什么是芯片？
我们所说的芯片（Chip），实在便是集成电路的另一个说法，也可以被称作微电路（00）、微芯片（Microchip），实在质便是将电路（紧张包括半导体设备，也包括被动组件等）集中制造在半导体晶圆表面上的小型化办法。
像CPU这一类的芯片，我们可以将其称作超大规模集成电路，由于它内部拥有数量即为惊人的晶体管，乃至有些芯片展开后，可以达到一座城市的规模水平——只不过通过更前辈的制程工艺（纳米为单位），微缩到一个极小的单位内而已。芯片最大的上风就在于此。
芯片的分类大致可以分为，数字集成电路和仿照集成电路，以及稠浊集成电路三种（仿照和数字在一个芯片上），还是拿CPU举例，它属于数字集成电路。数字集成电路可以包含任何东西，在几平方毫米上有从几千到百万乃至上亿个逻辑门、触发器、多任务器和其他电路。数字集成电路的事情利用二进制模式，处理0和1两种旗子暗记。而仿照集成电路中，紧张包含传感器、电源掌握电路以及运放，用来处理仿照旗子暗记。仿照集成电路的事情紧张卖力放大、滤波、解调、混频等等。
至于稠浊集成电路，它紧张是将前二者集成到一个芯片之上，卖力处理数（字）模（拟）转换的事情，但是，在如此小巧、面积有限的体积内集成数字电路和仿照电路，就必须对旗子暗记冲突做特殊设计，否则将无法正常事情。电脑上这大大小小的芯片，险些都属于纯挚的数字电路或者仿照电路，数（字）模（拟）转换的稠浊集成电路很少。
可能会有小伙伴创造，既然集成电路可以做到“海纳百川”为什么不能一股脑把所有芯片都放置在同一个芯片上？实在并不是没有，所有芯片放置在一起，被称作SOC（System on a chip）、SIP（System in a package），它们可以容纳下险些所有必备的“功能组件”，这些包括：
1、微掌握器或微处理器、数字旗子暗记处理器，或者是多个中心掌握核心
2、存储器则可以是只读存储器、随机存取存储器、EEPROM和闪存中的一种或多种
3、用于供应韶光脉冲旗子暗记的振荡器和锁相环电路
4、由计数器和计时器、电源电路组成的外部设备
5、不同标准的连线接口，如通用串行总线、太网、通用异步收发和序列周边接口等
6、用于在数字旗子暗记和仿照旗子暗记之间转换的仿照数字转换器和数字仿照转换器
7、电压调理电路以及稳压器
例如你看到的手机用芯片，就属于SOC、SIP产品。不过，它们也没有集成存储等芯片。之以是还要区分出两个不同的类型，是由于SOC是单一芯片，上述所有功能部分都设计在同一个芯片之内；而SIP虽然“看起来”还是一个芯片，实际上其内部是多个功能芯片封装在一起，而非原生单芯片。
那么为何电脑不能利用SOC、SIP的芯片呢？第一，是由于体积需求不同，电脑的空间远非手机可比，弘大的空间可以让设计更有宽裕度；其次，个人电脑属于通用性设备，它须要具备极强的扩展性以及可改换性，如果是“大一统”的全集成，这个哀求就无法实现；第三，散热问题难以办理，强如拥有1140亿晶体管的苹果最新M1 Ultra CPU，至多集成了CPU、AI引擎、图像处理器（ISP）、NVM存储、Thunderbolt 4掌握器和Secure Enclave、片上高速内存的SIP产品而已，无法进行进一步的集成，缘故原由便是无论从体积（Ryzen CPU的三倍大小）还是制程工艺（5nm）来看，都已经是当下的极限了，再大将无法掌握散热问题，毕竟单位面积有限。
末了，便是成产本钱问题，芯片的生产是有良品率观点的， 一旦良品率不高，同一块晶圆上的芯片废品率增加，那么生产本钱将几何倍数增长，这对厂商来说无法接管，对用户而言也不可接管（售价表示本钱）。
好了，现在我们就要真正“走入”电脑，看看都有哪些芯片吧！
EC、SIO芯片
