Тенденции развития процессоров

  • 05 апр. 2012 г.
  • 1473 Слова
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования.
«Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина»

Программного обеспечения компьютерных систем.
Тенденции развития процессоров.

Выполнил: студент гр. 2-41 Сидорин Е.В.Проверил: Голубев Антон Владимирович.


Иваново
2011г.
Тенденции развития процессоров
Развития процессоров- это постоянное стремление повысить его производительность, а для этого сделать основную ячейку (ключ) - комплиментарную пару транзисторов как можно более быстродействующей или как можно меньших размеров. Это достигалось применением все более тонких технологических процессов.1. С переходом на более тонкие технологии,
укорачивается длина канала транзисторов составляющих дискретные структуры процессора, а это в свою очередь вызывает рост их быстродействия.
Специалистам известны зависимости, которые связывают длину канала МОП транзистора (размер технологического процесса) и его быстродействие. Понятие быстродействие, до 90 нм тех. процесса, однозначно было связано стактовой частотой процессора. Растет быстродействие транзистора — растет и тактовая частота ядра процессора.
КМОП (К-МОП; комплементарная логика на транзисторах металл-оксид-полупроводник)
2. Снижаются площади занимаемые транзистором в чипе,
примерно в два раза на каждый шаг снижения технологических норм, в результате должны снижаться его внутренние емкости.
Но применение high-k диэлектрика дляизоляции затвора транзисторов выполненных по 45 нм тех. процессу, снижает емкость затвора незначительно. Это снижает удельную (на 1 ключ) потребляемую мощность меньше, чем раньше при переходе от одного тех. процесса к другому.
Вообще-то мощности тепловыделения более 100 Вт требуют особого подхода к проблеме охлаждения процессора и системного блока. Малейшая неточность в этом вопросе, приводит квозникновению температурных градиентов на чипе, что не способствует его долговечности.
Поэтому рост тактовых частот ядра ограничен его тепловыделением.
3. Не смотря на рост быстродействия
тактовые частоты ядра процессора перестали расти не достигнув 4 ГГц.
Здесь идет речь только о тактовой частоте ядра определенной производителем.
Да и заявления некоторых «умельцев», о высокой тактовой частоте весьма спорны.Поскольку разогнав свой образец процессора Intel до чуть более 4 ГГц, они так и не смогли перевести свое «ноу хау» в разряд стандартного решения для широкого круга хотя бы «умельцев», да и сами, насколько понимаю, не используют рекордные режимы постоянно.
Есть мнение, что существует и другая причина ограничения тактовой частоты процессора — это ограничение пропускной способности шин для связи устройствПК.
4. Уменьшение площади занимаемой транзистором
позволяет на подложке аналогичного размера разместить большее число транзисторов, усложнив структуру процессора. Это в некоторой степени положительно сказывается на общей скорости вычислений.
Этим и пользуются разработчики процессоров. Количество транзисторов на чипе постоянно растет.
Рост числа транзисторов происходит за счет усложнения структурыпроцессора и размещения на чипе процессора большего числа ядер, кэшей увеличенного объема (которые к слову имеют тенденцию увеличения), контроллеров памяти, .....
Следует отметить, что наиболее тяжелые для чипа, с точки зрения тепловыделения, ядра которые работают на высоких тактовых частотах.
Чтобы не греть чип, существует идея, в многоядерных процессорах использовать дополнительные ядразаточенные под выполнение каких то узких (специализированных) задач. Это позволит отключать их при отсутствии задач и тем самым снизить потребляемую процессором мощность и тепловыделение.
Другой существенный вклад в увеличение числа транзисторов — применение архитектур с несколькими ядрами.
Но количество узлов — ядер и размер кэша не могут быть бесконечны, начиная с...
tracking img