Почему процессоры не делают большими, часть 1
Процессор — наиболее важная комплектующая любого компьютера. Не удивительно, что для некоторых пользователей слова «процессор» и «компьютер» являются синонимами. При этом, фраза «системный блок», однозначно идентифицирующая компьютер в сборе (корпус + комплектующие), почему-то таким людям кажется неуместной и даже странной. Зато демонстрация непосредственно процессора вызывает удивление: «Как так? Почему он такой маленький?»
И в самом деле, почему CPU настолько мал? Неужели нельзя сделать его большим?
Если Вы когда-то задавали себе подобные вопросы, наверняка докапывались сами до верного ответа. Хоть правильный ответ не один, каждый их вариантов вносит серьёзные коррективы на максимальные размеры, причём так, что дальше можно не раздумывать. Итак, давайте разбираться вместе.
Во главе угла — физические размеры транзисторов.
Бурное развитие полупроводниковой отрасли стало возможным благодаря транзисторам. Производители CPU и GPU любят указывать число транзисторов (на данный момент измеряется миллиардами) в своих устройствах. Но почему разработчики стремятся к уменьшению размера транзисторов?
Представим дом, вокруг которого находится высокий забор. Так же существуют огромные ворота с тяжёлым засовом и небольшая дверь. Через какой выход проще покинуть территорию? Очевидно, открыть дверь — более лёгкая задача. Так же обстоит дело и в микроэлектронике.
Маленький транзистор не только требует меньше электроэнергии (а значит снижается и тепловыделение), но и работает быстрее. Отсюда и стремление к освоению меньшего техпроцесса. Даже если проектировщика CPU устраивает скорость работы устройства, разве не заманчиво уменьшить энергопотребление? Это не особо актуально для домашнего компьютера, но имеет первостепенное значение в портативных гаджетах, тех же смартфонах.
Главная проблема уменьшения в том, что размер транзистора как минимум ограничен размерами атома. Конечно, мы пока вплотную не подобрались к этому, но уже сейчас каждый очередной шаг в сторону уменьшения выливается в значительные финансовые затраты.