电脑启动的第一步是什么？通电开机对不对？按下开关后电脑启动，常日情形下我们认为的电脑是从自检开始，实在不然。在电脑通电的开关按下之后，第一个参与事情的是I/O芯片。I/O是英文Input/Output的缩写，意思是输入与输出。I/O芯片的功能紧张是为用户供应一系列输入、输出接口，鼠标／键盘接口（PS/2接口）、串口（COM口）、并口、USB接口、软驱口等统一由I/O芯片掌握。部分I/O芯片还能供应系统温度检测功能，用户在BIOS中看到的系统温度最原始的来源便是这里供应的。I/O芯片的供电一样平常为5V和3.3V，I/O芯片直接管南桥芯片掌握，如果I/O芯片涌现问题，轻则会使某个或全部I/O设备无法正常事情，重则会造玉成部系统的瘫痪。如果主板找不到键盘或串、并口失落灵，很可能是为它们供应做事的I/O芯片涌现了不同程度的破坏。大家平时所说的热插拔操作便是针对保护I/O芯片提出的，由于在进行热插拔操作时会产生瞬间大电流，很可能烧坏I/O芯片。
先以条记本电脑来解释，这个I/O芯片在条记本电脑上的名称是EC芯片，即Embedded Controller，扩展掌握器。它是一个16位的芯片（主板BIOS芯片是32位、CPU处理器是64位），它实在掌控着条记本的方方面面。
这个EC芯片实在脱胎于条记本键盘掌握器，经由发展，成为独立的一级芯片，用以掌握条记本电脑。举例来说，插上条记本电源后，充电掌握、电源指示灯，都是由EC芯片掌握；当条记本电脑、乃至台式机电脑过热的时候，系统散热风扇开始提高速率，这个温控散热的事情，实在是由EC芯片来卖力实行的。
别以为EC芯片只有在开机才事情，即便是关机状态，只要有电源接驳（包括条记本电池），EC芯片都会事情。乃至，EC芯片还会与充电器“握手协商”，给条记本供应什么样电压的电力（利用PD充电器时，先以5V电压输入，与EC芯片握手确认充电协议，反馈信息给电源后，再以得当的电压，例如20V给条记本供电）。
显然，这是纯挚电路不能完成的事情，因此EC芯片须要自己的固件（Firmware）来掌握，也便是俗称带程序的EC芯片（早期EC芯片没有程序），通过内置的固件（程序）来实行设定好的“任务”。这个固件存放的地方一样平常有两个，第一种是带有存储空间（非易失落性存储），第二种情形是EC芯片自身没有存储空间，它的固件程序会被放置在BIOS芯片中。
实在，用I/O芯片来指代EC芯片并不严谨，毕竟现在它不止掌握I/O输入输出接口那么大略了。最初，它是对主芯片，例如CPU、PCH或Soc的I/O端口扩展，比如条记本键盘、触摸板掌握等等。不知道你创造问题了没有？这不是该当属于BIOS的“事情”吗？为什么EC芯片也要参与？BIOS芯片的全称是“Basic Input Output System”基本输入输出系统，它的事情紧张便是初始扮装备（条记本、台式机）的硬件，当然包括诸如键盘、鼠标等外设。
但是，这二者之间（EC vs BIOS）并不是对立、重叠关系，相反，它们在“事情”中属于相互合营的存在。
首先由EC芯片进行电源管理，开机后“交由”BIOS事情，而BIOS在启动运行的过程中会不断与EC交互沟通，确保统统无误后，BIOS才会勾引操作系统。
比较于条记本电脑利用的EC芯片，台式机电脑也有个类似的芯片，名称为SIO，全称是Super Input Output即超级输入输出，它和EC芯片的浸染相似，也能掌握诸如键盘、风扇等等设备。但它和EC芯片的差异在于，SIO没有独立的固件程序，初始化和配置操作全部由BIOS管理——普通的理解是，条记本电脑的EC芯片带“程序”而台式机电脑的SIO芯片没有“程序”。实在，除了这一点之外，二者就没有什么差别了。
BIOS ROM芯片
