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[综合资讯] 越大越强 CPU咋不做成巴掌大？

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发表于 2020-11-28 14:16:12 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
我们都知道，CPU的性能和芯片中所拥有的晶体管数量呈正相关。可想而知，在制程不变的前提下，只要芯片的面积翻倍，性能也会相应的提升，像64核128线程的AMD 3990X处理器的封装确实很大，已经有小半个手掌的面积。那么如果把CPU做到巴掌大甚至脸盆大，岂不是就能获得几乎无限的性能了吗？  



半个巴掌大的3990X处理器  

其实并不是这样的，CPU目前的大小，已经是综合各方面考量之后的最优解。如果无脑堆料增大芯片面积，只会落得性价比暴跌；性能、散热和供电无法平衡；数据传递效率难以满足的下场。  

价格  

CPU的价格可并不只取决于几大硬件厂商的良心，最重要的还是产品的成本。  

首先我们要知道，CPU芯片是从一整片晶圆上切割下来的小方块。在现在的技术条件下，晶圆并不能做到完美无瑕，而如果某片CPU所在的区块内出现了瑕疵，这片CPU就成为了废品。  



晶圆切割  

假设一片晶圆上有5个坏点，分别处在5片CPU的范围内，且晶圆可以切割成100枚CPU，很容易可以得出，这片晶圆的良品率为95%。而如果将CPU的长宽翻倍，晶圆可以切割成25片CPU，那么，5个坏点就会使晶圆的良品率降至80%，成本上的激增是显而易见的。  

如果一片晶圆只做成一枚CPU，那么，良品率会无限趋近于0，需要无数片晶圆才能制作出1枚合格的产品。那时的电脑甚至不能用奢侈品来定位，大概只能算传说中才存在的东西了。  

性能、散热和供电  

CPU的散热一直是大问题，随着CPU性能的上升，发热量也随之剧增。面对目前的顶级CPU，360水冷的散热效率也只能勉强够用。如果将核心面积继续增大，乃至翻倍。或许360×360的水冷阵列也无法满足散热要求。  

而供电方面，目前的主板CPU供电接口最多大概是3*8PIN接口，可以满足1080W的功耗需求，我们日常的电脑电源总功率一般只有五六百W左右，这已经是非常恐怖的数据了。而随着晶体管数量的上升，CPU的功耗也会急剧增高。线程撕裂者3990X的满载功耗已经达到了800W，更高的功耗会给主板和电源带来巨大压力。  

数据传输效率  

虽然CPU与主板之间的数据传输是通过针脚来完成的，但针脚最终也会转接至主板平面，向CPU四周传输而出。虽然CPU面积增大一倍，可以放置针脚的面积也同步增大一倍，但最终传输数据的CPU周长则只能增加0.4倍左右，这样一直增大下去，CPU周围的走线空间最终将会告罄，满足供电和数据传输的要求变得非常困难。  



CPU的周长无法随着面积同步增大  

正是因为种种限制，CPU才在逐代更新和慢慢优化下，发展成了目前封装大约5厘米见方的标准规格。而大大小小的CPU芯片，也就隐藏在这一封装下面。如果强行把芯片做到封装的大小甚至更大，只能落得事倍功半的效果。  

现在，大家明白为什么CPU不能做到巴掌大了吗？
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