Wieso ist die CPU eines PCs so klein?

9 Antworten

Die Leitungen innerhalb der CPU müssen sehr kurz sein weil auch der Strom eine gewisse Zeit braucht. Wären die Leitungen länger würde die CPU ausgebremst und in der Größe würden auch die Produktionskosten eine Rolle spielen.

Preis. Kühlung... Wenn du von einem Waver 900 oder 50 CPUs bekommst, was wirst du dann produzieren? und ich meine, für HIGH-End CPUs zahlen nicht so viele Menschen viel Geld, als für Mid-Range. Weil der 3950x ist ja fast voll besetzt mit Chips. Aber der wird sicher nicht so oft verkauft wie der 3600 oder 2700x...

Woher ich das weiß:Hobby – seit 2 Jahren baue ich Computer und bin auch sonst ein Nerd.

Wafer schreibt man tatsächlich mit F.

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@simoncaspar

BTW, wenn Du einen 3900 runterschleifst und mit einem 3950 vergleichst, sehen die gleich aus. Nur der 3900 hat einen defekten oder deaktivierten Teil eines ICs.

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Die ersten "binären Rechenoperatoren" bestanden zunächst aus Elektronikröhren , und später aus Relais' . Für 128.000 Schaltkreise benötigte man dann gleich eine kleine Halle und eine Energieeinspeisung , die für hunderte bis tauesende Privathaushalte reichen würde.

Die Rechenleistung läge dabei allerdings allerdings trotz des enormen Aufwandes unterhalb jener eines simplen Taschenrechners mit wissenschaftlichen Funktionen .

Die Ablöse kam durch erste Halbleitertransistoren , aber da belegten wenige 100 Byte an Speicherkapazität tatsächlich zu Beginn im Format bereits eine vergleichbare Fläche wie ein ATX - Mainboard .

Wolltest Du einen einfachen Transistorrechner mit Einzeltransistoren der 1960-er Jahre z.B. mit der selben Rechenleistung wie eine AMD Athlon 200GE und 8 GB RAM nachlöten wollen , bräuchtest Du dafür wahrscheinlich rein an Platz schon etwa eine Halle von den Formaten eines Groß-Rechenzentrums von Amazon , Google & Co. , und ein ganzes Kraftwerk noch dazu .

Heutige Zentralprozessoren haben bereits als "Dualcore" mehrere Milliarden an Transistoren .

Einer der ersten erfolgreich in Massenserie gefertigten "Einchip-Prozessoren" war der Intel 4004 , dessen Package insgesamt wenige cm2 maß , und der intern immerhin schon ca. 2300 Einzeltransistoren besaß .

Multipliziert mit 1.000.000 kämen wir direkt nebeneinandergelegt da schon auf eine Fläche von 100 bis 200 m2 nur für ein Äquivalent eines halbwegs modernen Prozessors mit 2,3 Mrd. Einzeltransistoren.

Da der Intel 4004 allerdings nur mit ( beispielsweise ) 0,5 Mhz Taktfrequenz arbeitete , kämen wir rein rechnerisch in Fiktion des Taktausgkeiches durch stärkere Parallelisierung schon auf 400.000 bis 800.000 m2 reines Platzbedarfes zur Nachstellung eines modernen 2,0 Ghz - Prozessors mit 2,3 Mrd. Einzeltransistoren , wenn wir 1 Mio × 8.000 Stück = 8 Mrd. × 4004 da fiktiv nebeneinander legen würden .

Das wären in landwirtschaftlichen Dimensionen dann 40 bis 80 Hektar Ackerland , oder in reinem Fächenmaß etwa 0,4 bis 0,8 km2 .

Und das nur zur fiktiven Nachbildung eines modernen Kleinprozessors wie einer AMD Athlon 200ge , der ich fiktiv für den Transistoranteil seiner integrierten Grafikeinheit in diesem Beispiel mal gut und gerne um 2,65 Mrd. Transistoren beraubte . ( die 200GE beinhaltet ca. 4,95 Mrd. Transistoren )

Ist doch schon erstaunlich , was sich Anno 2020 gegenüber 1970 auf einem CPU-Package von lediglich etwa 16 bis 20 cm2 da so alles unterbringen läßt .

Falls Du Dich wunderst , weswegen ich von "Package" rede :

Dabei handelt es sich um das gesamte Bauelement "Prozessor" mitsamt seiner Trägerplatine und Kontaktierung zum Sockel . Die Intel 4004 hatte ihrer Zeit tatsächlich nur 16 Kontakte zum Sockel . 😉

Wundervoll, aber woher weißt du welches System ich habe?

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@schwalbe771

Weiß ich garnicht , aber die Athlon 200GE wie auch eine moderne Intel Celeron / Pentium sind mit das kleinste , was es x86 - kompatibel heutzutage noch neu gibt .

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@schwalbe771

Dann entspricht mein grobes Beispiel alleinig den ca. 2,3 Mrd. Tranaistoren für die reinen Rechenkerne Deiner 200GE ohne Grafikeinheit und RAM nebst Mainboard-Chipset .

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Weil man das nicht kühlen könnte. Der Heat-Spreader auf der CPU ist ja schon viel größer als der Chip

Woher ich das weiß:Hobby – Habe mich viel darüber informiert und lese das Neueste

Die neue 1-Wafer 850k-cores CPU kann auch gekühlt werden.

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@V3rwirrtes

Das ist natürlich eine spezialanfertigung. Aber es geht darum, dass es theoretisch möglich wäre, eine CPU die sagen wir 3x3cm groß ist mit einem 3,2x3,2cm großen Heatspreader zu kühlen.

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Du machst eine CPU möglichst klein, da die Wege damit kürzer sind und die Leiterbahnen damit kleiner und damit weniger Widerstand haben. Dazu ist die Produktion auf dem Wafer nicht fehlerlos. Was die Größe für monolithische CPUs alla Intel schon sehr einschränkt, wenn Du nicht 99% Ausschuss produzieren willst.

um so kleiner die nm Bahnen, um so größer die Fehlerhaftigkeit?

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