Dimensiuni procesor: De ce nu sunt mai mici

În timpul generații de procesoare în ultimii ani și cu excepția Threadripper AMD, toate procesoarele au practic aceeași dimensiune, aproape invariabilă cu excepția câtorva milimetri. Dacă nodurile de fabricație ajung mai mici și mai mici , de ce nu dimensiunea procesoarelor de asemenea, în scădere? În acest articol, vom explica de ce procesoarele sunt de dimensiunea lor, nici mai mari, nici mai mici, precum și excepțiile care există.

După cum știți, procesoarele cunoscute și sub denumirea de procesoare sunt precum „creierul” unui computer. Toate informațiile care sunt executate și procesate trec prin milioanele sale de tranzistoare ascunse sub matriță și, de fiecare dată când nodurile de fabricație reușesc să facă acești tranzistori mai mici, este normal să ne gândim că ar putea reduce și dimensiunea procesoarelor și totuși nu este așa.

Dimensiuni procesor: De ce nu sunt mai mici

Mărimea procesoarelor, de ce este așa cum este?

Luăm de exemplu un procesor Intel Core i7-2700K de arhitectură Sandy Bridge, lansat în 2011 sub o litografie de 32 nanometri. Acest procesor este 37.5 mm x 37.5 mm în dimensiune . Dacă îl comparăm cu o arhitectură Comet Lake Core i7-10700K, avem faptul că este fabricat la 14 nanometri și totuși dimensiunea este de 37.5 mm x 37.5 mm, exact la fel ca procesorul precedent de opt generații.

Intel-CPU-fals

Având o litografie substanțial mai mică (14 vs 32 nanometri) ar trebui să permită producătorului să micșoreze procesorul, ceea ce ar oferi o serie de avantaje, cum ar fi:

  • Latență mai mică între componentele interne. Când un cip este prea mare, întârzierea vitezei / rezistenței luminii poate provoca probleme de sincronizare care cresc latența.
  • Mai ieftin să producă, folosind mai puține materii prime în ea.
  • Randament mai mare pe placă . În general, napolitane au un număr fix de defecte. Cu cât puteți obține mai multe procesoare pe placă, cu atât este mai profitabil să fabricați, deoarece obțineți mai multe procesoare din aceeași placă. De exemplu, dacă scoți 10 procesoare dintr-o placă, 5 greșesc este catastrofal, dar dacă scoți 500 de procesoare dintr-o singură placă, nici 5 ieșiți defecte nu este atât de grav.

Tamaño Oblea procesadores

Așadar, dacă crearea unor procesoare mai mici aduce atâtea avantaje, de ce le crește în continuare la aceeași dimensiune?

După cum știți bine, de fiecare dată când utilizează o nouă litografie a procesorului, care scade întotdeauna (adică tranzistoarele sunt mai mici), densitatea tranzistoarelor crește semnificativ. Urmând exemplul dinainte, un Core i7-2700K are 1.160 milioane de tranzistori în interior, în timp ce când vorbim despre Core i7-10700K, deși numărul exact este necunoscut, acesta trebuie să fie în jur de 3.8 miliarde de tranzistori (mai mult sau mai puțin ca un Ryzen 3700X).

Această creștere a densității tranzistoarelor conținute în matrița procesorului permite să crească foarte mult IPC-ul său, performanța brută, numărul de nuclee fizice și eficiența acestuia (performanță pe watt consumat). Cu alte cuvinte, primul motiv pentru care procesoarele nu văd dimensiunea lor redusă la noile generații se datorează reducerii litografiei este folosit pentru a le îmbunătăți performanța .

Al doilea motiv este pentru problemele de fabricație; Intel și AMD au deja „matrițe” de o anumită dimensiune în fabricile lor, iar menținerea aceleiași dimensiuni a procesorului le permite să profite de o mare parte din ceea ce au deja în procesul de fabricație, cum ar fi PCB sau IHS fără mergând mai departe. departe, oricât de mult se schimbă matrița pe plan intern.

Altura die 10900k

Acest al doilea motiv pentru păstrarea dimensiunii se extinde la două motive suplimentare: mărimea a plăcii de bază priză , și dimensiunea heatsinks . Dacă fiecare nouă generație ar schimba în mod substanțial dimensiunea procesorului (vorbim despre o schimbare substanțială, nu de câțiva milimetri, așa cum sa întâmplat deja de mai multe ori), producătorii de plăci de bază ar putea avea probleme în adaptarea prizelor, ca să nu mai vorbim de producătorii de radiatoare , care ar fi forțați să-și revizuiască întregul design și ar putea ajunge la radiatoare compatibile cu mai multe platforme.

Acesta din urmă ne aduce la al treilea motiv pentru care procesoarele își mențin dimensiunea: temperatură . Cu cât este mai mică o componentă electronică, cu atât avem mai puțină suprafață de disipare pentru a elimina căldura pe care o generează. Dacă un procesor ar fi prea mic, ar fi dificil să obțineți un radiator suficient de eficient pentru a-i disipa căldura și ar exista destul de multe probleme. Acesta este, de fapt, ceva care a fost deja lucrat de ani buni, deoarece dimensiunea procesoarelor poate reprezenta inconveniente mari atunci când este vorba de disiparea căldurii generate .