Bedste svar
Alle mikroprocessorer er kredsløb ætset på en plade af halvledermateriale (typisk silicium). Det er døden.
De fleste forbinder udtrykket “CPU” med noget som dette:
image: https://www.pcgamesn.com/intel/comet-lake-release-date-performance-specs-price
Men det er ikke en CPU, i det mindste ikke rigtig. Hvad du ser på her er hele CPU-pakken, der indeholder et integreret kredsløb, forbundet til et organisk substrat med en metal-varmespreder for at afslutte den.
Men hvis du fjerner denne varmespreder (don t, medmindre du ved hvad du laver), finder du dette:
billede fra Gamers Nexus.
Den rektangulære, sølvfarvede ting på det grønne substrat er den egentlige CPU-dør: det er et stykke silicium, der indeholder næsten alt, der får CPUen til at “krydse”. Alle kerner og cache er derinde.
Processormat skæres af en siliciumskive under fremstillingen og fastgøres derefter til underlaget.
Svar
Det er et glimrende spørgsmål, og jeg spekulerede også engang på det samme. Desværre fungerede det ikke, fordi:
- Hovedproblemet med at gøre CPUer hurtigere er den energi, de bruger og varmen, som bliver genereret som et biprodukt. For at opnå højere klokkehastigheder kræves der mere end 125 watt, hvilket vil resultere i en masse varme (uanset formstørrelse), som bringer os lige tilbage til upraktisk afkøling. Den større matrice ville faktisk resultere i mere komplekst køleudstyr, da vi nu er nødt til at sikre, at temperaturen over matricen for det meste er ens, ellers ville ikke-ensartet udvidelse og sammentrækning af matricen resultere i ødelagte transistorer og / eller mikro revner i CPUen.
- Til alle praktiske formål bevæger elektriske signaler sig med lysets hastighed. Hvis en processor er uret på 3GHz, betyder det 3 milliarder urcyklusser pr. Sekund, hvor hver urcyklus tager 0,33 nanosekunder. Lys bevæger sig omkring 30 cm i en nanosekund, så størrelsen af kredsløb involveret ved sådanne urhastigheder bedre være meget mindre end (mindst 1/30 af) 30 cm. Så din maksimale kredsløbsstørrelse er 1 cm. De nuværende CPU-kerner er under 1 cm i størrelse, så vi har det helt fint. Hvis vi øgede størrelsen på matricen og dermed øgede kernens størrelse, ville du løbe ind i den funky situation, hvor dele af din CPU-kerne udfører den næste instruktion, mens andre dele stadig sidder fast og udfører den sidste instruktion. Du vil har brug for nogle temmelig komplekse kredsløb for at afbøde dette problem, og at kredsløb udover tilføjelse af kompleksitet vil producere varme, hvilket forværrer problemet nævnt i sidste punkt.
- Flere virksomheder ser på at perfektionere en asynkron CPU (også kaldet Clockless CPU) design; så vidt jeg ved, er det seneste vellykkede eksempel fra 2014, hvor IBM annoncerede en SyNAPSE-udviklet chip, der kører på en asynkron måde og har en af de højeste transistoroptællinger af enhver chip, der nogensinde er produceret. IBMs chip bruger størrelsesordener mindre strøm end traditionelle computersystemer på benchmarks for mønstergenkendelse.
- Bemærk dog, at mens forskellige implementeringer af asynkrone CPUer har eksisteret siden 1950erne, er teknologien stadig ikke moden, og produktion omkostninger er størrelsesorden højere end synkron CPU-produktionsomkostninger.
- Der er også spørgsmålet om kanteffekter som i, der er små forskelle mellem transistorer i midten og transistorer mod kanterne på grund af fabrikationsprocessen og en større matricestørrelse ville gøre dette problem mere udtalt, hvilket ville reducere udbyttet drastisk.
Jeg oprindeligt sendte dette som en kommentar til Ali Kazmis svar til Kunne vi nå en 1 THZ-processor, og hvis ja, er der en grænse for urets hastighed?
Addendum:
Det højeste antal kerner i en produktions-CPU på en enkelt matrix er 24, så vidt jeg ved. Processoren, der er tale om, er Intel Xeon E7–8890 V4 ( Intel® Xeon®-processor E7-8890 v4 ):
- Den er hypertrådet så det betyder, at processoren har 48 tråde.
- Den har 60 MB cache og understøtter op til 3,07 TB RAM.
- Da det er en serverprocessor, kan du have flere processorer tilsluttet det samme bundkort (i dette tilfælde er det magiske tal 8, hvilket giver os i alt 192 kerner og 384 tråde).
- Processoren har en 165 W TDP, så den har brug for noget specialiseret køleudstyr for at fungere korrekt.
- Dørstørrelsen er 456,12 mm ² .
- Processoren er prissat til ~ $ 7200.
Sammenlign dette nu med en Core i7–6950X ( Intel® Core ™ i7-6950X Processor Extreme Edition ), som heller ikke er sløv og er en ekstremt kraftig processor i sig selv, men den har kun 10 kerner.
- Den er hypertrådet, så det er 20 tråde.
- Den har 25 MB cache og understøtter op til 128 GB RAM.
- Det er en desktop-processor, så du kan tilslut kun en enkelt processor til et bundkort.
- Processoren har en TDP på 91W.
- Processoren er prissat til $ 1649,99.
- Formstørrelsen er 246,3 mm ² .
———
Som du kan se, er formstørrelsen på Xeon E7-8890 v4 er meget større end i7–6950, og den har 14 flere kerner og 28 flere tråde også. Problemet er dog prisen, ikke så mange mennesker er villige til at betale ~ $ 7200 for en processor. Jeg er en hardcore strømbruger, og jeg har ikke følt mig begrænset af processoren i temmelig lang tid, så jeg kan ikke rigtig se mig selv betale så meget for en processor (medmindre jeg går tilbage til at være en 16-årig, der tænkte mere kraftfuld computer gav mig skræmmende rettigheder (som jeg troede ville hjælpe mig med at imponere damerne, ja noget ved at være ung og naiv ;-))).
I dette tilfælde er jeg ret sikker på, at Intels ikke prisgulv da udbytter i disse størrelser bliver forfærdelige. Så vidt jeg ved, er hele matricen fremstillet / trykt på samme tid (og det inkluderer alle kerner, som processoren har), så vi løber ind i problemet med kanteffekter, hvor transistorer ved kanterne er tilbøjelige til at være defekte. / p>