Pregunta Tamaños de CPU y proceso de fabricación


Entonces, los procesos de fabricación para las CPU disminuyen cada dos generaciones (para Intel), pero no pude obtener las matemáticas correctas. Digamos que tenemos una CPU con un tamaño de 10 mm * 10 mm, que hace un área de matriz de 100 mm ^ 2. Y reduzcamos el proceso de fabricación digamos de 100 nm a 90 nm, por lo que una reducción del 10%. ¿Sería el mismo chip con el nuevo proceso de dimensión 9 mm * 9 mm? Eso significaría que la reducción es lineal en longitud y, por lo tanto, cuadrática en el tamaño del troquel, porque el nuevo tamaño del troquel es 0.9 ^ 2 * 100 mm ^ 2.

La razón por la que estoy preguntando es porque estaba haciendo algunos cálculos aproximados basados ​​en el encogimiento Sandy / Ivy Bridge y los tamaños de los troqueles, y no pude obtener una buena respuesta. Sandy Bridge era 32nm, Ivy era 22nm, eso es un factor de ~ 1.45. Según Wikipedia, los tamaños de los dos modelos más comparables (4 núcleos, el mismo caché L3) son 216 mm ^ 2 y 160 mm ^ 2. Eso hace un factor de 1,35 mientras que debería ser más de 2 porque 1,45 ^ 2 = 2,10. ¿O el proceso de producción afecta el tamaño del troquel lineal, no el ancho / largo? Pero entonces: ¿por qué? Y los otros psiquiatras tampoco se suman. ¿O es el problema real los cambios arquitectónicos además del proceso de producción? es decir, más transistores. Estoy confundido.


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origen


Ivy es en realidad más grande que Sandy Bridge si corrige la reducción en el proceso. 160 mm ^ 2 * 1,45 = 232 mm ^ 2> 216 mm ^ 2 - Dan D.
Bueno, esa es exactamente la pregunta. ¿El proceso se vuelve lineal en el tamaño, como dijiste? ¿O cuadrático? - Basti


Respuestas:


Como usted alude hacia el final de su pregunta, necesita agregar un tercer factor: el recuento de transistores

Cada transistor se vuelve más pequeño, pero como la cantidad de transistores también cambia, el área total del dado no cambia en proporción directa al tamaño del transistor.

Para un ejemplo quizás extremo, considere una CPU más antigua como quizás la Intel 80486. No puedo encontrar números exactos y comparables inmediatamente, pero la 486 tenía alrededor de un millón de transistores y lo que parece haber sido un proceso de fabricación de 600 nm. El Ivy Bridge utiliza un proceso de 22 nm y crams alrededor de 1.4 mil millones transistores en troqueles que varían alrededor de 150 mm ^ 2 de tamaño. Con el nivel de tecnología 80486, estaríamos ante un dado del orden de 1.000 veces el tamaño del de Ivy Bridge, o 0.15 m ^ 2.


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También hay transistores que no se escalan, como los que impulsan los pines de E / S (probablemente no significativos). También hay áreas de un chip cuyo tamaño es cable limitado; el ancho del cable no se ha reducido tan rápido. Para complicar tal evaluación, el cambio de 32 nm a 22 nm también tuvo una transición a FinFET. los Ingeniería Eléctrica SE probablemente podría proporcionar una respuesta más detallada. (Yo soy no un EE, no ha jugado uno en la televisión y no se quedó en un Holiday Inn Express anoche.) - Paul A. Clayton