최상의 답변
모든 마이크로 프로세서는 반도체 재료 (일반적으로 실리콘)의 슬래브에 에칭 된 회로입니다. 이것이 바로 주사위입니다.
대부분의 사람들은 “CPU”라는 용어를 다음과 같이 연관시킵니다.
image : https://www.pcgamesn.com/intel/comet-lake-release-date-performance-specs-price
하지만
그러나 열 확산기를 제거하면 t, 무엇을하는지 모르는 경우) 다음을 찾을 수 있습니다.
게이머의 Nexus의 이미지.
녹색 기판에있는 직사각형의 은색은 실제 CPU 다이입니다. CPU를 “틱”하게 만드는 거의 모든 것을 포함하는 실리콘 조각입니다. 모든 코어와 캐시가 거기에 있습니다.
프로세서 다이는 제조 과정에서 실리콘 웨이퍼에서 절단 된 다음 기판에 부착됩니다.
답변
그것은 훌륭한 질문이고 저도 같은 질문을 한 적이 있습니다. 슬프게도 다음과 같은 이유로 작동하지 않습니다.
- CPU를 더 빠르게 만드는 주요 문제는 CPU가 소비하는 에너지와 열이 부산물로 생성됩니다. 더 높은 클럭 속도를 얻으려면 125 와트 이상이 필요하여 다이 크기에 관계없이 많은 열이 발생하여 비실용적 인 냉각 상태로 돌아갑니다. 더 큰 다이는 실제로 더 복잡한 냉각 장비를 초래할 것입니다. 지금 우리는 다이 전체의 온도가 거의 유사하다는 것을 보장해야하기 때문입니다. 그렇지 않으면 다이의 불균일 한 팽창 및 수축으로 인해 트랜지스터가 파손되거나 CPU에서 미세 균열이 발생할 수 있습니다.
- 모든 실용적인 목적에서 전기 신호는 빛의 속도로 이동합니다. 프로세서가 3GHz로 클럭되면 초당 30 억 클럭 사이클을 의미하며 각 클럭 사이클은 0.33 나노초가 걸립니다. 빛은 나노초에 약 30cm를 이동하므로 이러한 클럭 속도에 관련된 회로의 크기는 30cm보다 훨씬 작습니다 (최소 1/30). 따라서 최대 회로 크기는 1cm입니다. 현재 CPU 코어의 크기는 1cm 미만이므로 완벽합니다. 다이의 크기를 늘려 코어의 크기를 늘리면 CPU 코어의 일부가 다음 명령을 실행하는 반면 다른 부분은 여전히 마지막 명령을 실행하는 데 멈춰있는 펑키 한 상황에 처하게됩니다. 이 문제를 완화하기 위해 꽤 복잡한 회로가 필요하며 그 회로는 복잡성을 추가하는 것 외에도 열을 발생시켜 마지막 요점에서 언급 한 문제를 악화시킬 것입니다.
- 여러 회사가 비동기 CPU (또는 내가 아는 한, 가장 최근의 성공적인 사례는 IBM이 2014 년에 비동기 방식으로 실행되고 지금까지 생산 된 모든 칩 중 트랜지스터 수가 가장 많은 SyNAPSE 개발 칩을 발표 한 것입니다. IBM의 칩은 패턴 인식 벤치 마크에서 기존 컴퓨팅 시스템보다 훨씬 적은 전력을 소비합니다.
- 비동기 CPU의 다양한 구현이 1950 년대 이후 존재했지만 기술은 아직 성숙하지 않았고 생산되지 않았습니다. 비용은 동기식 CPU 생산 비용보다 훨씬 높습니다.
- 가장자리 효과의 문제도 있습니다. 제조 공정으로 인해 중앙에있는 트랜지스터와 가장자리를 향한 트랜지스터 사이에 미세한 차이가 있습니다. 다이 크기가 클수록이 문제가 더욱 두드러져 수율이 크게 감소합니다.
원래이 글을 Ali Kazmi의 답변에 대한 코멘트로 게시했습니다. 1THZ 프로세서에 도달 할 수 있을까요? 그렇다면 클럭 속도에 제한이 있습니까?
부록 :
최대 코어 수 단일 다이의 프로덕션 CPU는 내가 아는 한 24 개입니다. 문제의 프로세서는 입니다. Intel Xeon E7–8890 V4 ( Intel® Xeon® 프로세서 E7-8890 v4 ) :
- 하이퍼 스레드 즉, 프로세서에 48 개의 스레드가 있음을 의미합니다.
- 60MB 캐시가 있으며 최대 3.07TB RAM을 지원합니다.
- 서버 프로세서이므로 여러 프로세서를 동일한 장치에 연결할 수 있습니다. 마더 보드 (이 경우 매직 넘버는 8로 총 192 개의 코어와 384 개의 스레드를 제공합니다.)
- 프로세서에는 165W TDP가 있으므로 제대로 작동하려면 특수 냉각 장비가 필요합니다.
- 다이 크기는 456.12mm ² 입니다.
- 프로세서 가격은 ~ $ 7200입니다.
이제 이것을 코어 i7–6950X ( 인텔 ® 코어 ™ i7-6950X 프로세서 익스트림 에디션 )와 비교해보십시오. 그 자체로는 매우 강력한 프로세서이지만 코어가 10 개뿐입니다.
- 하이퍼 스레드이므로 20 개의 스레드입니다.
- 25MB 캐시가 있고 최대 128GB RAM을 지원합니다.
- 데스크탑 프로세서이므로 단일 프로세서 만 마더 보드에 연결합니다.
- 프로세서의 TDP는 91W입니다.
- 프로세서 가격은 $ 1649.99입니다.
- 다이 크기는 246.3입니다. mm ² .
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보시다시피 다이 크기는 Xeon E7-8890 v4는 i7–6950보다 훨씬 크고 14 개의 코어와 28 개의 스레드가 더 있습니다. 문제는 가격이지만 많은 사람들이 프로세서에 ~ $ 7200을 지불 할 의향이있는 것은 아닙니다. 나는 하드 코어 파워 유저이고 꽤 오랫동안 프로세서에 의해 제한을받지 않았기 때문에 프로세서에 그렇게 많은 비용을 지불하는 것을 실제로 보지 못합니다 (더 많이 생각한 16 세로 돌아 가지 않는 한 강력한 컴퓨터는 저에게 자랑 할 수있는 권리를주었습니다 (여성들에게 깊은 인상을주는 데 도움이 될 것이라고 생각했습니다. 예, 젊고 순진한 것에 대해 뭔가요 ;-))).
이 경우 Intel은 가격 변동이 아니라고 확신합니다. 그 크기의 수확량은 끔찍할 것이기 때문입니다. 내가 아는 한 전체 다이가 동시에 제작 / 인쇄되므로 (그리고 프로세서에있는 모든 코어가 포함됨) 가장자리의 트랜지스터에 결함이있는 가장자리 효과 문제가 발생합니다.