Waarom moet een CPU klein zijn?

[Snow_King]

Hallo,

Ik vroeg me af:

Waarom moet een CPU klein zijn?

Ok ik snap dat hij plat moet zijn ivm de warmte afvoer,
maar hij kan toch best wat meer oppv hebben zodat je er meer transistoren in kwijt kan en zo hogere kloksnelheden haalt!

zie ik het nou verkeerd?

[Webgnome]

wat vind je beter. Een kast van 30 bij 20 bij 30 naast je hebbne staan of een extra ruimte moeten bouwen omdat je je computer anders buiten moet zetten.

[CV_SmileY]

grotere chips -> grotere afstanden in chip -> langzamer

[Bartjuh]

Worden de latencies te groot denk ,duurt het veelste lang voordat het van de ene naar de andere plek komt.

[Snow_King]

Op zaterdag 30 maart 2002 15:11 schreef webkabouter het volgende:
wat vind je beter. Een kast van 30 bij 20 bij 30 naast je hebbne staan of een extra ruimte moeten bouwen omdat je je computer anders buiten moet zetten.

nee maar ik bedoel een CPU van 15*15CM kan toch?

als je dan de 4Ghz haalt ofzo.

Op zaterdag 30 maart 2002 15:11 schreef CV_SmileY het volgende:
grotere chips -> grotere afstanden in chip -> langzamer

elektriciteit kan in 1sec 8x rond de aarde dus die paar CM?

[earthforce]

[
elektriciteit kan in 1sec 8x rond de aarde dus die paar CM?

lijkt me zeer stug

[iets genuanceerder]

[Access]

Het gaat erom:

Hoe groter een chip, dus hoe groter de transistors, des te meer voltage er nodig is om die dingen te besturen. En zoals je wel zal weten, meer Voltage is meer warmte.

Ook is het zo dat als de chip kleiner wordt er minder materiaal nodig is om ze te maken en dit drukt de kosten.

[Snow_King]

Op zaterdag 30 maart 2002 15:16 schreef earthforce het volgende:

[..]

lijkt me zeer stug

[iets genuanceerder]

het is toch echt zo!!

320.000Km/sec das de snelheid van licht en elektriciteit

[Juicy]

Op zaterdag 30 maart 2002 15:10 schreef Snow_King het volgende:
maar hij kan toch best wat meer oppv hebben zodat je er meer transistoren in kwijt kan en zo hogere kloksnelheden haalt!

Aantal transistoren staat los van een hogere kloksnelheid.

En zoals in een andere post gezegd is de afstand intern ook van belang. Dus hoe hoger de klok hoe smaller de pulsen worden en hoe kritischer alles wordt.

[ErHa]

Anders moeten alle mobo's met cpu socket aangepast worden naar een groter formaat

ik denk dat het met doorvoer binnen de core te maken heeft

[Snow_King]

Op zaterdag 30 maart 2002 15:16 schreef Access het volgende:
Het gaat erom:

Hoe groter een chip, dus hoe groter de transistors, des te meer voltage er nodig is om die dingen te besturen. En zoals je wel zal weten, meer Voltage is meer warmte.

Ook is het zo dat als de chip kleiner wordt er minder materiaal nodig is om ze te maken en dit drukt de kosten.

de transistoren mogen even groot blijven alleen je zet er meer naast elkaar zodat ze meer Mhz bereiken en je zet er weer een grotere koeleer op en dan is het toch opgelost?

of kijk ik er TE simpel tegen aan?

[roelio]

nee de snelheid van elektriciteit is in zo'n chip zeker niet gelijk aan de snelheid van het licht, immers er zijn net nieuwe technieken ontwikkelt voor chips die met licht werken en daarin is de verplaatsing van informatie *sneller* dan met elektriciteit.

