সিপিইউ কেন আরও ছোট হয়ে উঠছে?

Question

এটি একটি পরিচিত সত্য যে সময়ের সাথে সাথে প্রসেসরগুলি (বা চিপস) আরও ছোট হয়ে উঠছে। ইন্টেল এবং এএমডি সবচেয়ে ছোট মানের (45nm, 32nm, 18nm, ..) এর প্রতিযোগিতায় রয়েছে। তবে ক্ষুদ্রতম চিপ অঞ্চলে ক্ষুদ্রতম উপাদান থাকা এত গুরুত্বপূর্ণ কেন?

কেন 90nm 5x5 সেমি সিপিইউ তৈরি করবেন না? 216 মিমি 2 এরিয়াতে 6 টি কোর কেন? বৃহত্তর অঞ্চল থেকে তাপকে ছড়িয়ে ফেলা সহজ হবে, উত্পাদনটির জন্য কম সুনির্দিষ্ট (এবং এইভাবে সস্তা) প্রযুক্তি প্রয়োজন।

আমি কয়েকটি কারণ সম্পর্কে চিন্তা করতে পারি:

• কম আকারের অর্থ সিঙ্গল ওয়েফারে আরও চিপ তৈরি করা যেতে পারে (তবে ওয়েফারগুলি খুব ব্যয়বহুল নয়, তাই না?)
• মোবাইল গ্যাজেটগুলির জন্য ছোট আকারগুলি গুরুত্বপূর্ণ (তবে প্রতিদিনের পিসিগুলি এখনও টাওয়ার বাক্স ব্যবহার করে)
• ছোট আকারটি হালকা গতির সীমা দ্বারা নির্ধারিত হয়, চিপটি কোনও ইম ক্ষেত্রটি 1 চক্রের মধ্যে যে দূরত্ব যেতে পারে তার চেয়ে বড় হতে পারে না (তবে 3GHz এ প্রায় কয়েক সেমি যেতে পারে)

সুতরাং, চিপগুলি আরও ছোট এবং ছোট হওয়ার দরকার কেন?

Comments

আরও আইন কি? :)

— কেনে

সর্বাধিক ক্ষেত্রে চূড়ান্ত প্যাকেজ আকার, এটি কোনও সেল ফোনে ফিট করার জন্য গুরুত্বপূর্ণ, প্যাকেজিং এবং পিন গণনার ধরণ দ্বারা নির্ধারিত হয়। অন্য কথায় প্রকৃত ডাই আকারটি সাধারণত প্যাকেজটির চেয়ে অনেক ছোট, এমনকি বৃহত্তর প্রক্রিয়াগুলির জন্যও। প্যাকেজিং হ'ল পিন কাউন্ট আইসি উত্পাদন ব্যয়ের একটি বড় অংশ, যা আপনি ভাবেন তার চেয়ে অনেক বেশি এবং কখনও কখনও আসল ডাই উত্পাদন থেকে বেশি more

— চিহ্নিত করুন

@ মার্ক - সেল ফোন নির্মাতারা আরও বেশি বেশি সিএসপি (চিপ স্কেল প্যাকেজ) চায় যা ডাইয়ের মতো প্রায় একই আকার। আপনি স্মার্টফোনে টিকিউএফপির মতো প্যাকেজগুলি খুব কমই প্রমাণ করতে পারবেন, সেগুলি খুব অযোগ্য-অযোগ্য।

— স্টিভেনভ

@ স্টেভেনভ আমি মনে করি আমরা একই জিনিসটি বলেছি, পিনের গতি হ্রাস এবং বহিরাগত উপাদানগুলির চাহিদা হ্রাস করতে প্যাকেজিং পছন্দগুলি এবং একাধিক চিপকে এক প্যাকেজে ঘনীভবন মূলত সেল ফোন ব্যবহারের জন্য আইসিগুলির ক্ষুদ্রাকরণ চালনা করছে। প্রক্রিয়া আকার সাধারণত সীমাবদ্ধ ফ্যাক্টর হয় না, বিশেষত উচ্চ পিন গণনা ডিভাইসগুলিতে।

— চিহ্নিত করুন

পরিষ্কারভাবে বলতে গেলে, সিপিইউগুলি আসলে ছোট হয় না। এগুলি মোটামুটি একই আকারে রয়েছে তবে আরও বেশি করে ট্রানজিস্টর রয়েছে কারণ প্রতিটি ট্রানজিস্টরের আকার হ্রাস পাচ্ছে।

