Klockfrekvens och växling, hur man skiljer mellan processorhastighetsvärden –

Vi är vana vid att se överklockningsrekord som professionella överklockare slår då och då, som lyckas höja processorns driftfrekvens till nivåer som vida överstiger den hastighet som de arbetar med från fabrik; dock är dessa värden vanligtvis mindre än tio gigahertz.

Å andra sidan kom också nyheten om processorer som slår 350 GHz i rumstemperatur och som slår 500 GHz tack vare kryogenisering fram, men hur är det möjligt? För att förstå detta är det nödvändigt att “dyka ner i leran” för att förstå begreppen omkoppling och synkronisering.

Att klocka och växla är inte samma sak

När vi ser att överklockaren slog processorhastighetsrekordet, var det han gjorde (förklarade mest) att öka dess driftsfrekvens, vanligtvis genom att öka spänningen.

Detta ger en högre värmeavledning och därför används ofta moderna kylsystem som flytande kväve för att undvika systemproblem. Dessutom ökad driftfrekvens processorn ändras också basbussens frekvens, så samtidigt ökar hastigheten för andra komponenter som är beroende av den, såsom RAM, till exempel.

Överklockning-CPU-LN2

Å andra sidan, i exemplet med en processor som arbetar med en frekvens på 500 GHz (detta var ett IBM-experiment), användes ett kryogeniseringssystem för att kyla den, men trots att den vid rumstemperatur redan hade nått 350 GHz … vi pratar om 3, 5 THz. Under experimentet förklarade de att de använde en teknik som heter BiCMOS SiGe för deras transistorer, men var är haken egentligen? I själva verket finns det ingen fälla, men de hänvisar till olika saker: i ett fall talar vi om klockning , och i den andra från växlande

Klocka talar om klockhastigheten som processorn arbetar med, det vill säga hastigheten med vilken dess transistorer växlar ihop. Till exempel, när vi säger att processorn är klockad till 5 GHz, säger vi faktiskt att dess transistorer kan växla (växla mellan noll och ett) 5 000 000 000 gånger per sekund.

På andra sidan, växlande det är den hastighet med vilken en transistor kan växla och övergå från ett tillstånd till ett annat. Detta är fallet med IBM-exemplet som vi gav dig tidigare, eftersom de hänvisade till det faktum att transistorerna som används med BiCMOS SiGe-teknik kunde växla vid 350 GHz vid rumstemperatur eller 500 GHz när de kyldes genom kryogenisering; Med andra ord betyder detta att de använda transistorerna kan ändra tillstånd 500 000 000 000 gånger på en sekund.

Växla klockfrekvensen för Velocidad-processorn

Skillnaden är att när du pratar om klockhastighet så talar du om växlingshastigheten för alla transistorer samtidigt kallas klockcykler. Å andra sidan, när man talar om växling, hänvisar det till växlingshastighet transistorer individuellt , så en hastighet är inte jämförbar med en annan.

I en modern mikroprocessor finns det många transistorer som arbetar samtidigt, anslutna till varandra. Dessa anslutningar skapar förseningar och därför måste klockhastigheten begränsas, annars uppstår fel och jitter. Man måste faktiskt vara väldigt försiktig med hur klocksignalen fördelas över chipets funktionsblock för att det ska fungera enhetligt, eftersom vi annars ser instabilitet, beräkningsfel, frysning etc. många gånger under överklockning (vilket det är därför överklockning anses vara instabil).

Därför måste vi vara “försiktiga” när vi ser dem prata om en processor som körs i stratosfärisk hastighet, som i IBM-exemplet vi pratade om, eftersom vi i det här fallet talar om växlingshastighet, men inte ens i närheten av hastighet … CPU klockhastighet.

Litografi är avgörande för att bestämma växlingshastigheten

Storleken på transistorer är en grundläggande aspekt för att bestämma deras växlingshastighet, och av denna anledning är det viktigt att tillverkare uppdaterar sina tillverkningsnoder med nyare strukturer som FinFET, GAA, etc. för att minska gate-kapacitansen och därmed förbättra växlingsprestanda. .

växlande

I grund och botten beror fördröjningstiden på flera faktorer som t.ex slutarkapacitet eller spänningen och strömmen som används, men detta beror också på transistorns fysiska dimensioner, eftersom omkopplingshastigheten också beror på grindens bredd, längd och tjocklek. Om dessa faktorer kokar ner till att gå från en litografi till en annan (inse att den flyttas till mindre transistorer), kan växlingshastigheten ökas samtidigt.

Med andra ord, och enkelt förklarat, ju mindre litografin är hos den tillverkningsenhet där transistorerna är tillverkade, desto potentiellt högre kan kopplingshastigheten vara, vilket i sin tur kan tillåta (även om det inte nödvändigtvis) en högre driftsfrekvens (timing) för processor.

Som du kan se påverkar och relaterar alla parametrar till varandra för att bestämma chipets hastighet, prestanda och kraft, men den fysiska litografin och tillverkningsnoden som bestämmer storleken på transistorerna är några av de viktigaste. för detta.

Relaterade artiklar

Back to top button