为什么cpu制程越小,发热越小?

提供的答案:

羽林娱乐人们绞尽脑汁地缩小晶体管(也就是用更小的制程来生产晶体管),目的无非三个,首要的是提高性能、然后是降低成本和降低功耗。

羽林娱乐更小的晶体管它们间的电容也更小,可以让开关频率更高,同时,单位面积上可以容纳更多的晶体管,每个核心可以有更多的流水线或者是更多的核心,这些都能有效的提高性能。另外,相同尺寸的晶圆,制程更小的话,制造商可以在晶圆上得到更多的芯片,显然,单个芯片的成本降低了。

那为什么CPU制程越小,发热越小呢?这是因为更小的晶体管其导通电压的需求也会变小(也必须变小),我们知道 功耗P=U^2/R,电压越低,单个晶体管功耗也就越小,发热自然变小了。

这似乎很好理解了,但是……

随着制程越来越小,单位面积的功耗可能会变得更高一些,上面说的是动态功耗,而制程越小,晶体管的静态功耗影响会越来越大,甚至达到整体功耗一半以上,现在CPU制程进步缓慢,其实就是功耗带来的困难重重,而业界也没有很好的方案来彻底解决晶体管日益严重的功耗问题,现在一方面尽量降低电压,另一方面从多核心多线程上做文章,不再追求频率的提升,所以目前的CPU多在3-4GHz间徘徊。

由网友 铅笔芯7584 提供的答案:

第一步,大概理解一下制程是什么

羽林娱乐这个就要说到cpu里面最基本的元件了,也就是晶体管,一般叫MOSFET。来个全称吧,Metal,Oxide,Semiconductor,Feld,Effect,Transistor,即金属氧化物半导体场效应晶体管!这个晶体管简单说有三个端口分别是GDS,然后制程的意思就是指D端口到S端口的距离。那现在很明显了,制程就代表距离了。

羽林娱乐第二步,生动形象地解释一下你的问题

1.首先,CPU能工作靠的就是电子的运动嘛(相当于电流)。

羽林娱乐2.假设现在电子运动要从D端跑到S端。这时候你考虑一下跑步,是不是距离越长,就全身越热,越费力气。。。。。

以上只是定性分析,不是定量哦⊙?⊙!

3.简单的定量分析一下,初中物理知识

P=I2R

假设电流不变,很明显,距离越长,电阻越大,功率就越大嘛!

羽林娱乐附一张晶体管的结构图

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