせない存在となっている。
* [[AVR]]
* [[PIC]]

== 関連項目 ==
* [[マイコン]]

== 参考文献 ==
{{reflist}}

{{stub}}

チップレット

2019-01-25T16:05:42Z

240A:6B:190:6537:15BF:424F:7AB4:B6CA:

'''チップレット'''（[[英語]]：Chiplet）とは、[[CPU]]や[[GPU]]などの[[半導体]]をコア単位で製造して、あとからレゴブロックのように合体させることでひとつの製品を作り出す方式である。

[[マザーボード]]などに搭載されている「[[チップセット]]」と名前が似ているがまったくの別物である。
==概要==
半導体プロセスの微細化と比例して[[歩留まり]]の悪化による製造コストの増加が問題になった。

そこで[[シリコンウェーハ]]の無駄を減らすべく、1個の大きい半導体を1回で生成するのではなく、複数の小さい半導体を製造して、レゴブロックの如く後から結合するという方法が考案された。

たとえば8コアの[[CPU]]であれば、一発で製造する従来方式だと1コアでも不良品があれば残り7コアが優良品でも捨てることになっていた（実際はコア数が少ない下位モデルとして販売されることが多い）。

一方でチップレットでは1コアごとに製造して、後から結合することで１個の製品を作り上げるので1コアが欠陥品でも優良7コアは無駄にならない。

また、各コアを繋げる[[クロスバースイッチ]]などを大きめのプロセスで作ることで、微細化するほど高電圧に弱くなる問題も解決でき、微細化のあまり必要のないI/Oなどのコアは安価に製造することができる。

さらに[[GPU]]や[[モデム]]などのコアの搭載・非搭載を簡単に選択できるようになるため、これらを新型に交換した新製品をサクサク製造できるようになる。

また発熱の少ないコアなどは三次元的に積み上げることで大きさを抑制することもできる。三次元的な接続は配線の長さを短くでき、かついわゆる[[等長配線]]なんかの設計も楽になる。

欠点としては大きい半導体を一発で製造しても不良品がほとんど出ないという状態と比べると組立工程のコストが増大する分だけ不利となる。ただ[[歩留まり]]が絶望的に悪いという状況下では利点になる。

ようするに半導体のための半導体による半導体サイズの[[マザーボード]]だな。俗にいう[[ワンチップマイコン]]の最新の姿であるとも言える。

==関連項目==

*[[CPU]]
*[[GPU]]
*[[SoC]]

チップレット

2019-01-25T16:04:17Z

240A:6B:190:6537:15BF:424F:7AB4:B6CA:

'''チップレット'''（[[英語]]：Chiplet）とは、[[CPU]]や[[GPU]]などの[[半導体]]をコア単位で製造して、あとからレゴブロックのように合体させることでひとつの製品を作り出す方式である。

[[マザーボード]]などに搭載されている「[[チップセット]]」と名前が似ているがまったくの別物である。
==概要==
半導体プロセスの微細化と比例して[[歩留まり]]の悪化による製造コストの増加が問題になった。

そこで[[シリコンウェーハ]]の無駄を減らすべく、1個の大きい半導体を1回で生成するのではなく、複数の小さい半導体を製造して、レゴブロックの如く後から結合するという方法が考案された。

たとえば8コアの[[CPU]]であれば、一発で製造する従来方式だと1コアでも不良品があれば残り7コアが優良品でも捨てることになっていた（実際はコア数が少ない下位モデルとして販売されることが多い）。

一方でチップレットでは1コアごとに製造して、後から結合することで１個の製品を作り上げるので1コアが欠陥品でも優良7コアは無駄にならない。

また、各コアを繋げる[[クロスバースイッチ]]などを大きめのプロセスで作ることで、微細化するほど高電圧に弱くなる問題も解決でき、微細化のあまり必要のないI/Oなどのコアは安価に製造することができる。

さらに[[GPU]]や[[モデム]]などのコアの搭載・非搭載を簡単に選択できるようになるため、これらを新型に交換した新製品をサクサク製造できるようになる。

また発熱の少ないコアなどは三次元的に積み上げることで大きさを抑制することもできる。三次元的な接続は配線の長さを短くでき、かついわゆる等長配線なんかの設計も楽になる。

欠点としては大きい半導体を一発で製造しても不良品がほとんど出ないという状態と比べると組立工程のコストが増大する分だけ不利となる。ただ[[歩留まり]]が絶望的に悪いという状況下では利点になる。

ようするに半導体のための半導体による半導体サイズの[[マザーボード]]だな。

==関連項目==

*[[CPU]]
*[[GPU]]
*[[SoC]]