プロセッサや主記憶装置は、IC(集積回路)で構成されている。ここでは、ICの分類を取り上げる。
半導体素子
コンピュータのCPUや主記憶装置は、半導体と呼ばれる金属材料で作られている。
回路で構成されており、一つひとつの単位を素子と呼ぶ。これらの素子は、トランジスタやダイオード、コンデンサなどで構成される。
集積回路(IC)
ICとは、「Integrated Circuit」を略した言葉。複数の素子を1つに集積させたものがIC。たとえば、トランジスタを複数組み合わせて構成したり、トランジスタとダイオードなどを多数組み合わせて構成したりしたものが、ICである。
1チップにどれだけ素子が集積しているかを集積度と呼ぶ。集積度によって、LSI(集積度数万)やVLSI(集積度10万以上)という名称を用いる。
集積回路の種類
トランジスタは電流の制御に使う素子で、バイポーラトランジスタとMOSトランジスタに分けられる。
集積回路は、素子として扱うトランジスタの型によって、バイポーラ型とCMOS型に分けられる。また、それらを組み合わせたBiCMOS型もある。
| 集積回路の型 | 特徴 |
| バイポーラ型 | 素子にバイポーラトランジスタを使う |
| CMOS型 | 素子にMOSトランジスタを使う |
| BiCMOS型 | バイポーラ型とCMOS型を併用して高速化・高集積化を図る |
| 集積回路の型 | バイポーラ型 | CMOS型 |
| 動作速度 | 速い | 遅い |
| 電流出力 | 大きい | 小さい |
| 集積度 | 低い | 高い |
| 消費電力 | 大きい | 小さい |
| 電源ノイズへの耐性 | 弱い | 強い |
| 静電気への耐性 | 強い | 弱い |
| 製造コスト | 高い | 低い |
バイポーラ型集積回路の代表
| 名称 | 動作速度 | 集積度 |
| ECL | 高 | 低 |
| TTL | 中 | 中 |
| I２L | 低 | 高 |
その他IC関連技術
IC関連の技術は、｢より小さく、より高性能に、より扱いやすく｣を目指して、日々進歩を続けている。
現在よく使われている技術や設計思想を表す言葉としては、以下のものがある。
・ASIC(Application Specific Integrated Circuit)
利用者の要求に合わせ、専用にカスタマイズされたIC。製造後、内容を変えられない。
・FPGA
出荷後にユーザが内容を再構成できるカスタマイズ可能なICチップ。
・SoC(System On a Chip)
１つの半導体チップ上に、コンピュータに必要とされる要素(プロセッサやメモリ)をまとめてに配置して、部品化する技術。１つの半導体チップに小さなコンピュータを実現する。
・SiP(System In a Package)
様々なチップを寄せ集め、１つの基盤に埋め込む技術。