CPU為什么不做成巴掌大

我們都知道，CPU的性能和芯片中所擁有的晶體管數(shù)量呈正相關(guān)。可想而知，在制程不變的前提下，只要芯片的面積翻倍，性能也會(huì)相應(yīng)的提升，像64核128線程的AMD 3990X處理器的封裝確實(shí)很大，已經(jīng)有小半個(gè)手掌的面積。那么如果把CPU做到巴掌大甚至臉盆大，豈不是就能獲得幾乎無限的性能了嗎？

半個(gè)巴掌大的3990X處理器

其實(shí)并不是這樣的，CPU目前的大小，已經(jīng)是綜合各方面考量之后的最優(yōu)解。如果無腦堆料增大芯片面積，只會(huì)落得性價(jià)比暴跌；性能、散熱和供電無法平衡；數(shù)據(jù)傳遞效率難以滿足的下場。

價(jià)格

CPU的價(jià)格可并不只取決于幾大硬件廠商的良心，最重要的還是產(chǎn)品的成本。

首先我們要知道，CPU芯片是從一整片晶圓上切割下來的小方塊。在現(xiàn)在的技術(shù)條件下，晶圓并不能做到完美無瑕，而如果某片CPU所在的區(qū)塊內(nèi)出現(xiàn)了瑕疵，這片CPU就成為了廢品。

晶圓切割

假設(shè)一片晶圓上有5個(gè)壞點(diǎn)，分別處在5片CPU的范圍內(nèi)，且晶圓可以切割成100枚CPU，很容易可以得出，這片晶圓的良品率為95%。而如果將CPU的長寬翻倍，晶圓可以切割成25片CPU，那么，5個(gè)壞點(diǎn)就會(huì)使晶圓的良品率降至80%，成本上的激增是顯而易見的。

如果一片晶圓只做成一枚CPU，那么，良品率會(huì)無限趨近于0，需要無數(shù)片晶圓才能制作出1枚合格的產(chǎn)品。那時(shí)的電腦甚至不能用奢侈品來定位，大概只能算傳說中才存在的東西了。

性能、散熱和供電

CPU的散熱一直是大問題，隨著CPU性能的上升，發(fā)熱量也隨之劇增。面對目前的頂級CPU，360水冷的散熱效率也只能勉強(qiáng)夠用。如果將核心面積繼續(xù)增大，乃至翻倍?；蛟S360×360的水冷陣列也無法滿足散熱要求。

而供電方面，目前的主板CPU供電接口最多大概是3*8PIN接口，可以滿足1080W的功耗需求，我們?nèi)粘５碾娔X電源總功率一般只有五六百W左右，這已經(jīng)是非?？植赖臄?shù)據(jù)了。而隨著晶體管數(shù)量的上升，CPU的功耗也會(huì)急劇增高。線程撕裂者3990X的滿載功耗已經(jīng)達(dá)到了800W，更高的功耗會(huì)給主板和電源帶來巨大壓力。

數(shù)據(jù)傳輸效率

雖然CPU與主板之間的數(shù)據(jù)傳輸是通過針腳來完成的，但針腳最終也會(huì)轉(zhuǎn)接至主板平面，向CPU四周傳輸而出。雖然CPU面積增大一倍，可以放置針腳的面積也同步增大一倍，但最終傳輸數(shù)據(jù)的CPU周長則只能增加0.4倍左右，這樣一直增大下去，CPU周圍的走線空間最終將會(huì)告罄，滿足供電和數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊笞兊梅浅＠щy。

CPU的周長無法隨著面積同步增大

正是因?yàn)榉N種限制，CPU才在逐代更新和慢慢優(yōu)化下，發(fā)展成了目前封裝大約5厘米見方的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格。而大大小小的CPU芯片，也就隱藏在這一封裝下面。如果強(qiáng)行把芯片做到封裝的大小甚至更大，只能落得事倍功半的效果。

現(xiàn)在，大家明白為什么CPU不能做到巴掌大了嗎？