Under generationer av processorer de senaste åren och med undantag av AMDThreadripper, alla processorer har praktiskt taget samma storlek, nästan oföränderliga förutom några millimeter. Om tillverkningsnoder blir mindre och mindre , varför är inte processornas storlek krymper också? I den här artikeln ska vi förklara varför processorer är i storlek de är, varken större eller mindre, liksom de undantag som finns.
Som du vet är processorer som också kallas CPU: er som en "hjärna" på en PC. All information som exekveras och behandlas går igenom sina miljoner transistorer dolda under munstycket, och eftersom varje gång tillverkningskoderna lyckas göra dessa transistorer mindre, är det normalt att tro att de också kan minska storleken på processorerna, och ändå är det inte så.
Processorernas storlek, varför är det så som det är?
Ta till exempel en Intel Core i7-2700K-processor med Sandy Bridge-arkitektur, släpptes 2011 under en 32 nanometer litografi. Denna processor är 37.5 mm x 37.5 mm i storlek . Om vi jämför det med en Comet Lake-arkitektur Core i7-10700K, har vi att den tillverkas med 14 nanometer och ändå är storleken 37.5 mm x 37.5 mm, exakt samma som den tidigare åtta generationens processor.
Att ha en väsentligt lägre litografi (14 vs 32 nanometer) skulle göra det möjligt för tillverkaren att göra processorn mycket mindre, vilket skulle ge ett antal fördelar som:
- Lägre latens mellan interna komponenter. När ett chip är för stort kan ljusfördröjning / motståndsfördröjning orsaka timingproblem som ökar latensen.
- billigare att tillverka genom att använda mindre råvaror i den.
- Högre avkastning per skiva . I allmänhet har skivor ett fast antal defekter. Ju fler processorer du kan få per skiva, desto mer lönsamt är det att tillverka eftersom du får fler processorer från samma skiva. Till exempel, om du får 10 processorer ur en rån, 5 går fel är katastrofalt, men om du får 500 processorer ur en enda rån, 5 går fel är inte heller så allvarligt.
Så om det är så många fördelar att göra mindre processorer, varför fortsätter de att göra samma storlek?
Som du väl vet, ökar densiteten hos transistorerna varje gång de använder en ny processorlitografi, som alltid går ner (det vill säga transistorerna är mindre). Enligt exemplet från tidigare har en Core i7-2700K 1.160 miljoner transistorer inuti, medan när vi pratar om Core i7-10700K, även om det exakta antalet är okänt, måste det vara cirka 3.8 miljarder transistorer (mer eller mindre som en Ryzen 3700X).
Denna ökning av densiteten hos transistorerna som finns i processorns matris gör det möjligt att kraftigt öka dess IPC, bruttoprestanda, antal fysiska kärnor och dess effektivitet (prestanda per förbrukad watt). Med andra ord är det första skälet till att processorer inte ser sin storlek minskas i nya generationer på grund av minskningen av litografi används för att förbättra deras prestanda .
Det andra skälet är för tillverkningsproblem; Intel och AMD har redan ”formarna” av en viss storlek i sina fabriker, och att upprätthålla samma processorstorlek gör att de kan dra fördel av en stor del av vad de redan har i tillverkningsprocessen, till exempel PCB eller IHS utan gå längre. långt, oavsett hur mycket döret ändras internt.
Denna andra anledning att hålla storlek sträcker sig till två ytterligare skäl: Storlek av moderkort uttag och storleken på värme sjunker . Om varje ny generation skulle ändra storleken på processorn (vi talar om en väsentlig förändring, inte ett par millimeter som redan har hänt flera gånger), kan moderkortstillverkare hamna i problem med att anpassa uttagen, för att inte tala om tillverkare av kylflänsar , som skulle tvingas modernisera hela sin design och kanske hamna i flera plattformskompatibla kylflänsar.
Det senare tar oss till det tredje skälet att processorerna behåller sin storlek: temperatur . Ju mindre en elektronisk komponent är, desto mindre spridningsyta skulle vi ha tillgänglig för att eliminera värmen den genererar. Om en processor var för liten, skulle det vara svårt att få en kylfläns tillräckligt effektiv för att skingra dess värme, och det skulle finnas en hel del problem. Detta är faktiskt något som redan har arbetats med i flera år, eftersom storleken på processorerna kan utgöra stora olägenheter när det gäller avleda den genererade värmen .