EC/SIO芯片事情的下一步自然便是BIOS ROM芯片的事情，BIOS专门卖力系统硬件各种参数设定，实质上是“程序”，也便是一组“代码”。BIOS被存储在BIOS ROM芯片中，是特指存储BIOS程序的一块特定的ROM芯片，实质上，BIOS ROM芯片是一个非易失落性存储器（EEPROM），方便厂商掩护更新BIOS程序。把稳，这里的BIOS是指代BIOS和UEFI（Unified Extensible Firmware Interface，统一可扩展固件接口）的，现如今UEFI已经取代了BIOS，只是普遍的用语习气还是叫做BIOS罢了。
按理说，BIOS是相对固化的一个“系统”，是个人电脑启动时加载的第一个程序，当然，在条记本带有程序EC芯片的电脑上，它便是第二个了。BIOS的浸染是初始化和测试硬件组件，以及从大容量存储设备（如硬盘）加载启动程序，并由启动程序加载操作系统；当加载操作系统后，BIOS通过系统管理模式为操作系统供应硬件抽象。
当电脑的电源开启经由EC、SIO芯片后，BIOS就会从主板上的ROM芯片实行，BIOS首先连接到PCH芯片，然后是CPU中的北桥（MCH），末了“连通”CPU。然后会实行加电自检（POST），测试和初始化RAM、直接存储器访问掌握器、键盘、软盘、硬盘等设备。当所有的Option ROM被加载后，BIOS就试图从启动设备（如硬盘、USB存储器）加载启动程序，由启动程序加载操作系统。
现在的BIOS有“启动区块”（Boot Block）这样一个设计，属于BIOS ROM的一部分，一勾引就会被实行。这个程序会在实行BIOS前，验证BIOS其他部分是否精确无误（经由考验和等等）。如果启动区块侦测到紧张的BIOS已破坏，则可自动读取U盘/光盘中的特定BIOS文件并更新BIOS。主板厂商/OEM常常发出BIOS升级来更新他们的产品和改动已知的问题。
供电芯片
在电脑通电开机之后，供电电路就会根据“指示”，为CPU、内存、PCH芯片等等设备进行供电。那么，供电还要芯片吗？当然须要，而且非常主要！
一样平常来说，CPU供电紧张采取开关电源电路， 这是通过掌握开关管开通和关断的韶光和比率，坚持稳定输出电压的一种供电模式。组成一组完全的开关电源电路常日须要有电容、电感、MosFET场效应管以及PWM脉冲宽度调制芯片四类元件组成，本文中我们不谈及供电的事理办法，紧张谈谈供电芯片：PWM。
PWM芯片是开关电路掌握模块的主要组成之一，它掌握着电压输出的高低、电流的大小，它起到了决定性浸染。所谓的PWM实际是缩写，全称为Pulse Width Modulation，即脉冲宽度调制，其属于我们谈到的“稠浊集成电路”。它是利用数字输出的办法对仿照电路进行掌握的，可以对仿照旗子暗记电平进行数字编码，并依赖改变脉冲的宽度来掌握电压的输出、改变脉冲调制周期来掌握输出的频率。
除了传统PWM芯片，现在还盛行的一种供电芯片为数字式PWM芯片，准确称谓该当是“集成化数控供电模块”，它将原来对供电原件输出的仿照旗子暗记改为数字旗子暗记，这样一来，输出的功率会更精准，尤其对高频CPU来说，这样运行会更加稳定。而且，由于该用贴片式设计，它的散热问题也迎刃而解，只是本钱成倍增长，以是还没有完备取代传统PWM芯片。
PCH芯片（芯片组）
电脑启动，“调度”好输入输出设备，并供应精确的电压电流后，再经由自检，就要“启用”PCH芯片（芯片组）了。所谓PCH，全称为Platform Controller Hub，即平台路径掌握器，它卖力取代以往的I/O路径掌握器（I/O Controller Hub），即ICH南桥芯片。
在PCH涌现之前，主板常日有两块紧张的芯片构成芯片组，也便是传统称谓上的南桥和北桥。靠近CPU的芯片为北桥芯片，阔别CPU的则为南桥芯片。南桥芯片紧张卖力低速的I/O，例如SATA、USB和LAN，北桥芯片卖力较高速的PCI-E和内存掌握器的读取交互。