— ডেভিড শোয়ার্জ 21'11

Answer 1

এটা মিছরি বার মত। লাভ বাড়ানোর জন্য তারা এগুলি একই দামে আরও ছোট করে রাখে।

সিরিয়াসলি যদিও, ছোট চিপস জন্য ভাল কারণ আছে। প্রথম এবং সর্বাগ্রে হ'ল আরও চিপগুলি একটি ওয়েফারের সাথে ফিট হতে পারে। বড় চিপগুলির জন্য, ব্যয়টি কোনও ওয়েফারের কোন ভগ্নাংশটি ব্যবহার করে সে সম্পর্কে ব্যয়। একটি ওয়েফার প্রক্রিয়াজাতকরণের ব্যয়টি কতটা চিপ থেকে প্রাপ্ত তা নির্বিশেষে বেশ নির্ধারিত is

ব্যয়বহুল ওয়েফারের কম ব্যবহার করা মাত্র একটি অংশ। ফলন অন্য। সমস্ত ওয়েফারের অপূর্ণতা রয়েছে। এগুলিকে ছোট বলে মনে হলেও এলোমেলোভাবে ওয়েফার সম্পর্কে ছড়িয়ে ছিটিয়ে থাকা হিসাবে বিবেচনা করুন এবং যে কোনও আইসি যা এর একটি অপূর্ণতা হিট করে তা ট্র্যাশ। যখন ওয়েফারটি প্রচুর ছোট আইসি দ্বারা আচ্ছাদিত হয় তবে মোট একটি ছোট অংশই ট্র্যাশ হয়। আইসি আকারটি যখন তাদের অসম্পূর্ণতাকে আঘাত করে তার ভগ্নাংশটি উপরে যায়। তবুও একটি অবাস্তব উদাহরণ হিসাবে এটি ইঙ্গিত করে, সেই ক্ষেত্রে বিবেচনা করুন যেখানে প্রতিটি ওয়েফারের একটি অপূর্ণতা রয়েছে এবং এটি একটি আইসি দ্বারা আচ্ছাদিত। ফলন 0 হবে। যদি এটি 100 আইসি দ্বারা আচ্ছাদিত করা হয়, ফলন হবে 99%।

এর চেয়ে অনেক বেশি ফলন পাওয়ার আছে, এবং এটি ইস্যুটিকে ব্যাপকভাবে চিত্রিত করছে, তবে এই দুটি প্রভাব ছোট চিপগুলিকে আরও অর্থনৈতিক হওয়ার দিকে ধাক্কা দেয়।

সত্যিই সহজ আইসি-র জন্য, প্যাকেজিং এবং পরীক্ষার ব্যয় প্রাধান্য পায়। এই ক্ষেত্রে, বৈশিষ্ট্যগুলির আকার এত বেশি ড্রাইভিংয়ের সমস্যা নয়। এটি ইদানীং ছোট এবং কম প্যাকেজগুলির বিস্ফোরণ আমরা দেখেছি এটিও একটি কারণ। নোট করুন যে চূড়ান্ত ছোট বৈশিষ্ট্যগুলির আকারটি প্রধান প্রসেসর এবং জিপিইউগুলির মতো খুব বড় আইসি দ্বারা চাপ দেওয়া হচ্ছে।

Comments

এছাড়াও সিলিকন ইনগট গোলাকার তাই চিপগুলি বড় হওয়ার সাথে সাথে আপনি প্রতি ওয়েফারে আরও বেশি চিপস হারাবেন। আপনি আরও বেশি ছোট স্কোয়ার চিপগুলিকে একটি বৃত্তে ফিট করতে পারেন।

— মার্টিন

+1 @ মার্টিন, এটি উল্লেখ না করে ওয়েফারের প্রান্তে আমরা অনেক ডিভাইস ব্যর্থতা পেয়েছি।

— কেনি

@ এন্ডোলিথ: জোন পরিশোধন কীভাবে কাজ করে তা চিন্তা করুন। একটি বিজ্ঞপ্তি ক্রসেকশন হল এটির জন্য সর্বোত্তম আকার।

— অলিন ল্যাথ্রপ

প্রান্তের চারপাশের ছিদ্রগুলি ছোট পাশা দিয়ে পূর্ণ হতে পারে এবং যদি কেবল কাঠামো (সাবস্ট্রেট ডোপিং, ট্রানজিস্টর প্রযুক্তি, ধাতবকরণ স্তর গণনা ইত্যাদি) বড় এবং ছোট উভয় পাশের ক্ষেত্রে একই থাকে তবেই। অতিরিক্তভাবে, দুটি ডিভাইসের জন্য উত্পাদন হারগুলি সংযুক্ত হয়ে যায় এবং দুটি পৃথক অংশের জন্য চাহিদা হারের মতো নাও হতে পারে। অতএব, আপনি যখন সেই কৌশলটি নিয়ে পালাতে পারবেন তখন বিরল it

