處理器裡有上億的電晶體,壞掉一個有影響嗎?

2020-12-04 錸科技

CPU估計是世界上集成度最高的人造儀器了,按照單位計算,每個CPU中央處理器中集成了10億個以上的電晶體,密度有多精細?很難想像,CPU的製造工藝是以納米計算的,也就是人們常說的7nm、14nm,意思就是這顆CPU的單位精度有多高,這個數字越小,證明精度越高。

小白有個問題,如果CPU裡面上億個電晶體,其中一個壞掉了,對整個CPU有影響嗎?這問題小編剛搞明白,損壞電晶體,不可能對設備產生影響。因為晶片技術已經非常成熟,廠商有各種方法避免這種損壞情況下造成的影響。

嚴謹的製造工藝

生產CPU一定需要的是一種非常昂貴的儀器——光刻機。這種儀器到底有多先進呢?現在全世界範圍內,掌握光刻機技術的國家基本都是歐美大國,最先進的光刻機生產廠家都在日本和德國。而我們自然也掌握光刻機的製造技術,但無法比擬這些頂級的廠家,所以我們的光刻機基本依賴進口。

還有製造CPU需要使用多晶矽,它的原料就是沙子,但是提純多晶矽需要把純度提高到一億分之一的誤差,才能用於生產CPU。

以上兩個大問題都解決之後,就開始進行生產了,一個型號的CPU生產出來之前,需要樣板,為了精準的控制,樣板需要打磨3-5次,而每一次的打磨,就是幾個月的時間。然後完成這一操作之後,才能開始生產處理器。

所以如此高精度的操作,可以把電晶體壞掉的機率,降到非常非常低。

CPU出問題後如何解決?

CPU的精度非常高,每一個環節都有可能出問題。但是懂得電腦的朋友都知道,CPU幾乎是一件永遠都用不壞的東西。

無論精度有多高,永遠避免不了瑕疵,就算精度已經非常高,但還是會出現百億分之一的出錯機率,相對於CPU超過10億的電晶體,出錯的機率還是非常高。所以如果真的出了問題,怎麼辦?

CPU裡面分成若干模塊,每個模塊都只佔整個CPU很小一部分,如果壞了一個電晶體,檢測出來之後,這個電晶體所在的整模塊都會被斷電,因為太高精度無法給某一個電晶體進行斷電,這種方法是最好的辦法了。而這一個斷電的模塊,對CPU的性能產生一點點影響。這個時候,廠商會降低頻率,用在更低端的處理器型號上。

一個CPU裡面還分有很多大模塊,比如i7的八核的CPU會有8個大模塊,每個模塊裡面有很多小模塊,如果某個大模塊裡面有非常多小模塊被停用了,廠商將會把整個大模塊棄用,挑選6個最好的模塊,構成6核心處理器,也就是i5處理器。以此類推,再次的處理器,會被做成四核的i3,雙核的奔騰。

所以說,這是一個很有趣的話題,i3、i5、i7是怎麼來的?生產一批CPU核心,最好的用來做i7、較好的用來做i5、較次者做i3、最次者作為奔騰。

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