Najlepsza odpowiedź
Wszystkie mikroprocesory to obwody wytrawione na płycie z materiału półprzewodnikowego (zwykle krzemowego). To jest kość.
Większość ludzi kojarzy termin „procesor” z czymś takim:
obraz: https://www.pcgamesn.com/intel/comet-lake-release-date-performance-specs-price
Ale że nie jest procesorem, przynajmniej nie do końca. Patrzysz tutaj na cały pakiet procesora, zawierający układ scalony, podłączony do organicznego podłoża, z metalowym rozpraszaczem ciepła do jego uzupełnienia.
Jednak jeśli usuniesz ten rozpraszacz ciepła (nie t, chyba że wiesz, co robisz), znajdziesz to:
obraz z Gamers Nexus.
Ta prostokątna, srebrzysta rzecz na zielonym podłożu to właściwa kostka procesora: to kawałek krzemu zawierający prawie wszystko, co powoduje „tykanie” procesora. Znajdują się tam wszystkie rdzenie i pamięć podręczna.
Kość procesora jest wycinana z płytki silikonowej podczas produkcji, a następnie mocowana do podłoża.
Odpowiedź
To doskonałe pytanie i kiedyś zastanawiałem się nad tym samym. Niestety, nie zadziała, ponieważ:
- Głównym problemem związanym ze zwiększaniem szybkości procesorów jest energia, którą zużywają i ciepło, które jest generowany jako produkt uboczny. Aby osiągnąć wyższe częstotliwości taktowania, potrzeba więcej niż 125 watów, co spowodowałoby dużo ciepła (niezależnie od rozmiaru matrycy), co sprowadza nas z powrotem do niepraktycznego chłodzenia. Większa matryca faktycznie skutkowałaby bardziej złożonym sprzętem chłodzącym, ponieważ teraz musimy upewnić się, że temperatura w matrycy jest w większości podobna, w przeciwnym razie nierównomierne rozszerzanie i kurczenie się matrycy spowodowałoby uszkodzenie tranzystorów i / lub mikropęknięcia procesora.
- Ze względów praktycznych sygnały elektryczne przemieszczają się z prędkością światła. Jeśli procesor jest taktowany z częstotliwością 3GHz, oznacza to 3 miliardy cykli zegara na sekundę, przy czym każdy cykl zegara trwa 0,33 nanosekundy. Światło przemieszcza się w ciągu nanosekundy około 30 cm, więc rozmiar obwodu zaangażowanego przy takich częstotliwościach zegara powinien być znacznie mniejszy niż (co najmniej 1/30 z) 30 cm. Zatem maksymalny rozmiar obwodu to 1 cm. Obecne rdzenie procesora mają rozmiar poniżej 1 cm, więc wszystko jest w porządku. Jeśli zwiększyliśmy rozmiar matrycy, a tym samym zwiększyliśmy rozmiar rdzenia, napotkasz dziwaczną sytuację, w której części rdzenia procesora wykonują następną instrukcję, podczas gdy inne części nadal utkną podczas wykonywania ostatniej instrukcji. potrzebują dość skomplikowanych obwodów, aby złagodzić ten problem, a te obwody oprócz zwiększania złożoności będą wytwarzać ciepło, co zaostrzy problem wspomniany w ostatnim punkcie.
- Kilka firm szuka możliwości udoskonalenia asynchronicznego procesora (zwanego także bez zegara); o ile wiem, ostatni udany przykład pochodzi z 2014 roku, kiedy IBM ogłosił chip opracowany przez SyNAPSE, który działa asynchronicznie i ma jedną z najwyższych liczby tranzystorów spośród wszystkich chipów, jakie kiedykolwiek wyprodukowano. Chip IBM zużywa o rzędy wielkości mniej energii niż tradycyjne systemy obliczeniowe w testach porównawczych rozpoznawania wzorców.
- Należy jednak pamiętać, że chociaż różne implementacje asynchronicznych procesorów istniały od lat pięćdziesiątych XX wieku, technologia wciąż nie jest dojrzała i produkcyjna koszty są znacznie wyższe niż koszty produkcji synchronicznych procesorów.
- Istnieje również kwestia efektów krawędziowych, ponieważ istnieją drobne różnice między tranzystorami w środku a tranzystorami na krawędziach z powodu procesu produkcyjnego a większy rozmiar matrycy sprawiłby, że problem byłby bardziej widoczny, co drastycznie zmniejszyłoby wydajność.
Pierwotnie opublikowałem to jako komentarz do odpowiedzi Alego Kazmi na pytanie Czy możemy osiągnąć procesor 1 THZ, a jeśli tak, to czy istnieje ograniczenie szybkości zegara?
Uzupełnienie:
Największa liczba rdzeni w O ile wiem, produkcyjny procesor na jednej kości ma 24. Procesor, o którym mowa, to Intel Xeon E7–8890 V4 ( Procesor Intel® Xeon® E7-8890 v4 ):
- Jest wielowątkowy oznacza to, że procesor ma 48 wątków.
- Ma 60 MB pamięci podręcznej i obsługuje do 3,07 TB pamięci RAM.
- Ponieważ jest to procesor serwera, możesz mieć wiele procesorów podłączonych do tego samego płyta główna (w tym przypadku magiczna liczba to 8, co daje w sumie 192 rdzenie i 384 wątki).
- Procesor ma 165 W TDP, więc do prawidłowego działania będzie potrzebował specjalistycznego sprzętu chłodzącego.
- Rozmiar matrycy to 456,12 mm ² .
- Cena procesora to ~ 7200 USD.
Teraz porównaj to z Core i7–6950X ( Procesor Intel® Core ™ i7-6950X Extreme Edition ), który też nie sam w sobie niezwykle wydajny procesor, ale ma tylko 10 rdzeni.
- Jest wielowątkowy, więc zawiera 20 wątków.
- Ma 25 MB pamięci podręcznej i obsługuje do 128 GB pamięci RAM.
- Jest to procesor do komputerów stacjonarnych, więc możesz podłącz tylko jeden procesor do płyty głównej.
- Procesor ma TDP 91W.
- Koszt procesora to 1649,99 $.
- Rozmiar matrycy to 246,3 mm ² .
———
Jak widać, rozmiar matrycy Xeon E7-8890 v4 jest znacznie większy niż i7–6950 i ma 14 więcej rdzeni i 28 więcej wątków. Problemem jest jednak cena, niewiele osób będzie skłonnych zapłacić za procesor ~ 7200 dolarów. Jestem zagorzałym użytkownikiem mocy i nie czułem się ograniczony przez procesor od dość dawna, więc nie widzę, żebym płacił tyle za procesor (chyba że wrócę do bycia 16-latkiem, który pomyślał o czymś więcej potężny komputer dał mi prawo do chwalenia się (co, jak sądziłem, pomogłoby mi zaimponować damom, tak, coś o byciu młodym i naiwnym ;-))).
W tym przypadku jestem prawie pewien, że Intel nie podbija ceny ponieważ plony przy takich rozmiarach będą straszne. O ile mi wiadomo, cała matryca jest wytwarzana / drukowana w tym samym czasie (i obejmuje to wszystkie rdzenie procesora), więc napotykamy problem efektów krawędziowych, w których tranzystory na krawędziach są podatne na uszkodzenia. / p>