Waarom zijn chips klein:
- afstanden zo kort mogelijk >> minder latency >> meer snelheid
- afstanden zo kort mogelijk >> minder kans op storing, signaalverlies, ruis
- transistors zo klein mogelijk >> minder warmteafgifte en energieverbruik

Waarom dan niet een supergrote chip met veel meer kleine transistoren? Ze zijn er echt wel groter dan een P4 hoor Maar besides that: de package (het grootste deel van je CPU) zou dan erg ingewikkeld worden omdat je met meer transistoren in principe meer functies hebt >> meer pinnetjes >> grotere / ingewikkeldere package. Is productietechnisch gezien gewoon erg inefficient...

[Acidfire]

Op zaterdag 30 maart 2002 15:17 schreef Snow_King het volgende:

[..]

het is toch echt zo!!

320.000Km/sec das de snelheid van licht en elektriciteit

Elektriciteit gaat door draden en heeft dus weerstand, zo snel gaat het dus nooit. Je zal maar moeten wachten op optische chips

[Verwijderd]

wat dacht je van de kosten en de tijdsduur om zo een chip te bouwen..
maar het zal wel een leuke verwarmingsblok wezen

[Abbadon]

Op zaterdag 30 maart 2002 15:17 schreef Snow_King het volgende:

[..]

het is toch echt zo!!

320.000Km/sec das de snelheid van licht en elektriciteit

Ja, maar dan vergeet je even iets als weerstand en de timings. Een 2GHz cpu doet 2.000.000.000 klokslagen per seconde, dus kan in één cpu-klokslag een bitje slechts 7,5cm afleggen binnen de cpu (er van uitgaande dat de weerstand de snelheid tot halve lichtsnelheid beperkt). Dus steekt 't allemaal wat nauwer.

[OruBLMsFrl]

Mhz is gewoon het aantal keer dat al je transistoren per seconde een spanningsverschil kunnen ondergaan. Het aantal transistoren is daarbij niet van belang. Verder is 1 Ghz een miljard keer per seconde een voltageverschil, waarbij je rekening moet houden met schakeltijden, delays, op bussen skew en dergelijke. Een chip van 15x15 cm op 4 Ghz is dus zeer lastig, omdat 4 Ghz x 10 cm (ongeveer) = 40 miljard cm, met delays van gates en dergelijke (meerdere gates per CPU instructie) per seconde. Dat gaat al erg hard richting de snelheid van elektriciteit via koper. Bovendien is het maken van zo'n grote chip op zo'n fijn productieproces enorm riskant. De winst komt niet uit de 4 Ghz, maar uit de 100x zo grote hoeveelheid transistoren. Per klokpuls kun je dus 100x zo veel doen als een normale processor, dat is even wat meer dan een factor 2 kloksnelheid.

[Verwijderd]

Hoe kleiner de CPU, des te groter de ruimte op het mobo overblijft.

En ook al gaat een electron snel, hij gaat niet stabiel, en hoe langer het silicium/koper spoor is, des te instabieler.

Anders zou je CPU's krijgen die 1000-1600 lopen te waggelen

[Verwijderd]

Op zaterdag 30 maart 2002 15:17 schreef Snow_King het volgende:

[..]

het is toch echt zo!!

320.000Km/sec das de snelheid van licht en elektriciteit

Lichsnelheid =! "snelheid" van elektriciteit.
Snelheid van licht is idd 3.10⁸ m/s.
Ooit ergens gelezen dat elektriciteit 4 keer zo "langzaam" was.

[Verwijderd]

eerst en vooralde snelheid van elektriciteit is hetzelfde als die van licht dit bij ideale omstandigheden door het juiste medium. Nu is het zo dat dat juiste medium voor beide hier niet echt op de aarbol voorkomt en dus zijn beide wel een beetje trager dan die 320.000 km/sec.

Toch deze snelheid heeft geen belang op zulke korte afstanden. het grote probleem zijn de frequenties waarbij er stijgtijden een groot belang in hebben

het grote voordeel van licht is dat het niet gestoord wordt door de naast-liggende banen. Elektrische signalen hoe klein ze ook zijn sturen een elektromagnetische straling uit die de naastliggende banen storen. en zekers als op µm'ers van elkaar liggen (of ligt da nog dichter bij elkaar? ) . Elektrisch versturen van data is dus gevoeliger voor storingen dan licht. daarom dat elektrische signalen niet de frequenties aankunnen die men met licht wel kan halen. Immers Hoe minder storingen op een kanaal (medium) hoe groter de frequenties hierop mogen zijn.

