როდესაც საქმე კომპიუტერულ სქემებს ეხება, ტრანზისტორები ფუნდამენტური სამშენებლო ბლოკია. ტრანზისტორები მოქმედებენ როგორც გადამრთველი, რომელიც ეხმარება დაუშვას ან თავიდან აიცილოს დენის გადინება. დღევანდელი პროცესორების უმეტესობის სირთულის გამო, ტრანზისტორების რაოდენობა იცვლება. მაგრამ რამდენი ტრანზისტორია CPU-ში?

ერთ თანამედროვე პროცესორში შეიძლება იყოს ასობით მილიონი, თუ არა მილიარდი, ტრანზისტორი. მაგალითად, Apple MI 2020 CPU-ს აქვს 16 მილიარდამდე ტრანზისტორი; AMD Ryzen 9 3900X 2019-ს აქვს 9,89 მილიარდამდე ტრანზისტორი, ხოლო AMD Epyc Rome 2019-ს აქვს 39,54 მილიარდამდე ტრანზისტორი.

რაც უფრო მაღალია ტრანზისტორის რაოდენობა CPU-ზე, მით უკეთესია ტექნოლოგია, რაც ნიშნავს უკეთეს გამოცდილებას. არსებობს მთელი რიგი ფაქტორები, რომლებიც განსაზღვრავენ ტრანზისტორების რაოდენობას, რომლებსაც CPU-ზე ნახავთ. განაგრძეთ კითხვა, რომ გაიგოთ მეტი CPU-ზე ტრანზისტორის რაოდენობის შესახებ.

რა განსაზღვრავს ტრანზისტორების რაოდენობას CPU-ში?

CPU-ს ფუნქცია შეიძლება დიდწილად დაიყოს ორ ძირითად ნაწილად: მონაცემების მიღება და გაშიფვრა მეხსიერებიდან და ინსტრუქციების შესრულება . ამ ინსტრუქციების შესასრულებლად, პროცესორს სჭირდება ტრანზისტორების გარკვეული რაოდენობა. რაც უფრო მეტი ტრანზისტორია, მით მეტი პროცესის შესრულება შეუძლია CPU-ს, რაც მას უკეთესს ხდის. ქვემოთ მოცემულია რამდენიმე ფაქტორი, რომლებიც გავლენას ახდენენ CPU-ზე ტრანზისტორების რაოდენობაზე.

ფაქტორი #1: არქიტექტურა

TheCPU-ს არქიტექტურა ეხება ინსტრუქციის ტიპს და როგორ ამუშავებს CPU ინსტრუქციებს. დღევანდელ გარემოში არსებობს ორი საერთო პროცესორის არქიტექტურა: 64 ბიტიანი (AMD64, IA64 და x86) და 32 ბიტიანი (x64) . ასე რომ, იმისდა მიხედვით, თუ რომელი არქიტექტურა მოყვება თქვენს CPU-ს, მასზე ტრანზისტორების რაოდენობა ასევე განსხვავდება. ამის მიზეზი ის არის, რომ ზოგიერთი CPU-ის არქიტექტურა უკეთ უმკლავდება გარკვეული ტიპის ამოცანებს, ვიდრე სხვები. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, 64-ბიტიანი CPU არქიტექტურას აქვს მეტი ტრანზისტორი და შეუძლია მონაცემთა უფრო დიდი ნაწილის დამუშავება, ვიდრე მის 32-ბიტიან კოლეგას.

ფაქტორი #2: ბირთვების რაოდენობა

კიდევ ერთი ფაქტორი, რომელიც გავლენას ახდენს პროცესორზე ტრანზისტორების რაოდენობაზე, არის პროცესორზე არსებული ბირთვების რაოდენობა. CPU-ს ბირთვი არის ის ნაწილი, რომელიც იღებს ინსტრუქციებს და ასრულებს ოპერაციებს . და ამის შესასრულებლად მას სჭირდება ტრანზისტორები - ბევრი მათგანი. პროცესორს შეიძლება ჰქონდეს ერთი ბირთვი ან რამდენიმე ბირთვი. ორ ბირთვიან პროცესორს ეწოდება ორბირთვიანი , ხოლო ოთხბირთვიანს არის ოთხბირთვიანი და ა.შ. როგორც ასეთი, რაც უფრო მეტია ბირთვების რაოდენობა CPU-ზე, მით მეტი ტრანზისტორია ხელმისაწვდომი და უფრო სწრაფი იქნება CPU.

ფაქტორი #3: TDP

TDP ან თერმული დიზაინის სიმძლავრე CPU არის ენერგიის რაოდენობა, რომელსაც იგი იყენებს თეორიულად მაქსიმალური დატვირთვის ქვეშ. რაც უფრო მეტ დატვირთვას იყენებს პროცესორი, მით მეტ სითბოს გამოიმუშავებს. ამიტომ, კომპიუტერების მწარმოებლებმა უნდაშეიმუშავეთ გაგრილების სისტემა, რათა გაანადგუროს სითბო ნებისმიერი დატვირთვის დროს. პროცესორზე ტრანზისტორები ასევე აკონტროლებენ ამ სისტემას. თუ CPU ასრულებს ბევრ სამუშაოს, მას სჭირდება უკეთესი გაგრილების სისტემა - შესაბამისად მეტი ტრანზისტორი - გადახურების თავიდან ასაცილებლად .