随着CPU的不断发展，这种构架带来了极大的瓶颈，尤其是北桥和CPU之间的通信速率远远不能知足性能需求，以是，现在的CPU都是直接集成了存储器掌握器、核芯显卡、高速PCI-E掌握器，而原来ICH南桥芯片的事情交由PCH芯片管理。
某种程度上，PCH芯片可以看做电脑连接设备的“大管家”，卖力诸多打算之外的设备“管理任务”，并通过专用的通道（总线）和CPU连接，协同事情。
声卡Codec芯片
还有人在意声卡是什么规格吗？为什么现在的声卡都没有太多的着墨，是厂商不重视吗？当然不是，这根本的缘故原由，还是在于声卡芯片的特性……
现在所有的半载声卡，都是属于HD Audio规范下的产物，然而它并不是真正的“声卡”，准确的说，这个芯片只卖力声卡的部分事情，别的的部分交由CPU处理。HD Audio全称High Definition Audio，即高保真音频，是Intel与杜比（Dolby）公司协力推出的新一代音频规范，它是为取代AC' 97音频规范而生的。它是一种软硬稠浊的音频规范，集成在PCH芯片中，而所谓的板载声卡芯片，只是Codec芯片而已。
HD Audio的紧张I/O掌握器部分在集成于PCH芯片，DSP部分由CPU卖力处理，而数模转换的部分才是主板那颗Codec芯片的“事情”。Codec芯片同时具有D/A（数字讯号转换成仿照讯号）和A/D（仿照讯号转换成数字讯号）转换功能，因此，它也是一颗“稠浊集成电路”。
网卡芯片
一如声卡芯片不是声卡，板载网卡，或者叫Integrated LAN，也不是真正的网卡。以有线网络来说，以太网接口可分为协议层和物理层。 协议层是由一个叫MAC（Media Access Layer，媒体访问层）掌握器的单一模块实现。 物理层由两部分组成，即PHY（Physical Layer）物理层，紧张卖力数据调制解调和传输。 常见的网卡芯片都是把MAC和PHY集成在一个芯片中，但目前很多主板的PCH芯片已包含了以太网MAC掌握功能，只是未供应物理层接口，因此，需外接PHY芯片以供应以太网的接入通道。
以是，很多主板上看到的主板板载网卡芯片，实在是PHY芯片罢了。那么，板载网卡究竟如何判断是硬网卡还是软网卡？以Intel网卡为例，如果对一个网卡芯片的描述是XX ethernet connection，这便是软网卡；如果描述是XX ethernet controller，则是硬网卡，关键的描述差异就在于“connection”还是“controller”。此外，如果一块主板上有两个（或更多）网卡，第二个网卡一定是硬网卡——由于PCH芯片常日只集成一个MAC。
CPU和GPU芯片自然不用过多着墨，这两个部分可谓是电脑的核心芯片了，不过要把稳，带有集成显卡的CPU可以省去一个芯片，不须要额外的GPU（也要看个人利用需求，毕竟独立显卡性能一样平常要强于集成显卡），他们的浸染也无需多言；还有一些周边的连接设备，例如USB掌握器、SATA掌握器，它们本是为拓展电脑的外部接口而生，本身的核心功能和CPU、PCH芯片集成的相差不大。当然要把稳，这些接口实际都是连接到PCH芯片的PCI-E通道上的，也便是说，USB掌握器、SATA掌握器这类设备，乃至是网卡设备，都不是无限增加的，在总带宽、总通道数的限定之下。
这些各类各样的芯片加在一起，再辅以电路连接，才能构成一个完全的电脑，而不是某一个芯片“大包大揽”。一如前文所述，电脑的芯片无论从经济效益上、生产本钱上，还是利用的便利性（如拓展性、功能性）上，不可能做到一个芯片取代所有。当然在功能性上，CPU确实有着集成度越来越高的情形，例如从早期浮点、整数打算单元的集成，到后来北桥芯片被CPU集成，乃至于发展到网卡、声卡的集成，但是，这不代表CPU可以集成统统。