[Verwijderd]

Denk je nou echt dat als je proc beter 1meter bij 2 meter kon zijn dat intel/amd dat niet hadden bedacht??

[Verwijderd]

Op zaterdag 30 maart 2002 15:17 schreef Snow_King het volgende:

[..]

het is toch echt zo!!

320.000Km/sec das de snelheid van licht en elektriciteit

Dit is in een vacuum. In de lucht ligt het ietsje lager. En in een chip zal het ook wel wat lager liggen vanwege de weerstanden.

[Robino]

Wat ik denk dat het is:
hoe kleinder de transistoren des te lager de warmte afgifte. Maar hoe meer transistoren bij elkaar des te meer warmte. Het beste is dan om pas meer transistoren erbij te gaan zetten wanneer deze kleinder gemaakt kunnen worden

[Sneaky_Dill]

Op zaterdag 30 maart 2002 15:28 schreef Abbadon het volgende:

[..]

Ja, maar dan vergeet je even iets als weerstand en de timings. Een 2GHz cpu doet 2.000.000.000 klokslagen per seconde, dus kan in één cpu-klokslag een bitje slechts 7,5cm afleggen binnen de cpu (er van uitgaande dat de weerstand de snelheid tot halve lichtsnelheid beperkt). Dus steekt 't allemaal wat nauwer.

Het is idd afhankelijk van de golflengte (C/f=3x10^8/aantal Hz).

edit:
Dus hoe sneller de chips worden, hoe kleiner ze ook moeten worden

[Papillon]

Op zaterdag 30 maart 2002 15:14 schreef Snow_King het volgende:
elektriciteit kan in 1sec 8x rond de aarde dus die paar CM?

Die "paar CM" moet een snelle processor (2000 MHz) wel 2 miljard keer afleggen. m.a.w. stel het is 2 CM moet ie per sec wel 40.000 km meer afleggen dan als die "paar cm" er niet is.
Nou gaat dit niet helemaal op, maar het geeft wel een idee van wat er aan de hand is !

[krozzzkabouter]

lijkt wel makkelijk om hem klein te houden.

anders mag je wel heel erg grote headsincks en coolers gaan kopen denk ik

[Verwijderd]

Op zaterdag 30 maart 2002 15:17 schreef Snow_King het volgende:

[..]

het is toch echt zo!!

320.000Km/sec das de snelheid van licht en elektriciteit

De snelheid van lading verschilt per stof, het gaat niet met de snelheid van het licht.

[Papillon]

Alleen met supergeleiding komt de snelheid van een electrische stroom in de buurt van de lichtsnelheid.

[Verwijderd]

Pfff.. als iemand van Fok! dit leest, staan we enorm voor paal!
Wij zijn Tweakers.. we weten alles van computers.. en dan zo'n vraag!

[cosmoOo]

stel dat het wel zou kunnen dan zou het nog veel te duur worden. chips komen uit een wafer van 200/300mm momenteel dus dat betekend bij een cpu van 15x15cm oid je er 1 uit een wafer haalt waar je ernormaal 200 oid uit haalt. prijs voor de consument is dan dus zo'n 200 keer duurder voor 1 cpu.

[Packardhell]

Groot is gewoon uit , alles moet kleiner tegenwoordig. Zie bijv. PDA's, mobile telefoonds. Het moet kleiner en draadloos. Klein, maar fijn dus.

[GreeTz]

Op zaterdag 30 maart 2002 17:22 schreef jero het volgende:
Pfff.. als iemand van Fok! dit leest, staan we enorm voor paal!
Wij zijn Tweakers.. we weten alles van computers.. en dan zo'n vraag!

moet je die vragen in WOS of SA eens bekijken het lijkt daar meestal net of er een kleuterklas zit te posten

[Bart B]

Processoren moeten klein zijn omdat:

* Draden hebben paracitaire capaciteit
* Draden hebben weerstand

Wanneer deze lang worden zullen ze als een laagdoorlaatfilter werken. Wanneer de draden langer worden zullen deze steeds meer filteren, waardoor kloksignalen verloren gaan. Dit is de reden dat draden kort moeten zijn.

