Quelle est la signification du mot ' mourir ' dans la conception du processeur?

Meilleure réponse

Tous les microprocesseurs sont des circuits gravés sur une plaque de matériau semi-conducteur (généralement du silicium). Cest le dé.

La plupart des gens associent le terme «CPU» à quelque chose comme ceci:

image: https://www.pcgamesn.com/intel/comet-lake-release-date-performance-specs-price

Mais que nest pas un processeur, du moins pas vraiment. Ce que vous regardez ici, cest lensemble du processeur, contenant un circuit intégré, connecté à un substrat organique, avec un dissipateur de chaleur en métal pour couronner le tout.

Cependant, si vous supprimez ce dissipateur de chaleur (ne t, sauf si vous savez ce que vous faites), vous trouverez ceci:

image de Gamers Nexus.

Cette chose rectangulaire et argentée sur le substrat vert est la véritable puce du processeur: cest un morceau de silicium contenant presque tout ce qui fait «tic-tac» le processeur. Tous les cœurs et le cache sy trouvent.

La matrice du processeur est découpée dans une plaquette de silicium lors de la fabrication, puis fixée au substrat.

Réponse

Cest une excellente question et je me suis une fois posé la même question. Malheureusement, cela ne fonctionnera pas parce que:

1. Le principal problème pour rendre les processeurs plus rapides est lénergie quils consomment et la chaleur qui est généré en tant que sous-produit. Pour atteindre des vitesses dhorloge plus élevées, plus de 125 watts seraient nécessaires, ce qui entraînerait beaucoup de chaleur (quelle que soit la taille de la puce), ce qui nous ramène directement à un refroidissement peu pratique. La plus grande matrice entraînerait en fait un équipement de refroidissement plus complexe, car nous devons maintenant nous assurer que la température à travers la matrice est essentiellement similaire, sinon une expansion et une contraction non uniformes de la matrice entraîneraient des transistors cassés et / ou des micro-fissures dans le processeur.
2. À toutes fins pratiques, les signaux électriques voyagent à la vitesse de la lumière. Si un processeur est cadencé à 3 GHz, cela signifie 3 milliards de cycles dhorloge par seconde où chaque cycle dhorloge prend 0,33 nanosecondes. La lumière parcourt environ 30 cm en une nanoseconde, de sorte que la taille des circuits impliqués à de telles vitesses dhorloge doit être bien inférieure à (au moins 1 / 30e de) 30 cm. Ainsi, la taille maximale de votre circuit est de 1 cm. Les cœurs de processeur actuels mesurent moins de 1 cm, donc nous allons parfaitement bien. Si nous augmentons la taille de la matrice, augmentant ainsi la taille du cœur, vous vous retrouverez dans une situation géniale où des parties de votre cœur de processeur exécutent linstruction suivante alors que dautres parties sont toujours bloquées en exécutant la dernière instruction. Vous allez ont besoin de circuits assez complexes pour atténuer ce problème et que les circuits en plus dajouter de la complexité, vont produire de la chaleur, aggravant ainsi le problème mentionné dans le dernier point.
3. Plusieurs entreprises envisagent de perfectionner un processeur asynchrone (également appelé CPU sans horloge); pour autant que je sache, le dernier exemple de réussite date de 2014, quand IBM a annoncé une puce développée par SyNAPSE qui fonctionne de manière asynchrone et possède lun des nombres de transistors les plus élevés jamais produits. La puce dIBM consomme des ordres de grandeur moins dénergie que les systèmes informatiques traditionnels sur les tests de reconnaissance de formes.
4. Veuillez noter cependant que, bien que diverses implémentations de processeurs asynchrones existent depuis les années 1950, la technologie nest toujours pas mature et en production les coûts sont des magnitudes plus élevées que les coûts de production des processeurs synchrones.
5. Il y a aussi le problème des effets de bord, car il y a des différences infimes entre les transistors au centre et les transistors vers les bords en raison du processus de fabrication et une taille de matrice plus grande rendrait ce problème plus prononcé, ce qui réduirait considérablement le rendement.

Jai initialement publié ceci comme un commentaire sur la réponse dAli Kazmi à Pourrions-nous atteindre un processeur 1 THZ, et si cest le cas, y a-t-il une limite sur la vitesse dhorloge?

Addendum:

Le plus grand nombre de cœurs dans pour autant que je sache, un processeur de production sur un seul dé est égal à 24. Le processeur en question est le Intel Xeon E7–8890 V4 ( Processeur Intel® Xeon® E7-8890 v4 ):

• Il est hyperthread cela signifie que le processeur a 48 threads.
• Il a 60 Mo de cache et prend en charge jusquà 3,07 To de RAM.
• Comme il sagit dun processeur de serveur, vous pouvez avoir plusieurs processeurs connectés au même carte mère (dans ce cas, le nombre magique est 8, ce qui nous donne un total de 192 cœurs et 384 threads).
• Le processeur a un TDP de 165 W, il aura donc besoin dun équipement de refroidissement spécialisé pour fonctionner correctement.
• La taille de la matrice est de 456,12 mm ² .
• Le prix du processeur est denviron 7200 $.

Maintenant, comparez ceci à un Core i7–6950X ( Intel® Core ™ i7-6950X Processor Extreme Edition ) qui nest pas en reste non plus et est un processeur extrêmement puissant à part entière mais il ne possède que 10 cœurs.

• Il est hyperthreadé, donc 20 threads.
• Il dispose de 25 Mo de cache et prend en charge jusquà 128 Go de RAM.
• Il sagit dun processeur de bureau pour que vous puissiez ne connectez quun seul processeur à une carte mère.
• Le processeur a un TDP de 91 W.
• Le prix du processeur est de 1649,99 $.
• La taille de la puce est de 246,3 mm ² .

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Comme vous pouvez le voir, la taille du dé du Le Xeon E7-8890 v4 est beaucoup plus grand que le i7–6950 et il a aussi 14 cœurs et 28 threads supplémentaires. Le problème est cependant le prix, peu de gens seront prêts à payer ~ 7200 $ pour un processeur. Je suis un utilisateur expérimenté et je ne me suis pas senti limité par le processeur depuis assez longtemps, donc je ne me vois pas vraiment payer autant pour un processeur (à moins que je ne redevienne un jeune de 16 ans qui en pensait davantage. un ordinateur puissant ma donné le droit de me vanter (ce qui, je pensais, maiderait à impressionner les dames, ouais quelque chose sur le fait dêtre jeune et naïf ;-))).

Dans ce cas, je suis à peu près certain quIntel ne fait pas de prix car les rendements à ces tailles vont être terribles. Pour autant que je sache, la matrice entière est fabriquée / imprimée en même temps (et cela inclut tous les cœurs du processeur), nous nous heurtons donc au problème des effets de bord où les transistors aux bords sont susceptibles dêtre défectueux.