— মাইক ডিসিমোন

উত্পাদন প্রক্রিয়াটির কারণে ওয়েফারটি গোল হতে হবে। সিলিকনের একটি একক স্ফটিক তৈরি করতে, একটি স্টার্টার স্ফটিক গলিত, ডোপড সিলিকন স্নানের স্নানের মধ্যে ডুবানো হয় এবং স্ফটিকটি ঘোরার সময় ধীরে ধীরে প্রত্যাহার করা হয়। ঘূর্ণন এবং নিষ্কাশন গতির যথাযথ নিয়ন্ত্রণ স্ফটিকের ব্যাস উভয়ই নির্ধারণ করে এবং পলিক্রিস্টালিন ত্রুটিগুলি গঠন প্রতিরোধ করে। ব্যাস এবং দৈর্ঘ্যটি যান্ত্রিক বিবেচনার দ্বারাও সীমিত, যেমন আপনি এটি ভেঙে ফিরতে এবং পিছনে ফিরে যাওয়ার আগে আপনি কতটা টানতে পারেন After এর পরে, এটি ওয়েফারগুলিতে কেটে পালিশ করা হয়।

— মাইক ডিসিমোন

Answer 2

প্রক্রিয়াটির আকার ছোট হওয়ার সাথে সাথে বিদ্যুতের ব্যবহার হ্রাস পায়।

ছোট ট্রানজিস্টর প্রক্রিয়াগুলি নির্মাণ প্রযুক্তির উন্নতির সাথে মিলিত নিম্ন ভোল্টেজগুলি ব্যবহারের অনুমতি দেয় মানে একটি ~ 45nm প্রসেসরের অনুরূপ ট্রানজিস্টর গণনাগুলির সাথে 90nm প্রসেসর ব্যবহার করে এমন অর্ধেকেরও কম শক্তি ব্যবহার করতে পারে।

এর কারণ হ'ল ট্রানজিস্টর গেটটি ছোট হওয়ার সাথে সাথে প্রান্তিক ভোল্টেজ এবং গেটের ক্যাপাসিট্যান্স (প্রয়োজনীয় ড্রাইভ কারেন্ট) কম হয় gets

এটি লক্ষ করা উচিত যে ওলিন উল্লেখ করেছেন যে এই স্তরের উন্নতি ছোট প্রক্রিয়া আকারগুলিতে চালিত হয় না কারণ ফুটো বর্তমান খুব গুরুত্বপূর্ণ হয়ে যায়।

আপনার অন্যান্য পয়েন্টগুলির মধ্যে একটি, সিগন্যালগুলি যে গতিবেগে চিপের চারপাশে ভ্রমণ করতে পারে:

3 গিগ্রেজে তরঙ্গদৈর্ঘ্য 10 সেমি, তবে 1/10 তম তরঙ্গদৈর্ঘ্য 1 সেমি যা আপনাকে ডিজিটাল সিগন্যালের জন্য ট্রান্সমিশন লাইন প্রভাবগুলি বিবেচনা করতে হবে। অতিরিক্ত হিসাবে মনে রাখবেন যে ইন্টেল প্রসেসরের ক্ষেত্রে চিপের কিছু অংশ ঘড়ির গতির দ্বিগুণ হয়ে চলেছে তাই 0.5 সেমি ট্রান্সমিশন লাইন প্রভাবের জন্য গুরুত্বপূর্ণ দূরত্ব হয়ে যায়। দ্রষ্টব্য: তারা এই ক্ষেত্রে উভয় ঘড়ির প্রান্তে চলমান থাকতে পারে, যার অর্থ ঘড়িটি 6Ghz এ চলবে না তবে কিছু প্রক্রিয়া চলছে যা ডেটা দ্রুত চালিত করে এবং এর প্রভাবগুলি বিবেচনা করতে হবে।

ট্রান্সমিশন লাইন প্রভাবগুলির বাইরে, আপনাকে ক্লক সিঙ্ক্রোনাইজেশন বিবেচনা করতে হবে। আমি আসলে জানি না যে একটি মাইক্রোপ্রসেসরের অভ্যন্তরে বর্ধনের গতি কী ছিল, আনহেল্ডড কপার তারের জন্য এটি আলোর গতির 95% এর মতো তবে কোয়াক্সের জন্য 60% আলোর গতির মতো।

