Com de ràpid és un processador 1ghz?

Resposta

Una suposició important en el disseny de circuits és que tots els elements de circuit són Es va tallar. Això significa que el temps de propulsió de senyals d' un element a l' altre és Negneible. "Negligible" significa que el temps en el que es necessita per al senyal produït a Un punt del circuit que es propaga a la resta del circuit és petit (very) Comparat amb els temps involucrats en l'operació de circuits.

Per a tots els motius pràctics, els senyals elèctrics viatgen a la velocitat de la llum. Anem a prendre un exemple: assumim un processador que treballa a 1GHz. Això vol dir un mil milions de cicles de rellotge per segon. Això també significa que un cicle de rellotge en pren un Mil milions de dòlars d'un segon, o un nanosegon. Viatges lleugers al voltant de 30cm (un peu) en Un nanosegon. Així doncs, la mida de les circuits involucrades a velocitats d'aquest rellotge és millor molt menys que (almenys 1/10 de) 30cm. La mida màxima del circuit és 3cm. Tenir en compte que la mida real del nucli de la CPU és menys de 1cm un costat, som Encara en aigües fora de perill.

Recorda que això era per 1 GHz. Si la velocitat del rellotge s' incrementa a 100GHz, a El cicle serà 0. 001 nanosegons, i els senyals només es propagaran 3mm en aquest moment. Per tant, el vostre nucli de la CPU tindrà que ser al voltant de 0,3m en mida. És difícil de fer-ho. Descarrega un nucli de la CPU en un espai tan petit. Així que encara estem en aigües fora de perill, però En algun lloc entre ara i 100GHz, colpejarem aquesta barrera física.

Què passa quan aquesta limitació de mida està violada? El que passa és que Algunes parts del vostre circuit estan en el cicle actual, i d' altres parts estan en El cicle anterior 'anterior'. És molt difícil gestionar aquests sistemes distribuïts. Aleshores en disseny, hauràs de gestionar els retards en la propulsió de senyals, comença la forma de circuits Fent un paper fort en el disseny. De fet, es converteix en processadors separats que un sol processador.

Llavors hi ha altres problemes tècnics, com sobreutilització, disseny de circuits, Potser tenir rellotges estables a les freqüències tan altes i aquestes. Però crec que cap és tan seriós com la limitació física del rellotge contra velocitat. Mida del circuit. Responed per: Yasar Safkan, Ph.D., motor de Safware, Noktalar A.S., Istanbul, Turquia

Els microprocessadors actuals (com els Pentius) es construeixen amb els Una tecnologia complementària (SMOS). Com de ràpid es pot rellotger un processador Dependrà de com pot tenir un petit canvi de temps cada transistor MOS. El canvi L'hora d'un Transistor d'efecte MOS (MOSFET) baixa amb la seva mida. Així que, sempre que sigui Pots fer transistors més petits, pots aconseguir transistors més ràpids i per tant més ràpid processadors. Aquesta reducció de la mida es fa com a escalat 'COS' i s' ha estat Més o menys seguint la llei de Moore celebrada.

La mida de la característica més petita que es troba en un processador avui és de 150 nanòmetres (Aquesta és la longitud del canal en un MOFECT). Pots anar més petit que això, però amb cada vegada més dificultat. Els transistors de la Convenció encara poden funcionar fins a uns 50 nanòmetres de longitud del canal, donant velocitats del vostre processador Al voltant de 20 GHz o això, però més enllà d'això, la seva suposició. A longituds tan petites, a El transistor no està ben comportat, així que un no el pot utilitzar com a un ha estat. Quantumunit synonyms for matching user input Efectes governant el màxim.

Un pot intentar posar alguns d'aquests efectes quàntics per a fer un bon ús i fer Dispositius (com transistors) basats en ells. Transistors d' electrons individuals (SETs) que Ha demostrat que les temperatures de la sala tenen la promesa en aquest aspecte. Pot ser. Potser un dia per fer cicuits integrats fora d'ells. Això donaria processadors velocitats de tant com un terartz. Però un pot estar segur de no veure res d'això. Les coses del mercat en els següents 20 anys almenys. Fins llavors, el seu antic KADMOS, encorat cap a velocitats superiors i petites dimensions, escortant el seu potencial en Al voltant de l'any 2020. Responed per: Palash Bharadwaj, Enginyeria elèctrica sota la cambra, IIT Bombai