Даже несмотря на то, что процессор, возможно, является наиболее важным компонентом вашего ПК, он по-прежнему занимает столько же места, сколько и в 1993 году. ЦПУ целиком, имеет размеры сопоставимые с несколькими почтовыми марками, и это порождает один резонный вопрос. Если производители хотят обладать преимуществом над конкурентами, то почему ни Intel, ни AMD просто не увеличат в размерах свои ЦПУ? Представьте, как много ядер и насколько высокую производительность мы могли бы получить, имея процессор, размером со смартфон. Давайте разберемся в этом.
Производство ЦПУ
Один из простых способов показать проблемы на примере - это сравнить процессор с тем, как работает двигатель в машине. Даже в небольшую машину, теоретически можно установить высокопроизводительный, 10-цилиндровый двигатель, вместо более разумного 4-цилиндрового, который будет более выгоден при поездке на работу. Однако, очевидно, что 10-цилиндровый двигатель будет стоить значительно больше в производстве, чем обычный 4-цилиндровый.
И несмотря на то, что процессоры значительно меньше двигателей для автомобилей, добавление в них большего числа транзисторов - это недешевая задача. Не говоря уже о том, что размещение чипов большей площади на кремниевой пластине, позволит производителям получать меньшее количество готовых ЦПУ, что увеличить их стоимость. Кроме того, при изготовлении кристаллов большего размера повышается шанс получить неисправный ЦПУ. Производство процессоров - это очень сложный процесс, и далеко не каждый и кристаллов кремния на пластине будет пригоден для использования. На самом деле, значительна часть изготовленных ЦПУ просто отбраковывается на производстве из-за очень незначительных дефектов, которые могут повлиять на производительность или сделать чип вообще неиспользуемым.
Поэтому производители не желают увеличивать сложность, которая снизит количество годных чипов, пригодных для продажи, что также снизит их доход. Однако, даже если количество годных кристаллов будет близким к 100%, изготовление кристаллов большего размера все равно не будет иметь большого смысла для производителей. На самом деле очень сложно производить большие ЦПУ, с большим количеством ядер, которые работают на той же частоте, что и ЦПУ с меньшим количеством ядер. Не только потому, что нужно бороться с излишним тепловыделением, но также и потому, что это может навредить производительности, из-за тактовых частот современных ЦПУ - даже пара дополнительных сантиметров площади может создать сложности в синхронизации, заставляя производителей снизить частоты в конечных продуктах.
Это в особенности справедливо, если вы пытаетесь поддерживать дополнительную процессорную мощь при помощи кэш памяти. Частично, именно поэтому, если вы посмотрите на характеристики ЦПУ с большим количеством ядер, то увидите, что их частоты, как правило, ниже, чем у более распространенных процессоров. Подобно тому, как Wi-Fi является компромиссом между скоростью передачи данных и площадью покрытия, проектирование ЦПУ - это компромисс между скоростью и площадью кристалла, или более конкретно - количеством ядер. Поэтому, вместо попыток создания самого большого ЦПУ, с наибольшим количеством транзисторов, производители думают о том, как процессор на самом деле будет использоваться и оптимизируют конечный продукт для этих условий.
Из-за того, что большой ЦПУ будет работать на пониженных частотах, он может быть не столь хорош для таких приложений, как игры, где производительность на один поток, обычно имеет большее значение. Вместе с тем, простое добавление дополнительных транзисторов, для увеличения производительности, не всегда приводит к лучшим результатам. Вместо этого, архитектура ЦПУ может быть улучшена за счет конкретных технологий, учитываемых при разработке, таких как Quick Sync Video для облегчения транскодинга видео на платформе Intel, или добавление PCIe четвертого поколения, для обеспечения поддержки сверхбыстрых SSD накопителей у AMD.
Поэтому стоит помнить, что процессор большего размера, не гарантирует большую производительность.
Не забудьте подписаться и поставить лайк. Впереди будет еще много крутых статей.
