Wenn es um Computerschaltungen geht, sind Transistoren die grundlegenden Bausteine. Transistoren wirken wie ein Schalter, der den Stromfluss ermöglicht oder verhindert. Aufgrund der Komplexität der meisten heutigen CPUs variiert die Anzahl der Transistoren. Aber wie viele Transistoren sind in einer CPU?

In einer einzigen modernen CPU können Hunderte von Millionen, wenn nicht Milliarden von Transistoren vorhanden sein. Apple MI 2020 CPU hat bis zu 16 Milliarden Transistoren; die AMD Ryzen 9 3900X 2019 hat bis zu 9,89 Milliarden Transistoren, während die AMD Epyc Rom 2019 hat bis zu 39,54 Milliarden Transistoren.

Je mehr Transistoren eine CPU hat, desto besser ist die Technologie und desto besser ist die Erfahrung. Es gibt eine Reihe von Faktoren, die die Anzahl der Transistoren in einer CPU bestimmen. Lesen Sie weiter, um mehr über die Anzahl der Transistoren in einer CPU zu erfahren.

Wodurch wird die Anzahl der Transistoren in einer CPU bestimmt?

Die Funktion einer CPU lässt sich weitgehend in zwei Hauptbereiche unterteilen: Abrufen und Dekodieren von Daten aus dem Gedächtnis und Anweisungen ausführen Um diese Befehle auszuführen, benötigt die CPU eine bestimmte Anzahl von Transistoren. Je mehr Transistoren, desto mehr Prozesse kann die CPU ausführen und wird dadurch besser. Nachfolgend sind einige Faktoren aufgeführt, die die Anzahl der Transistoren in der CPU beeinflussen.

Faktor 1: Architektur

Die Architektur einer CPU bezieht sich auf die Art der Befehle und die Art und Weise, wie die CPU Befehle verarbeitet. In der heutigen Umgebung gibt es zwei gängige Prozessorarchitekturen: die 64-Bit (AMD64, IA64 und x86) und die 32-Bit (x64) Je nachdem, mit welcher dieser Architekturen Ihre CPU ausgestattet ist, variiert auch die Anzahl der Transistoren. Der Grund dafür ist, dass die Architektur einiger CPUs bestimmte Aufgaben besser bewältigen kann als andere. Mit anderen Worten: Die 64-Bit-CPU-Architektur hat mehr Transistoren und kann größere Datenpakete verarbeiten als sein 32-Bit-Gegenstück.

Faktor Nr. 2: Anzahl der Kerne

Ein weiterer Faktor, der die Anzahl der Transistoren auf einer CPU beeinflusst, ist die Anzahl der Kerne auf dem Prozessor. Der Kern einer CPU ist der Teil, der empfängt Anweisungen und führt Operationen aus Um dies zu bewerkstelligen, benötigt sie Transistoren - und zwar viele. Eine CPU kann einen einzigen Kern oder mehrere Kerne haben. Eine CPU mit zwei Kernen wird als Dual-Core , während ein Modell mit vier Kernen ein Quad-Core Je mehr Kerne die CPU hat, desto mehr Transistoren stehen zur Verfügung, und desto schneller wird sie sein.

Faktor Nr. 3: TDP

TDP oder thermische Auslegungsleistung einer CPU ist die Menge an Strom, die sie bei theoretisch maximaler Last verbraucht. Je mehr Last der Prozessor verbraucht, desto mehr Wärme erzeugt er. Daher müssen die Computerhersteller ein Kühlsystem entwickeln, um die Wärme bei jeder Arbeitslast abzuführen. Die Transistoren der CPU steuern auch dieses System. Wenn die CPU viel Arbeit leistet, braucht sie ein besseres Kühlsystem - daher mehr Transistoren - zur Vermeidung von Überhitzung .

Faktor Nr. 4: Taktgeschwindigkeit

Die Taktfrequenz ist ein weiterer Faktor, der die Anzahl der Transistoren eines Prozessors beeinflusst. Die Taktfrequenz bezieht sich auf die Anzahl der Prozesse, die eine CPU pro Sekunde ausführt Die Taktfrequenz von Prozessoren wird gemessen in GHz gemessen werden, während einige ältere CPU-Modelle in MHz .

Wenn Sie also einen Prozessor mit einer Taktfrequenz von 2,0 GHz bedeutet dies, dass es die folgenden Aufgaben erfüllt 2 Milliarden Prozesse Je höher die Taktrate des Prozessors ist, desto mehr Prozesse kann er ausführen. Und damit ein Prozessor eine hohe Taktrate hat, muss er mehr Transistoren Eine höhere Taktrate bedeutet also mehr Transistoren, eine niedrigere Taktrate weniger Transistoren.

Faktor Nr. 5: Herstellungsprozess

Die vom Hersteller verwendeten Herstellungsverfahren können die Anzahl der Transistoren auf einer CPU beeinflussen. Nicht alle Hersteller verfügen über die fortschrittliche Technologie, um mehr Transistoren auf einer einzelnen CPU unterzubringen. Eine Erhöhung der Anzahl der Transistoren auf einem einzelnen Kern wird die Produktionskosten erhöhen Daher sind nicht viele Hersteller davon begeistert, eine CPU mit so vielen Transistoren auszustatten, um sie für die Benutzer erschwinglicher zu machen. Solange die CPU das leistet, was benötigt wird, scheint es die Hersteller nicht zu stören, die Anzahl der Transistoren deutlich zu erhöhen.

Faktor #6: Andere Faktoren

Andere Faktoren können die Anzahl der Transistoren einer CPU beeinflussen, z. B. kann das Vorhandensein eines Grafikprozessors die Anzahl der Transistoren der CPU erheblich erhöhen. Während dedizierte Grafikkarten werden zur Norm, integrierte Grafiken sind nicht veraltet. Wenn eine CPU einen integrierter Grafikprozessor Dies würde die Zahl der Transistorhersteller erhöhen, die in die CPU einspeisen müssen.

Transistoren haben eine breite Palette von Anwendungen und werden nicht nur in den CPUs von Computern verwendet.

Schlussfolgerung

Die Anzahl der Transistoren einer CPU ist etwas vage und durchschaubar. Viele CPUs bestehen heute aus Milliarden von Transistoren. Anstatt sich darauf zu konzentrieren, wie viele Millionen oder Milliarden Transistoren eine CPU hat, ist es sinnvoller, sich damit zu befassen, was das Gerät leisten kann. Daher sind die CPU-Spezifikationen, wie die Taktfrequenz, die Anzahl der Kerne und die Größe des Cache, ein besseres Maß für die Leistungsfähigkeit einer CPU.Leistung.

Häufig gestellte Fragen

Wie ist es angesichts der winzigen Größe moderner CPUs möglich, dass Transistoren Milliarden von Transistoren aufnehmen können? Dies ist möglich, weil die Transistoren in den heutigen CPUs kleiner sind, als Sie sich vorstellen können. Ein durchschnittlicher Transistor in einer CPU ist nur etwa 14 Nanometer Durchmesser Zur Verdeutlichung: Die Transistoren in einer CPU bestehen aus etwa 14-mal breiter als ein DNA-Molekül .

Transistoren in CPUs werden durch ein komplexes computergestütztes Verfahren hergestellt, das als Lithographie Wegen ihrer Winzigkeit werden sie unter extremem ultraviolettem Licht auf einen Silizium-Wafer gedruckt.