Niet alleen bij draden gelden deze paracitaire capaciteiten, maar ook andere zaken kunnen als filters gaan werken.

Dit is dus een van de redenen dat een huidige CPU's klein moeten zijn

[GreeTz]

maar even back 2 topic, dat is juist de essentie van onze technologische ontwikkeling. Bestaande technieken worden gebruikt om nieuwere te onderzoeken, waardoor alles kleiner word. We gebruiken nu silicium als basismateriaal voor transistoren, waardoor we met de huidige technieken enkele atomen nodig hebben om één transistor te kunnen vormen. Zo kunnen we op een zeer kleine oppervlakte meer dan 20 milioen transistoren laten huisvesten. Met deze transistoren bouwen we dan een leuke schakeling en we hebben de Pentium 4.
Wanneer de nanotechnologie zover is ontwikkeld, waardoor we één atoom als schakelaar (transistor) kunnen gebruiken (dit is in een experiment al gelukt, alleen waren daar 3 flinke kamers met apparatuur voor nodig) zal het aantal transistoren per basismateriaal alleen maar toenemen, waardoor er intelligentere schakelingen ontwikkeld kunnen worden op een kleinere oppervlakte. En zo gaat alles nog wel even door.

[Verwijderd]

de chips zijn zo klein om de kosten te drukken anders worden ze veel te duur

[Mentalist]

Op zaterdag 30 maart 2002 20:11 schreef Packardhell het volgende:
Groot is gewoon uit , alles moet kleiner tegenwoordig. Zie bijv. PDA's, mobile telefoonds. Het moet kleiner en draadloos. Klein, maar fijn dus.

Draadloos? Hoe wou jij een draadloze processor gaan maken

[Varienaja]

Gewoon heel simpel.

Stel electriciteit gaat met 100.000 km/sec.
Dat is per seconde: 10.000.000.000 centimeter.

In een 1 GHz processor kan electriciteit dus per kloktik 10.000.000.000/1.000.000.000=10 centimeter afleggen. Daar heb je meteen al een (grof geschat) maximum grootte voor je processor. Op 4GHz is die maximale grootte dus alleen nog maar kleiner.

De electriciteit hoeft in zo'n chip natuurlijk niet alleen maar wat rond te rennen. De stroom moet door transistoren. Die transistoren hebben een bepaalde tijd nodig om in een stabiele toestand te geraken. Tijdens die periode staat de electriciteit zeg maar uit z'n neus te vreten. Dit gaat allemaal af van die theoretische 10 centimeter.

Eigenlijk zijn die P4's op 2 en meer GHz nog verbazend groot!

[Terror]

Onderstaande staat me heel vaag bij, kan iemand het bevestigen?:

Elektronen/stromen hebben een golflengte. Deze golflengte is groter dan de afstand dan ze afleggen binnen de chip. Als de afstand binnen chip groter is dan de golflengte gebeuren er vreemde dingen.

[Varienaja]

Op zaterdag 30 maart 2002 22:13 schreef Terror het volgende:
Elektronen/stromen hebben een golflengte. Deze golflengte is groter dan de afstand dan ze afleggen binnen de chip. Als de afstand binnen chip groter is dan de golflengte gebeuren er vreemde dingen.

De elektronen die door de kilometerslange hoogspanningsmasten gaan zijn dan zeker van een speciale soort??

Lijkt me onzin. 't Zal wel een klok en klepel verhaal zijn.

[Terror]

Zei toch, staat me heel vaag bij.

