cpU爲什麼不做成象一張撲克牌或一張A4紙那麼大?

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最大的CPU有多大,我不知道,但以前英特爾出了一個叫Pentium II的處理器,就和現在的小顯卡差不多大小,雖然不如A4紙,可比撲克牌大多了。

最新的AMD Ryzen線程撕裂者,它也不小,比我們常見的CPU至少大了兩倍有餘:

所以說,廠商也不是沒有從面積上作文章,目前高端CPU的面積都普通CPU要大,比如常見的英特爾Core i3核心面積是126mm²,而高端的Core i9-79xx的核心面積達到了322mm²甚至有484mm²之多。

確實,單純增加處理器的面積,按題主的意思是,可以塞進相同數量但體積更大的晶體管,這樣對工藝的要求就不那麼高了,你需要更高的性能堆積更多的晶體管,處理器的面積只管增加就好了,撲克牌大小不夠,還有A4大小,A4大小不夠,還有A3大小……

可惜這樣的後果是不堪重負,我們不得不為處理器設計更大的機箱,為它準備更高規格的散熱裝置,現在的散熱器肯定是不行了,怎麼也得準備龐大複雜的水冷散熱系統,帶來的一系列體積、噪音等負面影響。然而這些還不是最重要的,最重要的成本。

科技進步的標誌之一就是不斷降低成本,如果不追求工藝上的進步,芯片的成本一直居高不下,科技前行那真是舉步維艱,而且,更先進的半導體工藝能提高晶體管的開關頻率,讓處理器的性能得到真正的提升,而功耗還會更低,我們的處理器能做得更小更快,散熱手段也更容易。

所以,

為什麼不做那麼大的CPU,一是成本問題,二是能耗比問題,如果真按題主所想所行,試問,你現在有手機用嗎?有這麼多智能設備驅使嗎?


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很快就會做到撲克牌那麼大了,不過價格就會成幾倍幾十倍的增長。

IT行業是一個最沒有創造力的行業,善於炒各種冷飯。一會細說。

因此在100年來基本上再沒有超越馮諾伊曼模型和圖靈算法理論的理論成果了。

而在目前支持IT行業飛速發展的就是摩爾定律——芯片上的晶體管每18個月翻一番、價格每18個月降低50%。

因此我們就看到了CPU的的速度和效率不斷提高的同時價格也隨之不斷的下降。在1994年的一臺電腦大約2萬多元算是一個基本配置,而現在的計算機基本配置的機器大約3000元就可以買到了。——拜摩爾定律所賜。


很多之前無法通過密集計算的項目或者需要高成本的項目都陸續反覆的復活了。

舉例:“大數據”,在數據處理的過程中,最早的就是文本表格,後面發展出關係型數據庫,再後面發展了一個數據集市,再後面叫做數據倉庫,最終叫做大數據。本身大數據的概念在文本表格的時候就被提出來了,苦於當時的計算機運行速度只有0.25Mhz根本就處理不了大數據規模的數據信息,於是業界就苦苦挨著直至最後計算機的速度和計算機的成本都可以滿足大數據的模型了,推出一個叫做大數據的業務,其實從文本表格到大數據的中間過程都是適應當時的計算能力的而非是當時發明的新技術。


但摩爾定律從Pentium 的110納米開始向下一路走來走到了現在的7納米,以及明後年的4納米技術,那麼摩爾定律實際上還可以繼續在存活5年的時間。到了1納米就基本上是原子的尺度了,不可能繼續再將原子分開。畢竟我們不是三體人,還沒掌握質子的二位展開蝕刻計算機的能力。

當摩爾定律失效的時候我們唯一能做的時期就是不情願的擴大芯片面積才能讓芯片容納更多的門電路。在那時CPU的核心面積就會不斷的增長。直至做的比撲克牌還要大。


在當時我們見到IBM 的POWER 8 cpu的時候有的弟兄驚呼——好大的半塊磚。

幾乎一個手掌大小的CPU早在14年就出現了。

至於為什麼沒有這麼大的民用CPU出現還是由於成本。

目前我們生產CPU都是靠切成晶圓的硅片進行光蝕刻的。所謂的多少納米制程就是蝕刻CPU的電路之間的距離。廠商不斷的縮小製程為的就是在相同面積是刻出更多的CPU。目前一個14寸晶圓大約可以生產3000-5000個CPU,如果只生產1000個的情況下,實際上CPU生產廠商的所有工序和成本都沒有降低。這就導致需要用1000個CPU的價格分攤原來需要5000個cpu分攤的成本造成單價的上升。

因此縮小cpu內線路的距離就成了廠商降低成本和提高利潤的驅動力——摩爾定律。


但當摩爾定律失效的時候,為了做更加複雜的芯片,那麼廠商就只好不斷的增加單一芯片的面積了——同一晶圓切出的CPU變少,成本上升價格提高。


最終專業的CPU會變得比撲克牌還要大很多。當然價格也會迴歸到幾十萬的價格等級上去不過作為消費者基本上別擔心,這種CPU不會在民用場合使用的。

後面民用場合基本上會開始使用FPGA(現場可編程控制器)技術,來替代一些CPU的功能。目前蘋果、華為的一些手機中就已經有了FPGA,用作分擔CPU的工作。早晚會有一天FPGA會做到承擔手機中大部分工作。


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我並非專業人士,但我也知道為什麼不做那麼大。

首先cpu的功能決定了它,內部的線路運行距離越短,數據的交換越快,特別是負擔了電腦的核心的核心的CPU,線路每差距0.00001cm,運行速度就能提升幾倍。所以,內部越精細越好。

其次,大家都知道AMD被英特爾壓制了幾十年,AMD最大的詬病就是CPU能煎蛋。CPU最高溫度都能上100了,為什麼這麼熱,就是因為,CPU承載了繁重的數據處理,內部的線路在強大電流量之下,持續高溫。那麼你想象一下,假如你再把工藝降低,線路加粗,cpu能炸油條也不是夢吧?




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首先是體積沒必要做那麼大,CPU核心也就大拇指指甲蓋那麼大的範圍,當然,廠家可以將體積做成撲克牌大小,也可以做成A4紙大小,正如汽車一樣,一輛2.0T渦輪增壓排量的汽車,做成UFO飛碟外觀可不可以?廠家當然可以做到,但有沒有必要呢,即使做了,排量也還是2.0T,發動機參數不變的,CPU做大了主板就會更大,廠家成本會上升,主板大了機箱就得大,帶來了一連串的連鎖反應。當然,有些高端CPU核心確實比普通CPU要大一點,比如i9就會比i3要大。這個是科技進步的標誌


喜歡島和大海


我來說兩句,其實在286,386等等個人電腦開始普及的時候,人們就先天的接受了機箱甚至計算機的大小和尺寸,但是我們希望在同等的大小的情況下,具有更多的功能,更強勁的計算力,誰也不會選擇粗大笨重的筆記本代替現在小巧的筆記本電腦,除非有性能上的要求,才會選擇臺式機,或者超算,所以才有了後來的18個月,晶體管翻一番的結論,我就覺得用戶體驗,或者用戶需求是推動又小,性能又高的趨勢的根本動力,未來的人工智能和機器人發展也是這種推動力的直接結果。


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