[Asuka讲堂之补充]CPU是如何制造的

q69251414 · 发表于 2012-4-19 14:54

看着好复杂

保护蝌蚪 · 发表于 2012-4-20 13:44

德国的确很NB

日本光学也很NB 但是貌似民用多点

大粒 · 发表于 2012-4-25 16:34

学习了，楼上各位的回答都灰常专业，我只能浅薄的佩服楼主

nckang · 发表于 2012-4-27 23:32

这是人类文明的最高技术成就之一呀！

Kiddy · 发表于 2012-4-28 16:49

本帖最后由 Kiddy 于 2012-4-28 17:07 编辑

今天室友问我为什么CPU不把芯片做大一点以集成更多的晶体管，我解释说是面积增大使电路由集中式变为了分布式（大二模电讲的），再一个是散热问题，不知道我说的对不对。

P.S.: 貌似按照现在的CPU的内部总线频率是几GHz数量级，算下来波长是几十cm，应该算是远大于核心长度吧。

P.S.的P.S.:LZ四川的？ UESTC？

P.S.的P.S.的P.S.:貌似我已经认出寝室桌子了

Asuka · 发表于 2012-4-28 23:38

LZ和我一样ZJU的核心大小应该是在功耗制造难易度（同时也就与良率相关）成本相关的tradeoff
同时还有一点是芯片这个东西并非是奢侈品之类价格基本上停留在过往的产品相同的level 很难拉开距离
所以核心面积也就被外部条件给限制住了

Asuka · 发表于 2012-4-28 23:40

Kiddy 发表于 2012-4-28 16:49
今天室友问我为什么CPU不把芯片做大一点以集成更多的晶体管，我解释说是面积增大使电路由集中式变为了分布 ...

的确是四川人这点没错。高富帅哦！

heren3 · 发表于 2012-4-29 00:36

Kiddy 发表于 2012-4-28 16:49
今天室友问我为什么CPU不把芯片做大一点以集成更多的晶体管，我解释说是面积增大使电路由集中式变为了分布 ...

我有十多个在UESTC的高中同学

heren3 · 发表于 2012-4-29 00:49

Kiddy 发表于 2012-4-28 16:49
今天室友问我为什么CPU不把芯片做大一点以集成更多的晶体管，我解释说是面积增大使电路由集中式变为了分布 ...

铜线内电场传播速度是光速的1/10~1/20，于是在GHz下，一个时钟周期即1ns的时间内，数据大概能够前进3cm，波长其实是1~3cm这种数量级

Core i5 2500K在5.0G下，L1延时0.8ns，L2延时2.4ns，L3延时4.9ns；这不仅跟数据传输的优先级有关，这也跟缓存到处理器的距离有关

内存40ns的延时，除了跟各种CL-RCD-RP-RAS有关系之外，还有一份CPU IMC到内存15cm 5ns或者更多的数据传输时间...

Kiddy · 发表于 2012-4-29 01:00

heren3 发表于 2012-4-29 00:49
铜线内电场传播速度是光速的1/10~1/20，于是在GHz下，一个时钟周期即1ns的时间内，数据大概能够前进3cm， ...

也就是说，CPU本身就是按照分布式电路来设计的，核心不做的太大有一方面是考虑了各个部件之间的延迟，除此之外还有功耗、硅片良品率、制造成本等问题。

你们桌子的构造和表面纹理和我们的真的很像 = =

heren3 · 发表于 2012-4-29 12:51

主要还是良品率问题

其次是核心线路过长导致高频率下延时严重，比如5GHz下电场在铜互连导线以1/10光速行进，每个时钟周期只能前进6mm，加上晶体管开关所耗费的时间，上一个时钟周期所计算得到的Output作为下一步计算的Input，存在着不可忽视的时间差
虽然CPU很小，可是里面的线长可不短的...
P4的超长流水线估计也就是吃了这个的亏吧，10cm的流水线在3GHz下需要20个时钟周期才能走完，还没有将晶体管开关所耗时计算进去

heren3 · 发表于 2012-4-29 12:52

neeyuese大大以前有个签名档很经典的

Bandwitch is money, Latency forever.

junweb · 发表于 2012-4-29 20:57

呵呵，比老早前看过的沙子的世界介绍得更清晰，不错，真不错的栏目。

guoxmcx · 发表于 2012-4-29 22:11

高手啊。学习了~!

qingxigreat · 发表于 2012-4-30 22:40

不错的介绍，U的逻辑结构学过点，物理上的还没涉及过

c592997 · 发表于 2012-5-2 18:00

真是詳細的解說

鲁鲁 · 发表于 2012-5-3 13:52

太吊了。真TMD给力。。

tucksky · 发表于 2012-5-3 14:24

还是没看懂。。

曾经最美 · 发表于 2012-5-4 13:46

膜拜中，学习了，好帖，顶起

夜带西瓜刀 · 发表于 2012-5-4 17:13

CPU本身制造成本并没有那么高，只是技术不公开，所以才能坐地起价