[Verwijderd]

Het heeft allemaal te maken met snelheid en warmte.
Hoe kleiner hoe minder warmte ontwikkeling.
Minder warmte ontwikkeling == hogere snelheid

[Verwijderd]

Op zaterdag 30 maart 2002 22:13 schreef Terror het volgende:
Onderstaande staat me heel vaag bij, kan iemand het bevestigen?:

Elektronen/stromen hebben een golflengte. Deze golflengte is groter dan de afstand dan ze afleggen binnen de chip. Als de afstand binnen chip groter is dan de golflengte gebeuren er vreemde dingen.

Het is juist andersom.
Als je heeeeeele kleine sporen maakt (binnen bv. een processor) kunnen er kwantumeffecten optreden. Voorlopig hebben we daar nog geen last van bij processoren maar op een gegeven moment wel. (Bij 1 nm =^ 0,001um en we zitten nu op 130nm.)

edit:

Ohwja, de rare effecten: Elektronen die zichzelf overbeamen van de ene naar de andere baan, door materie heengaan, tunneling allemaal dingen die jij niet wilt hebben in een stabiele processor.

[Snow_King]

Op zaterdag 30 maart 2002 17:22 schreef jero het volgende:
Pfff.. als iemand van Fok! dit leest, staan we enorm voor paal!
Wij zijn Tweakers.. we weten alles van computers.. en dan zo'n vraag!

hoezo dat nou weer?!

ik stel toch een vraag waar je aardig wat kennis voor nodig hebt om op te kunnen antwoorden of niet soms??

ga ff lekker ergens anders posten!

Ontopic:

Bedankt allemaal!!
Ik snap waarom het zo is!
TNX!

[Sneaky_Dill]

Op zaterdag 30 maart 2002 22:13 schreef Terror het volgende:
Onderstaande staat me heel vaag bij, kan iemand het bevestigen?:

Elektronen/stromen hebben een golflengte. Deze golflengte is groter dan de afstand dan ze afleggen binnen de chip. Als de afstand binnen chip groter is dan de golflengte gebeuren er vreemde dingen.

Klopt wel ongeveer maar das wat de meeste al staan te roepen... (golflengte = snelheid/frequentie... frequentie van de processor, snelheid van de elektronen)

edit:
Dus golflengte is maximale afstand van elektron in één klokpuls

[Sneaky_Dill]

Op zaterdag 30 maart 2002 22:31 schreef Varienaja het volgende:

[..]

De elektronen die door de kilometerslange hoogspanningsmasten gaan zijn dan zeker van een speciale soort??

Lijkt me onzin. 't Zal wel een klok en klepel verhaal zijn.

Gaat alleen maar bij chips... waar de tijd dat iets gebeurt uitmaakt. Bij hoogspanningsleidingen maakt het niet uit als het begin een paar fasen voor loopt op het eind. Trouwens is de golflengte van de stromen bij die paar Hz heeeeel groot (volgens de golflengte = snelheid/frequentie formule)

[Sneaky_Dill]

edit:
Er gebeuren hier vreemde dingen

[Verwijderd]

Op zaterdag 30 maart 2002 17:09 schreef Papillon het volgende:
Alleen met supergeleiding komt de snelheid van een electrische stroom in de buurt van de lichtsnelheid.

klop maar om deze geleiding te krijgen moet je richting K = 0
heb ergens gelezen dat bepaalde metalen zoals lood, goud, kwik en nog een paar, dat hun electrische weerstand vervalt
de temp was : 1 * 10^-9 Kelvin, ( 1 nanoKelvin ) niet echt practisch

[Fairy]

Op zaterdag 30 maart 2002 15:14 schreef Snow_King het volgende:

[..]

nee maar ik bedoel een CPU van 15*15CM kan toch?

als je dan de 4Ghz haalt ofzo.
[..]

elektriciteit kan in 1sec 8x rond de aarde dus die paar CM?

Gaat het niet om, hoe meer afstand des te meer storing.

[Verwijderd]

1: hoe groter de processor des te meer materiaal er nodig is en dus word je processor DUURDER.

2: meer materiaal dus je processor wordt ook warmer. Meer volume is ook moeilijker te koelen.

3: Meer ruimte vereist in je pc of notebook.

4: Meer storing(sgevoelig) omdat je printbanen langer zijn.

just my 2 euro cents