Baru-baru ini, saya telah mendengar bahwa AMD telah merilis seri Vishera baru prosesor FX yang berjalan pada 5 GHZ. Pertanyaan saya adalah apakah ada batas atas clock rate prosesor? Apakah kita bisa terus meningkatkan clock rate selamanya? Masalah listrik apa yang akan kita hadapi dengan laju jam yang lebih tinggi?
microprocessor
clock-speed
Torsten Hĕrculĕ Cärlemän
sumber
sumber
Jawaban:
EDIT : Pertanyaan ini mengarah pada diskusi panjang. Sangat penting untuk memahami bahwa fakta bahwa kecepatan CPU belum meningkat selama beberapa tahun terakhir terkait dengan aspek komersial, dan tidak terkait langsung dengan masalah teknis atau teknis apa pun. Anda dapat memeriksa tautan ini untuk frekuensi teratas yang dicapai dengan CPU yang ada dengan overclocking dan pendinginan super.
Dari penemuan PC pertama dan hingga awal 2000-an, parameter utama setiap CPU adalah frekuensinya (frekuensi operasi maksimal). Pabrikan mencoba memunculkan teknologi baru yang akan memungkinkan frekuensi lebih tinggi, dan desainer chip bekerja sangat keras untuk mengembangkan arsitektur mikro yang akan memungkinkan chip untuk berjalan pada frekuensi yang lebih tinggi.
Namun, ketika chip menjadi lebih kecil dan lebih cepat, masalah disipasi panas muncul - ketika seluruh jumlah panas yang dihasilkan oleh switching transistor tidak bisa dihamburkan, chip menjadi rusak. Insinyur mulai memasang heat sink ke prosesor, kemudian kipas, tetapi akhirnya mereka sampai pada kesimpulan bahwa pendekatan peningkatan frekuensi CPU tidak lagi praktis dalam hal kinerja tambahan per biaya tambahan.
Dengan kata lain: Frekuensi CPU dapat dinaikkan, tetapi ini membuat CPU (pada kenyataannya, bukan CPU tetapi mekanisme pendinginan) terlalu mahal. Konsumen tidak akan membeli komputer mahal jika ada alternatif .
Secara umum, proses teknologi saat ini memungkinkan operasi frekuensi yang sangat tinggi (jauh di atas ~ 3GHz yang biasanya digunakan Intel, dan bahkan AMD 5GHz bukanlah langit-langit). Namun, biaya asosiatif perangkat pendingin yang diperlukan pada frekuensi tinggi ini terlalu tinggi.
Saya ingin menekankan ini: tidak ada efek fisik yang mencegah pengembangan prosesor 8-10GHz dengan teknologi saat ini . Namun, Anda harus menyediakan mekanisme pendinginan yang sangat mahal untuk mencegah prosesor seperti terbakar.
Selain itu, prosesor biasanya bekerja dalam "burst" - mereka memiliki periode idle yang sangat lama, diikuti oleh periode pendek, tetapi sangat intensif (dan karenanya mengkonsumsi energi tinggi). Insinyur dapat membangun prosesor 10GHz yang bekerja pada frekuensi tertinggi untuk periode waktu yang singkat (dan tidak diperlukan pendinginan tambahan karena periode ini singkat), tetapi pendekatan ini juga ditolak sebagai tidak berharga (investasi tinggi dalam pengembangan dibandingkan dengan keuntungan yang dipertanyakan) ). Namun, setelah perbaikan mikro-arsitektur di masa depan, pendekatan ini dapat dipertimbangkan kembali. Ini adalah keyakinan saya bahwa prosesor AMD 5GHz ini tidak bekerja secara konstan pada 5GHz, tetapi meningkatkan clock internal hingga maksimum selama ledakan singkat.
BATAS FISIK: Ada batas fisik hingga laju jam maksimum yang dapat dicapai untuk setiap teknologi proses (yang tergantung pada ukuran fitur minimal teknologi), namun saya berpikir bahwa prosesor Intel terakhir yang telah benar-benar didorong ke batas ini adalah Pentium 4. Ini berarti bahwa hari ini, ketika teknologi maju dan ukuran fitur minimal dikurangi (sementara itu sesuai dengan hukum Moore), satu-satunya manfaat dari pengurangan ini adalah Anda dapat memasukkan lebih banyak logika ke area yang sama (insinyur tidak lagi mendorong frekuensi CPU ke batas dari teknologi).
BTW, batas di atas tidak bisa bertambah selamanya. Baca tentang hukum Moore dan masalah yang terkait dengan alat selanjutnya.
sumber
Ada batasan fisik.
Frekuensi prosesor dibatasi oleh:
Katakanlah Anda memiliki pengali dan register pada CPU. Beberapa variabel input dikalikan dan kemudian disimpan dalam register.
Sinyal listrik memerlukan waktu untuk melakukan perjalanan melalui jalur sinyal dan transistor.
Jika Anda meningkatkan clock rate terlalu banyak maka perkalian belum selesai ketika siklus berikutnya masuk. Dan Anda mungkin ingin menggunakan hasil perkalian dalam instruksi berikutnya!
Jadi jika CPU lebih kecil maka Anda dapat menempatkan frekuensi yang lebih tinggi di atasnya.
Juga lihat: Penundaan propaganda Hambatan interkoneksi
sumber