6 গিগাহাডজে ঘড়ির সময়সীমাটি কেবল 167 পিকোসেকেন্ড হয় তাই উচ্চ / নিম্ন সময়টি হয় 84 ডলার পিকোসেকেন্ড। ভ্যাকুয়ামে, আলো 33 সেমি পিকসেন্ডে 1 সেমি ভ্রমণ করতে পারে। প্রচারের বেগ যদি আলোর গতি 50% ছিল তবে এটি 1 সেন্টিমিটার ভ্রমণে 66.6 পিকোসেকেন্ডের মতো। এটি ট্রানজিস্টর এবং সম্ভবত অন্যান্য উপাদানগুলির প্রচারের বিলম্বের সাথে একত্রে বোঝায় যে 3-6 গিগাহার্জ-এ সামান্য ডাই এমনকি সিলেক্ট করার সময় সংকেত সময় নেয় সঠিক ক্লক সিঙ্ক্রোনাইজেশন বজায় রাখার জন্য তাৎপর্যপূর্ণ।

Comments

বৈশিষ্ট্যটির আকারের সাথে পাওয়ার এক পর্যায়ে নেমে যায়। নিম্ন স্যুইচিং ভোল্টেজগুলি এফইটিসের অনুপাতটিকে রাষ্ট্রের বাইরে এবং বাইরে আরও ছোট করে। এর অর্থ হল রাষ্ট্রীয় প্রতিবন্ধকতায় পর্যাপ্ত পরিমাণে পাওয়ার জন্য রাষ্ট্রীয় ফাঁস বন্ধ রয়েছে। ফলস্বরূপ, কিছু আধুনিক প্রসেসর চালানোর জন্য প্রয়োজনীয় শক্তির উল্লেখযোগ্য ভগ্নাংশ ফুটো শক্তি power শক্তি এখনও ঘড়ির হারের সাথে চলে যায়, তবে সর্বক্ষেত্রের ফুটো শক্তি সর্বদা উপস্থিত থাকায় সর্বাধিক ঘড়ির হার সীমাবদ্ধ থাকে। আধুনিক প্রসেসরগুলিতে প্রচুর আকর্ষণীয় ট্রেড অফ রয়েছে এবং তাদের মধ্যে ব্যালেন্স দ্রুত পরিবর্তন হয়।

— অলিন ল্যাথ্রপ

আপনার আলো দশগুণ খুব দ্রুত: 3.33 × 10 ^ -12 এস × 3 × 10 ^ 8 মি / এস = 10 ^ -3 মি = 1 মিমি।

— স্টার ব্লু

@ অলিন ল্যাথ্রপ একমত হয়েছেন, সাম্প্রতিক প্রজন্মের মধ্যে ফাঁস হ'ল প্রধান সীমাবদ্ধতা। আমি প্রায়শই 90nm থেকে 45nm এ রূপান্তরটি উল্লেখ করছিলাম যা ক্ষমতায় প্রায় রৈখিক হ্রাস পেয়েছে। আপনি যে কথাটি বলেছিলেন সেই রৈখিকতা 45nm এর নীচে নেই।

— চিহ্নিত করুন

Answer 3

মূল কারণটি আপনি উল্লেখ করেছেন প্রথমটি। ওয়েফারস (আপনি যা প্লেট বলছেন) খুব ব্যয়বহুল, তাই আপনি এগুলি থেকে সবচেয়ে বেশি পেতে চান। পূর্বের ওয়েফারগুলি 3 ইঞ্চি ব্যাসের ছিল, আজ 12 ইঞ্চি, যা আপনাকে 16 শতাংশ রিয়েল এস্টেট দেবে না, তবে আপনি তার চেয়ে আরও বেশি মরেছেন।
সুতরাং এটি পরিষ্কার যে তারা টাওয়ার পিসিগুলিতে ব্যবহৃত সিপিইউগুলির জন্যও এই প্রযুক্তিটি ব্যবহার করবে, এমনকি যদি এটি সেখানে প্রয়োজনীয় মনে হয় না। এবং ভুলে যাবেন না যে ল্যাপটপ পিসিগুলিতেও এই ধরণের সিপিইউ রয়েছে এবং জায়গাগুলির দিক থেকে তারা বাজেটে রয়েছে।
গতিটিও উদ্বেগের বিষয়, 3 গিগাহার্টজ সংকেত প্রতি ক্লক চক্রের চেয়ে 10 সেমি থেকে কম ভ্রমণ করে। এর 1/10 তম থেকে থাম্বের নিয়ম হিসাবে আমাদের ট্রান্সমিশন লাইন প্রভাবগুলির যত্ন নিতে হবে। এবং এটি 1 সেমি কম।

