Справочник - Материнские платы и процессоры



             

Ограничения частотного роста


С точки зрения пользователя, быстродействие процессора характеризуется временем выполнения определенного набора команд, последовательность которых образует компьютерную программу. Чем оно меньше, тем выше производительность. Иными словами:

производительность= (количество микрокоманд за такт) ×(тактовая частота)

Модели процессоров одного семейства, имеющие более высокие показатели тактовых частот, обладают и большей производительностью. Именно поэтому на протяжении сравнительно длительного времени повышение производительности процессора достигалось путем увеличения тактовых частот, на которых работают полупроводниковые ядра процессоров.

Однако безудержному росту тактовых частот препятствуют объективные физические законы, определяющие работу элементов уже нанометровых размеров. В ряду таких элементов нужно назвать прежде всего полупроводниковые транзисторы, изготовленные по технологии КМОП (CMOS). Параметры этих транзисторов (десятки миллионов которых составляют основу ядер процессоров) в значительной степени зависят от типоразмеров.

Изменение размеров определяется эволюцией технологических процессов, в соответствии с которыми осуществляется выпуск процессоров. Среди параметров, характеризующих техпроцесс, одним из основных выступают габариты полупроводниковых элементов (уменьшаемые каждые два года).

Совершенствование технологии и постепенное уменьшение размеров транзисторов способствуют улучшению их параметров, важнейшими из которых являются скоростные свойства. Благодаря уменьшению длины затвора в М раз пропорциональным образом возрастают частотные параметры и плотность размещения транзисторов.

Параметры Коэффициент
Длина затвора (X) 1/M
Ширина затвора (Y) 1/M
Толщина затвора (Z) 1/M
Плотность размещения M*M
Частота работы M
Напряжение 1/M

Таблица 1.Масштабирование транзисторов

Однако работающие на высоких частотах транзисторы, десятки миллионов которых расположены на очень малой площади полупроводникового кристалла, оказывают друг на друга негативное влияние.


Содержание  Назад  Вперед