Mit jelent a ' die ' a processzor tervezésében?


Legjobb válasz

Az összes mikroprocesszor áramkörök vésve vannak egy félvezető anyagú (jellemzően szilícium) lemezre. Ez a kocka.

A legtöbb ember a „CPU” kifejezéshez hasonlót társít:

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

De ez nem CPU, legalábbis nem igazán. Amit itt keres, az a teljes CPU-csomag, amely egy integrált áramkört tartalmaz, egy szerves aljzathoz csatlakozik, a tetején pedig egy fémmelegítővel.

Ha azonban eltávolítja ezt a fejleadót (don t, hacsak nem tudod, mit csinálsz), megtalálod ezt:

a Gamers Nexus képe.

Ez a téglalap alakú, ezüstös dolog a zöld hordozón a CPU tényleges szerszám: ez egy szilíciumdarab, amely szinte mindent tartalmaz, ami a CPU-t „ketyegni” készteti. Minden mag és gyorsítótár benne van.

A processzor szerszámát a gyártás során egy szilícium ostyáról vágják ki, majd rögzítik az aljzathoz.

Válasz

Ez egy kiváló kérdés, és egyszer én is azon gondolkodtam. Sajnos ez nem fog működni, mert:

  1. A CPU-k gyorsabbá tételének fő problémája az általuk elfogyasztott energia és a hő, termékként generálódik. A nagyobb órajel eléréséhez több mint 125 Wattra lenne szükség, ami sok hőt eredményezne (a szerszám méretétől függetlenül), ami rögtön visszatér a nem praktikus hűtéshez. A nagyobb szerszám valójában összetettebb hűtőberendezést eredményezne, mivel most biztosítanunk kell, hogy a szerszám hőmérséklete többnyire hasonló legyen, különben a szerszám nem egyenletes tágulása és összehúzódása tranzisztorok törését és / vagy mikrorepedéseket okozna a CPU-ban.
  2. Minden gyakorlati szempontból az elektromos jelek fénysebességgel haladnak. Ha egy processzor órajelét 3GHz-en végzik, ez másodpercenként 3 milliárd órajelet jelent, ahol minden órajel 0,33 nanoszekundumot vesz igénybe. A fény körülbelül 30 cm-t halad nanoszekundum alatt, így az ilyen órajelnél nagyobb áramkörök mérete jóval kisebb, mint 30 cm (legalább 1/30 része). Tehát az áramkör maximális mérete 1 cm. A jelenlegi processzormagok mérete 1 cm alatt van, így tökéletesen rendben vagyunk. Ha megnöveltük a szerszám méretét, ezáltal növelve a mag méretét, akkor abba a funky helyzetbe kerülne, hogy a CPU magjának egyes részei végrehajtják a következő utasítást, míg más részek még mindig elakadnak az utolsó utasítás végrehajtásakor. szükség van egy meglehetősen bonyolult áramkörre a probléma enyhítéséhez, és hogy az áramkörök a bonyolultság növelése mellett hőt termelnek, ezáltal súlyosbítva az utolsó pontban említett problémát.
  3. Számos vállalat arra törekszik, hogy tökéletesítse az aszinkron CPU-t (más néven: óra nélküli CPU) tervezés; tudomásom szerint a legújabb sikeres példa 2014-ből származik, amikor az IBM bejelentett egy SyNAPSE által kifejlesztett chipet, amely aszinkron módon fut, és az egyik legmagasabb tranzisztorszámmal rendelkezik az összes gyártott chip közül. Az IBM chipje nagyságrendekkel kevesebb energiát fogyaszt, mint a hagyományos számítási rendszerek, a mintafelismerési referenciaértékeken.
  4. Vegye figyelembe, hogy bár az aszinkron CPU-k különféle megvalósításai már az 1950-es évek óta léteznek, a technológia még mindig nem érett, és a gyártás A költségek nagyságrendekkel magasabbak, mint a szinkron CPU-gyártási költségek. és nagyobb szerszámméret esetén ez a probléma még hangsúlyosabbá válik, ami drasztikusan csökkenti a hozamot.

Eredetileg ezt kommentáltam Ali Kazmi válaszához: Elérhetnénk-e 1 THZ processzort, és ha igen, van-e korlátozás az órajel sebességére?

Kiegészítés:

A legtöbb mag a a gyártási CPU egyetlen szerszám esetén tudomásom szerint 24. A kérdéses processzor a Intel Xeon E7–8890 V4 ( Intel® Xeon® E7-8890 v4 ):

  • hipermenetes ez azt jelenti, hogy a processzornak 48 szála van.
  • 60 MB gyorsítótárral rendelkezik és legfeljebb 3,07 TB RAM-ot támogat.
  • Mivel ez egy szerver processzor, több processzort is csatlakoztathat ugyanahhoz. alaplap (ebben az esetben a mágikus szám 8, ami összesen 192 magot és 384 szálat ad nekünk).
  • A processzor 165 W-os TDP-vel rendelkezik, így a megfelelő működéshez szüksége lesz néhány speciális hűtőberendezésre.
  • A szerszám mérete 456,12 mm ² .
  • A processzor ára ~ 7200 USD.

Ezt most hasonlítsa össze egy Core i7–6950X ( Intel® Core ™ i7-6950X Processor Extreme Edition ) verzióval, amely szintén nem laza, és rendkívül nagy processzor, de csak 10 maggal rendelkezik.

  • hiperszálas, így 20 szál.
  • 25 MB gyorsítótárral rendelkezik, és legfeljebb 128 GB RAM-ot támogat.
  • asztali processzor, így Ön képes csak egyetlen processzort csatlakoztasson az alaplaphoz.
  • A processzor TDP-je 91 W.
  • A processzor ára 1649,99 USD.
  • A szerszám mérete 246,3 mm ² .

———

Amint láthatja, a A Xeon E7-8890 v4 sokkal nagyobb, mint az i7–6950, és további 14 maggal és 28 szálzal rendelkezik. A probléma azonban az ár, nem pedig sokan hajlandók ~ 7200 dollárt fizetni egy processzorért. Nagy teljesítményű felhasználó vagyok, és elég régóta nem éreztem magam a processzor által korlátozottnak, így nem igazán látom, hogy ennyit fizetek egy processzorért (hacsak nem térek vissza 16 éves koromra, aki többet nagy teljesítményű számítógép dicsekvő jogokat adott nekem (amiről azt gondoltam, hogy segíteni fog a lenyűgözni a hölgyeket, igen, hogy fiatalok és naivak legyek ;-)).

Ebben az esetben biztos vagyok benne, hogy az Intel nem árulja mivel az ilyen méretű hozamok szörnyűek lesznek. Ha jól tudom, a teljes szerszámot egyidejűleg gyártják / nyomtatják (és ez magában foglalja a processzor összes magját), így az élhatások problémájába ütközünk, ahol a széleken lévő tranzisztorok hajlamosak hibásak lenni. / p>

Vélemény, hozzászólás?

Az email címet nem tesszük közzé. A kötelező mezőket * karakterrel jelöltük