ক্ষুদ্রতর বৈশিষ্ট্য আকারের সম্পাদনাটির অর্থ হ'ল কম গেট ক্যাপাসিট্যান্স এবং এটি উচ্চতর গতির জন্য অনুমতি দেয়। দ্রুত স্যুইচিংয়ের অর্থ হ'ল বিদ্যুৎ খরচ কম, যেহেতু এমওএসএফইটিগুলি তাদের সক্রিয় অঞ্চলে দ্রুত যাবে faster অনুশীলনে নির্মাতারা আরও দ্রুত এই ঘড়িটি নিয়ে সুবিধা গ্রহণ করেন, যাতে শেষ পর্যন্ত আপনি এই শক্তি হ্রাসের বেশিরভাগ অংশ দেখতে পাবেন না।

Comments

300 000 000 মিটার / 3 000 000 000 Hz = 0.1 মিটার, ঠিক 10 সেমি, তাই না?

— ক্রমস্টার বলেছেন

ওয়েফারগুলি সস্তা, প্রতি ওয়েফারে 100। ব্যয়বহুল কি হ'ল বিস্ফোরণ - স্টিপারস প্রতি ঘন্টা সর্বোচ্চ 120 টি ওয়েফার প্রক্রিয়া করতে পারে এবং প্রতিটি ওয়েফারের 20 টি বিস্ফোরণ প্রয়োজন।

— বার্সমন্সটার

@ বারমন্সটার বিস্ফোরণ একটি ওয়েফর ধ্বংস করতে পারে না? দুঃখিত! :)

— কেনি

@ ক্যান্নি ওয়েফারের শারীরিক ক্ষয়ক্ষতি আধুনিক কল্পতায় অত্যন্ত সম্ভাবনা নেই। অণুবীক্ষণিক ত্রুটি - তারা সর্বদা এখানে থাকে।

— বার্সমন্সটার

@ স্টেভেন্ভ: হ্যাঁ, বার্সমন্সটার যা বলেছিলেন। যখন মিলিয়ন-ডলার স্পুটরিং মেশিন রয়েছে এবং এটি তার জীবদ্দশায় এক হাজার (?) ওয়েফার প্রক্রিয়াজাত করে, "ওয়েফার প্রতি মোট ব্যয়" এর অংশ হিসাবে এটি এবং কল্পিত অন্যান্য মেশিনগুলি ভাবা সহজ। আনমস্কড খাঁটি সিলিকন ডিস্কগুলি কেনার ফলে আসে "ওয়েফার প্রতি মোট ব্যয়" এর ভগ্নাংশটি প্রায় তুচ্ছ।

— ডেভিডকারি

Answer 4

সিপিইউগুলি আরও ছোট হতে থাকে তার মূল কারণটি হ'ল কম্পিউটারে ছোট আরও শক্তিশালী :

প্রথম অনুমানের জন্য, গণনায় দুটি প্রাথমিক ক্রিয়াকলাপ জড়িত: এক জায়গা থেকে অন্য জায়গায় তথ্য প্রেরণ এবং নতুন তথ্য তৈরির জন্য তথ্যের স্ট্র্যান্ডের সমন্বয়। যেহেতু আমরা এখানে ইলেকট্রনিক্স ব্যবহার করতে অভ্যস্ত, তাই এই ক্রিয়াগুলির জন্য 'তারে' এবং 'সুইচগুলি' এর জন্য হার্ডওয়্যারটি কল করি। এই উভয়ের জন্যই আরও ভাল:

তারগুলি: যেহেতু একটি তারে সংক্রমণের গতিটি মূলত ধ্রুবক, তাই আপনি যদি কোনও স্থান থেকে (যেমন: সুইচ) অন্য কোনও স্থানে তথ্য পেতে চান তবে আপনাকে তারটি ছোট করতে হবে । (আপনি একটি দ্রুত গতি অর্জন করতে সক্ষম হতে পারেন, তবে শেষ পর্যন্ত আপনি হালকা সীমাটির গতিতে আঘাত করেছেন, যারপরে আপনাকে সংক্ষেপে ফিরে যেতে বাধ্য করা হবে)।

স্যুইচস: একটি বা একাধিক ইনপুট ওয়্যারগুলি স্যুইচটির শরীরে প্রবেশ করে এবং ভোগাচ্ছে এমন তথ্য দ্বারা একটি সুইচ কাজ করে, যার অভ্যন্তরীণ অবস্থা রূপান্তরিত করে যাতে এক বা একাধিক আউটপুট তারের তথ্যকে সংশোধন করতে পারে। এটি একটি ছোট স্যুইচ এর শরীরে গ্রাস করতে কম সময় নেয়।