هل تؤثر كثافة الترانزستورات على أداء وحدة المعالجة المركزية؟

هناك بعض الخرافات أو الأساطير المتعلقة بوحدات المعالجة المركزية التي لا تتوافق في كثير من الأحيان مع الواقع ، بينما في حالات أخرى قد تكون متشابهة تمامًا. إحدى هذه الأساطير هي العلاقة المعروفة بين كثافة الترانزستورات وأداء a وحدة المعالجة المركزية‏: وقبل كل شيء ، ضد IPC. ما هي الحقيقة وكم يكمن في ذلك؟

هناك مستخدمون لأسباب مختلفة يحافظون على هذا الارتباط المعرفي تقريبًا عند الحديث عن الأداء لكل مركز. يتم استقراء هذا بشكل أكثر بساطة حول موضوع ساخن مثل مقارنة النانومتر بينهما إنتل و AMD، أو حتى داخل الشركات نفسها.

في النهاية ، يركز المستخدم العادي بدقة على مقاييس النانومتر كما لو كانت مقياس قياس فعليًا يؤثر على أداء وحدة المعالجة المركزية. دعونا نرى والعقل إذا كان هذا صحيحا.

ترانزستور وحدة المعالجة المركزية

نانومتر مقابل كثافة الترانزستور مقابل الأداء

معالجات 7 نانومتر

ترتبط الطباعة الحجرية للمعالج بشكل مباشر بعدد الترانزستورات التي تستطيع كل شريحة استيعابها ، ولكن كما نعلم جميعًا ، هناك عدد من العلاقات المضافة إلى هذه العملية بأكملها.

يتطلب عدد أكبر من الترانزستورات في أنواع معينة من الرقائق وعمليات الطباعة الحجرية إعادة تشكيل أو حتى نوع جديد من الترانزستور. نحن نختبرها حاليًا مع الانتقال إلى فوق البنفسجي وستكون كذلك في المستقبل مع القفزات الأخرى.

إن النقلة النوعية مع الترانزستورات وتطوراتها تشير حتماً إلى تغيير في التعليمات لكل دورة بحيث تكون قادرة على العمل أو الفتح أو الإغلاق وفقًا لبنية نفس الشيء. ولكن على الرغم من أن كل ما قيل حتى الآن صحيح ، فإن أداء وحدة المعالجة المركزية على هذا النحو ، والتحدث وتعميم المفهوم ، لا يرجع فقط إلى ذلك.

تم تقديم أفضل اختبار بواسطة Intel ، حيث تحقق 14 نانومتر بكثافة أقل بكثير من AMD's 7 نانومتر نتائج مشابهة جدًا من حيث الأداء. بالإضافة إلى المثال أعلاه والاستمرار فيه ، في حدود 14 نانومتر ، نجد من برودويل-E العمارة ل المذنب Lake-H و اخيرا روكيت ليك- إس في نهاية السنة.

هل هم تابعون بشكل مباشر؟ ما التأثيرات؟

إنتل

لذلك ، وعلى الرغم من وجود علاقة لا مفر منها ، فإن كثافة الترانزستورات لا تتناسب طرديًا مع الأداء ولا تؤثر عليه على هذا النحو. إن تضمين عدد أكبر من الترانزستورات لكل سنتيمتر مربع يفترض تقدمًا تقنيًا عاليًا جدًا وفي العديد من الحالات العديد من المشكلات التي تؤدي إلى زيادة سرعة التشغيل بشكل أسوأ ، وترددات سلسلة أسوأ أو استهلاك أعلى.

استمرارًا لمفهوم المستوى العام والأعلى ، لا يمكننا التأكيد على أن العلاقة بين الاثنين تعتمد بشكل مباشر. ترجع أكبر قفزة في الأداء بشكل أساسي إلى التحسينات في بنية وحدة المعالجة المركزية ، والتي يمكن أن تؤدي إلى تشغيلها مع التردد الأعلى من المعتاد الذي توفره العمليات الحجرية الأكثر تقدمًا.

ولكن هذا لا يعني منطقياً أن الأداء العالي (وليس IPC) يتم الحصول عليه بالكثافة ، ولكن لأن العملية الليثوغرافية قادرة على تقديم المزيد في مساحة أقل ، مع استهلاك أقل وسرعات أعلى ، ولكن قبل كل شيء ، يتم الحصول على أداء أعلى من خلال تحسينات في العمارة.

يجب عليك فصل المصطلحات جيدًا ، لأنه من السهل الوقوع في فخ الكثافة مقابل الأداء عندما تتزامن التحسينات الكبيرة جدًا في الهندسة المعمارية مع انخفاض في عملية الطباعة الحجرية. شيء مشابه لما حدث في Zen 2 مع AMD: المرور بسرعة 7 نانومتر ( 95 طن متري / مم 2 ) تغييرات هيكلية مهمة في العمارة وترددات أعلى واستهلاك متساو.