Beste svaret
Alle mikroprosessorer er kretser etset på en plate av halvledermateriale (typisk silisium). Det er døden.
De fleste forbinder begrepet “CPU” med noe sånt som dette:
image: https://www.pcgamesn.com/intel/comet-lake-release-date-performance-specs-price
Men det er ikke en CPU, i det minste ikke egentlig. Det du ser på her er hele CPU-pakken, som inneholder en integrert krets, koblet til et organisk substrat, med en metallvarmespreder for å fylle den på.
Hvis du fjerner den varmesprederen (ikke t, med mindre du vet hva du gjør), finner du dette:
bilde fra Gamers Nexus.
Den rektangulære, sølvfargede tingen på det grønne underlaget er selve CPU-døen: det er et stykke silisium som inneholder nesten alt som får CPU til å «krysse av». Alle kjernene og hurtigbufferen er der inne.
Prosessorformen kuttes fra en silisiumskive under produksjonen, og festes deretter til underlaget.
Svar
Det er et utmerket spørsmål, og jeg lurte en gang på det samme også. Dessverre fungerte det ikke fordi:
- Hovedproblemet med å gjøre CPUer raskere er energien de bruker og varmen som blir generert som et biprodukt. For å oppnå høyere klokkehastigheter, vil det være behov for mer enn 125 watt, noe som vil resultere i mye varme (uavhengig av formstørrelse) som bringer oss tilbake til upraktisk kjøling. Den større dysen vil faktisk resultere i mer komplekst kjøleutstyr, siden vi nå må sørge for at temperaturen over dysen stort sett er lik ellers ville ikke-ensartet utvidelse og sammentrekning av dysen resultere i ødelagte transistorer og / eller mikrosprekker i CPUen.
- For alle praktiske formål beveger elektriske signaler seg med lysets hastighet. Hvis en prosessor er klokket på 3GHz, betyr det 3 milliarder klokkesykluser per sekund der hver klokkesyklus tar 0,33 nanosekunder. Lys beveger seg omtrent 30 cm i en nanosekund, så størrelsen på kretsene som er involvert ved slike klokkehastigheter, er bedre enn (minst 1/30 av) 30 cm. Så din maksimale kretsstørrelse er 1 cm. De nåværende CPU-kjernene er under 1 cm i størrelse, så vi har det helt bra. Hvis vi økte størrelsen på matrisen og dermed økte størrelsen på kjernen, ville du komme inn i den funky situasjonen der deler av CPU-kjernen din utfører neste instruksjon mens andre deler fortsatt sitter fast og utfører den siste instruksjonen. Du skal trenger noen ganske komplekse kretsløp for å dempe dette problemet, og at kretsene i tillegg til å legge til kompleksitet, vil produsere varme, og dermed forverre problemet som ble nevnt i det siste punktet.
- Flere selskaper ser på å perfeksjonere en asynkron CPU (også kalt Clockless CPU) design, så vidt jeg vet, er det siste vellykkede eksemplet fra 2014 da IBM kunngjorde en SyNAPSE-utviklet chip som kjører på en asynkron måte og har en av de høyeste transistorantallene til noen chip som noen gang er produsert. IBMs brikke bruker størrelsesordener mindre strøm enn tradisjonelle databehandlingssystemer på referanseverdier for mønstergjenkjenning.
- Vær oppmerksom på at mens forskjellige implementeringer av asynkrone CPUer har eksistert siden 1950-tallet, er teknologien fremdeles ikke moden og produksjon kostnadene er større enn synkron CPU-produksjonskostnader.
- Det er også problemet med kanteffekter som i, det er små forskjeller mellom transistorer i sentrum og transistorer mot kantene på grunn av fabrikasjonsprosessen. og en større matrisestørrelse ville gjøre dette problemet mer uttalt, noe som ville redusere utbyttet drastisk.
Jeg skrev opprinnelig dette som en kommentar til Ali Kazmis svar på Kunne vi nå en 1 THZ-prosessor, og i så fall er det en grense for klokkehastighet?
Tillegg:
Det høyeste antall kjerner i en produksjons-CPU på en enkelt dyse er så vidt jeg vet 24. Prosessoren det er snakk om er Intel Xeon E7–8890 V4 ( Intel® Xeon®-prosessor E7-8890 v4 ):
- Den er hypertrådet så det betyr at prosessoren har 48 tråder.
- Den har 60 MB hurtigbuffer og støtter opptil 3,07 TB RAM.
- Siden det er en serverprosessor, kan du ha flere prosessorer koblet til det samme hovedkort (i dette tilfellet er det magiske tallet 8 som gir oss totalt 192 kjerner og 384 tråder).
- Prosessoren har en 165 W TDP, så den vil trenge noe spesialisert kjøleutstyr for riktig funksjon.
- Formstørrelsen er 456,12 mm ² .
- Prosessoren er priset til ~ $ 7200.
Nå kan du sammenligne dette med en Core i7–6950X ( Intel® Core ™ i7-6950X Processor Extreme Edition ) som heller ikke er slurv og en ekstremt kraftig prosessor i seg selv, men den har bare 10 kjerner.
- Den er hypertrådet, så det er 20 tråder.
- Den har 25 MB hurtigbuffer og støtter opptil 128 GB RAM.
- Det er en stasjonær prosessor slik at du kan bare koble en enkelt prosessor til hovedkortet.
- Prosessoren har en TDP på 91W.
- Prosessoren er priset til $ 1649,99.
- Formstørrelsen er 246,3 mm ² .
———
Som du kan se, er størrelsen på Xeon E7-8890 v4 er mye større enn i7–6950, og den har 14 flere kjerner og 28 flere tråder også. Problemet er prisen, ikke så mange mennesker vil være villige til å betale ~ $ 7200 for en prosessor. Jeg er en hardcore strømbruker, og jeg har ikke følt meg begrenset av prosessoren på ganske lang tid, så jeg ser ikke meg selv betale så mye for en prosessor (med mindre jeg går tilbake til å være 16 år gammel som tenkte mer kraftig datamaskin ga meg skryterettigheter (som jeg trodde ville hjelpe meg til å imponere damene, ja noe om å være ung og naiv ;-)).).
I dette tilfellet er jeg ganske sikker på at Intel ikke er prisgull. siden avlingene i de størrelsene kommer til å bli forferdelig. Så vidt jeg er klar over, er hele dysen produsert / trykt samtidig (og det inkluderer alle kjernene prosessoren har), så vi støter på problemet med kanteffekter der transistorer i kantene er utsatt for feil.