La densité des transistors influence-t-elle les performances d'un processeur?

Il existe certains mythes ou légendes concernant les processeurs qui, dans de nombreuses occasions, ne correspondent pas à la réalité, tandis que dans d'autres, ils peuvent être assez similaires. L'un de ces mythes est la relation bien connue entre la densité des transistors et la performance d'un Processeur et surtout contre l'IPC. Qu'est-ce que la vérité et combien y réside-t-elle?

Il y a des utilisateurs qui, pour différentes raisons, maintiennent cette association presque cognitive en parlant de performance par cœur. Ceci est extrapolé plus simplement sur un sujet aussi brûlant que la comparaison nanométrique entre Intel et AMD, voire au sein des entreprises elles-mêmes.

En fin de compte, l'utilisateur moyen se concentre précisément sur les nanomètres comme s'il s'agissait d'une mesure réelle qui a un impact sur les performances du processeur. Voyons voir et raisonner si cela est vrai.

Transistor CPU

Nanomètres vs densité de transistor vs performances

Processeurs 7 nm

La lithographie d'un processeur est directement liée au nombre de transistors que chaque puce est capable d'accueillir, mais comme nous le savons tous, il y a un certain nombre de relations ajoutées à tout ce processus.

Un plus grand nombre de transistors nécessite dans certains types de plaquettes et procédés lithographiques un remodelage voire un nouveau type de transistor. Nous le vivons actuellement avec le passage à EUV et il en sera ainsi à l'avenir avec d'autres sauts.

Le changement de paradigme avec les transistors et leurs évolutions marque inévitablement un changement dans les instructions par cycle qu'ils sont capables de travailler, d'ouvrir ou de fermer selon l'architecture de celui-ci. Mais si tout ce qui a été dit jusqu'à présent est vrai, les performances d'un processeur en tant que tel, en parlant et en généralisant le concept, ne sont pas seulement dues à cela.

Le meilleur test a été proposé par Intel, où ses 14 nm avec une densité beaucoup plus faible que les 7 nm d'AMD obtiennent des résultats très similaires en termes de performances. De plus et en continuant avec l'exemple ci-dessus, dans ses 14 nm, nous trouvons à partir du Broadwell-E architecture à Lac Comète-H et enfin Rocket Lake-S à la fin de l'année.

Sont-ils directement dépendants? quelles influences?

Intel

Par conséquent, et bien qu'il existe une relation incontournable, la densité des transistors n'est pas directement proportionnelle aux performances et ne les influence pas en tant que telles. L'inclusion d'un plus grand nombre de transistors par centimètre carré suppose une très grande avancée technologique et dans de nombreuses occasions plusieurs problèmes qui conduisent à un pire overclocking, à de moins bonnes fréquences série ou à une consommation plus élevée.

En continuant avec le concept de niveau général et supérieur, nous ne pouvons pas affirmer que la relation entre les deux est directement dépendante. Le plus grand saut de performance est principalement dû aux améliorations de l'architecture du processeur, qui, combinées à une fréquence plus élevée que celle habituellement fournie par les processus lithographiques les plus avancés, peuvent provoquer leur déclenchement.

Mais logiquement, cela ne signifie pas qu'une performance plus élevée (pas IPC) est obtenue par densité, mais parce que le processus lithographique est en mesure d'offrir plus dans moins d'espace, avec moins de consommation et à des vitesses plus élevées, mais surtout, une performance plus élevée est obtenue par améliorations de l'architecture.

Vous devez bien séparer les termes, car il est facile de tomber dans le piège de la densité par rapport aux performances lorsque de très grandes améliorations de l'architecture coïncident avec une réduction du processus lithographique. Quelque chose de similaire à ce qui s'est passé dans Zen 2 avec AMD: passage à 7 nm ( 95 MTr / mm2 ) d'importants changements structurels dans l'architecture, des fréquences plus élevées et une consommation égale.