Processorstørrelser: Hvorfor de ikke er mindre

Under generationer af processorer i de senere år og med undtagelse af AMDThreadripper, alle processorer har praktisk talt samme størrelse, næsten uforanderlige bortset fra et par millimeter. Hvis fremstillingsnoder får mindre og mindre , hvorfor er det ikke størrelsen på processorer også krymper? I denne artikel vil vi forklare, hvorfor processorer er den størrelse, de er, hverken større eller mindre, samt de undtagelser, der findes.

Som du ved, er processorer, også kendt som CPU'er, ligesom "hjernen" på en pc. Al den information, der udføres og behandles, går gennem dets millioner af transistorer skjult under matricen, og da hver gang fremstillingsnoderne formår at gøre disse transistorer mindre, er det normalt at tro, at de også kunne reducere størrelsen på processorer, og alligevel er det ikke sådan.

Processorstørrelser: Hvorfor de ikke er mindre

Processorernes størrelse, hvorfor er det sådan, det er?

Tag for eksempel en Intel Core i7-2700K processor af Sandy Bridge-arkitektur, udgivet i 2011 under et 32 ​​nanometer litografi. Denne processor er 37.5 mm x 37.5 mm i størrelse . Hvis vi sammenligner det med en Comet Lake-arkitektur Core i7-10700K, har vi, at den er fremstillet med 14 nanometer, og alligevel er størrelsen 37.5 mm x 37.5 mm, nøjagtigt den samme som den foregående otte generations processor.

Intel-CPU-falsk

At have en væsentligt lavere litografi (14 vs 32 nanometer) skulle gøre det muligt for producenten at gøre processoren meget mindre, hvilket ville give en række fordele såsom:

  • Lavere ventetid mellem interne komponenter. Når en chip er for stor, kan forsinkelsen med lyshastighed / modstand forårsage timingproblemer, der øger latenstiden.
  • Billigere at fremstille ved at bruge mindre råmaterialer i den.
  • Højere udbytte pr. Wafer . Generelt har vafler et fast antal fejl. Jo flere processorer du kan få pr. Wafer, jo mere rentabelt er det at fremstille, fordi du får flere processorer fra den samme wafer. For eksempel, hvis du får 10 processorer ud af en wafer, er 5 gå galt katastrofalt, men hvis du får 500 processorer ud af en enkelt wafer, er 5 gå ud defekt, det er heller ikke så alvorligt.

Tamaño Oblea procesadores

Så hvis det giver så mange fordele at fremstille mindre processorer, hvorfor bliver de ved med at have samme størrelse?

Som du ved, hver gang de bruger en ny processorlitografi, som altid går ned (dvs. transistorer er mindre), stiger densiteten af ​​transistorer betydeligt. Efter eksemplet fra før har en Core i7-2700K 1.160 millioner transistorer inde, mens når vi taler om Core i7-10700K, selvom det nøjagtige antal er ukendt, skal det være omkring 3.8 milliarder transistorer (mere eller mindre som en Ryzen 3700X).

Denne stigning i densiteten af ​​transistorer indeholdt i processorens matrice giver mulighed for i høj grad at øge dens IPC, bruttopræstation, antal fysiske kerner og dens effektivitet (ydeevne pr. Forbrugt watt). Med andre ord er den første grund til, at processorer ikke ser deres størrelse reduceret i nye generationer, fordi reduktionen af ​​litografi bruges til at forbedre deres præstationer .

Den anden grund er fremstillingsproblemer; Intel og AMD har allerede "forme" af en bestemt størrelse i deres fabrikker, og vedligeholdelse af den samme processorstørrelse giver dem mulighed for at drage fordel af en stor del af det, de allerede har i fremstillingsprocessen, såsom PCB eller IHS uden går længere. langt, uanset hvor meget matricen ændrer sig internt.

Altura dør 10900k

Denne anden grund til at holde størrelse strækker sig til to yderligere grunde: størrelse af bundkort sokkel og størrelsen på heatsinks . Hvis hver ny generation skulle ændre størrelsen på processoren væsentligt (vi taler om en væsentlig ændring, ikke et par millimeter, som det allerede er sket flere gange), kan bundkortproducenter finde problemer i at tilpasse stikkene, for ikke at nævne producenterne af kølelegemet , der ville blive tvunget til at modernisere hele deres design og muligvis ende med multi-platform kompatible køleplader.

Sidstnævnte bringer os til den tredje grund til, at processorer opretholder deres størrelse: temperatur . Jo mindre en elektronisk komponent er, jo mindre spredningsoverflade ville vi have til rådighed for at eliminere den varme, den genererer. Hvis en processor var for lille, ville det være svært at få en køleplade, der er effektiv nok til at sprede varmen, og der ville være en hel del problemer. Dette er faktisk noget, der allerede er arbejdet med i årevis, fordi størrelsen på processorer kan repræsentere store ulemper, når det kommer til spreder den genererede varme .