關(guān)于這個問題我之前說的不夠清楚,誤導(dǎo)了問題本身,這次做了修改,希望更容易理解。大家知道有焦耳公式的,是單位時間內(nèi)電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量。芯片也適用,只是芯片是一個超大規(guī)模半導(dǎo)體,不是純導(dǎo)體。可以認為在芯片內(nèi)部任何一個周期內(nèi)有一半是開的一半是關(guān)的。芯片內(nèi)部是大規(guī)模的開開關(guān)關(guān)的過程。形成了千萬個交叉開關(guān),所以就能根據(jù)功耗和芯片體積和制程尺度在單位時間內(nèi)計算出參與運算的門數(shù)量。門數(shù)量就是運算浮點數(shù),也是運算速度。這個算法只是理論值不是絕對精度,絕對精度由操作系統(tǒng)得出。
在微觀上,千萬個門的交叉開關(guān)由三維層連接,用時鐘線、地址線、控制線具體操作。這三種功能線可以和與門、或門、非門、與非門、或非門、與或非門、異或門等幾種組合門電路相互轉(zhuǎn)換。其中最重要的時鐘線,可以說這是一次控制多少門數(shù)量的深度,我們叫做頻率。即使1v的低電壓也遠遠超過硅(0.5v)制程工藝的電壓,泵送電子的速度就是頻率。簡單說就是把一個晶體管門以極快速度開關(guān)直到無法維持門開關(guān)的能力,這個頻率就是能打開的門電路數(shù)量深度。對一個門電路來說開關(guān)頻率越高時間越短能耗越低,導(dǎo)通時間被微分稀釋了,但對一堆門電路來說頻率越高開關(guān)時間越短能耗就越高。因為導(dǎo)通時間被積分增加了,這就是交叉開關(guān)的效應(yīng)。這個關(guān)系很多人一直未能理解。原因是不了解計算機控制原理。相信我已經(jīng)說的夠簡單了,很多人有人喜歡超頻,就是提升CPU電壓達到的。但是內(nèi)核電壓是有極限的,提高到晶體門開關(guān)極限就再無能為力了。電壓越高發(fā)熱量越大,熱量造成門失效信號出錯CPU不穩(wěn)定,甚至運算能力不再提高反而下降。所以用提高電壓和散熱不能解決根本問題,解決問題的辦法就是不斷減小制程工藝。用更低的電壓驅(qū)動更多的門數(shù)量。這樣功耗就越來越低,但一直減小制程又會出現(xiàn)新的問題,而那么低的電壓能開多少層門就牽涉到更專業(yè)的知識了 ,材料科學(xué)、電子動力學(xué)和計算機編碼和控制原理,無法一一簡答,材料科學(xué)和電子動力學(xué)在微觀上讓我們了解到微觀的量子特性、工藝問題等。又多了一個量子學(xué)。微觀尺寸上材料特性工藝和電子穿隧效應(yīng)難題。量子隧穿效應(yīng)說簡單點就是電路與電路的距離減小到一定程度時電子會以難以解釋的方式運行,突然消失或者憑空出現(xiàn)。這些不可控會使漏電增加,門控制失效,信號出錯。太多能耗被浪費在控制電子運動上。發(fā)熱量增大性能卻沒啥變化。曾經(jīng)90納米時就有人認為已經(jīng)觸碰到物理極限,難以繼續(xù)發(fā)展,沒想到如今突破7納米,摩爾定理都要失效了。過去的材料主要為硅,然而硅的電子遷移率現(xiàn)已不符需求,為了進一步提升運算速度,尋找新的信道材料已刻不容緩。一般認為,從10納米以后,III-V族或是硅鍺等高電子遷移率的材料將開始陸續(xù)登上先進制程的舞臺。III-V族的電子遷移率則更勝鍺一籌,約為硅的10到30倍,但美中不足的是III-V族的電洞遷移率相當?shù)牡汀型信道將會選擇III-V族作為使用材料,并結(jié)合鍺作為p型信道,以提高運算速度。
這個還真不知道,問一下?英特爾CPU和AmdCPU的廠家他們知道,他們知道.就算他們知道,也不會告訴你,這是核心的機密