ფაქტორი #4: საათის სიჩქარე

საათის სიჩქარე არის კიდევ ერთი ფაქტორი, რომელიც გავლენას ახდენს ტრანზისტორის რაოდენობაზე პროცესორზე. საათის სიჩქარე ეხება პროცესების რაოდენობას, რომელსაც CPU ასრულებს წამში . პროცესორების საათის სიჩქარე იზომება GHz , ხოლო CPU-ის ზოგიერთი ძველი მოდელი MHz .

ასე რომ, თუ ხედავთ პროცესორს საათის სიჩქარით. 2.0 GHz , ეს ნიშნავს, რომ ის ასრულებს 2 მილიარდ პროცესს წამში. რაც უფრო მაღალია პროცესორის საათის სიჩქარე, მით მეტი პროცესის შესრულება შეუძლია მას. და პროცესორს რომ ჰქონდეს მაღალი საათის სიჩქარე, მას აქვს მეტი ტრანზისტორი . აქედან გამომდინარე, უფრო მაღალი საათის სიჩქარე ნიშნავს მეტ ტრანზისტორს, ხოლო დაბალი საათის სიჩქარე ნიშნავს ნაკლებ ტრანზისტორს.

ფაქტორი #5: წარმოების პროცესი

მწარმოებლის მიერ გამოყენებული წარმოების პროცესებმა შეიძლება გავლენა მოახდინოს ტრანზისტორების რაოდენობაზე CPU-ზე. ყველა მწარმოებელს არ აქვს მოწინავე ტექნოლოგია, რომ დააყენოს მეტი ტრანზისტორი ერთ CPU-ზე. ერთ ბირთვზე ტრანზისტორების რაოდენობის გაზრდა გაზრდის მისი წარმოების ღირებულებას . აქედან გამომდინარე, არც ისე ბევრი მწარმოებელია აღფრთოვანებული, რომ დააყენოს ამდენი ტრანზისტორი CPU-ზე, რათა ის უფრო ხელმისაწვდომი გახდეს მომხმარებლებისთვის.შესყიდვა. სანამ CPU ასრულებს იმას, რაც საჭიროა, მწარმოებლებს არ აწუხებთ მათი რაოდენობის მნიშვნელოვნად გაზრდა.

ფაქტორი #6: სხვა ფაქტორები

სხვა ფაქტორებმა შეიძლება გავლენა მოახდინონ ტრანზისტორის რაოდენობაზე CPU-ზე. მაგალითად, GPU-ს არსებობამ შეიძლება მნიშვნელოვნად გაზარდოს ტრანზისტორების რაოდენობა CPU-ზე. მიუხედავად იმისა, რომ გამოყოფილი გრაფიკული ბარათები ხდება ნორმა, ინტეგრირებული გრაფიკა არ არის მოძველებული. თუ CPU-ს ჰქონდა ინტეგრირებული გრაფიკული პროცესორი , ეს გაზრდიდა ტრანზისტორი მწარმოებლების რაოდენობას, რომლებიც უნდა შეიყვანონ CPU-ში.

ტრანზისტორებს აქვთ აპლიკაციების ფართო სპექტრი და არ გამოიყენება მხოლოდ კომპიუტერების პროცესორებში.

დასკვნა

ტრანზისტორების რაოდენობის ცოდნა CPU-ზე არის გარკვეულწილად ბუნდოვანი და გამჭვირვალე. დღეს მრავალი CPU მზადდება მილიარდობით ტრანზისტორებისგან. ასე რომ, იმის ნაცვლად, რომ ფოკუსირება მოახდინოთ იმაზე, თუ რამდენი მილიონი ან მილიარდი ტრანზისტორია CPU-ზე, უფრო ღირებულია იმაზე ფიქრი, თუ რისი გაკეთება შეუძლია მოწყობილობას. აქედან გამომდინარე, CPU-ს სპეციფიკაციები, როგორიცაა საათის სიჩქარე, ბირთვების რაოდენობა და ქეშის ზომა, უკეთესად აფასებს დიდ შესრულებას.

ხშირად დასმული კითხვები

თანამედროვე პროცესორების მცირე ზომის გათვალისწინებით, როგორ შეიძლება ტრანზისტორებმა მილიარდობით ტრანზისტორების დატევა? ეს შესაძლებელია, რადგან ტრანზისტორები დღეს CPU-ებზე უფრო მცირეა, ვიდრე წარმოიდგენთ.საშუალო ტრანზისტორი CPU-ზე არის მხოლოდ დაახლოებით 14 ნანომეტრი . ამის უკეთ გასაგებად, CPU-ში ტრანზისტორები დაახლოებით 14-ჯერ უფრო ფართოა ვიდრე დნმ-ის მოლეკულა .

ტრანზისტორები პროცესორებში იწარმოება რთული კომპიუტერული მეთოდით, რომელიც ცნობილია როგორც ლითოგრაფია . იმის გამო, თუ რამდენად მცირეა ისინი, ისინი იბეჭდება სილიკონის ვაფლზე ექსტრემალური ულტრაიისფერი შუქის ქვეშ.