यदि विद्युत आवेश की गति नहीं बदली है, तो कंप्यूटर कैसे तेज हो गए हैं?

Question

हर कोई जानता है कि उनके आविष्कार के बाद से कंप्यूटिंग की गति काफी बढ़ गई है, और यह जारी रखने के लिए तैयार है। लेकिन एक बात मुझे गुदगुदा रही है: यदि आप आज किसी सामग्री के माध्यम से विद्युत प्रवाह चलाते हैं, तो वह उसी गति से यात्रा करेगी जैसे आपने 50 साल पहले उसी सामग्री के साथ किया था।

इसे ध्यान में रखते हुए, यह कैसे कंप्यूटर तेज हो गया है? प्रोसेसर डिजाइन का मुख्य क्षेत्र क्या है जिसने इन अविश्वसनीय गति को बढ़ाया है?

मैंने सोचा कि शायद यह निम्नलिखित में से एक या अधिक हो सकता है:

• छोटे प्रोसेसर (यात्रा के लिए करंट के लिए कम दूरी, लेकिन यह सिर्फ मुझे लगता है कि आप केवल यहां सीमांत लाभ कमा पाएंगे)।
• बेहतर सामग्री

Comments

यह एक अच्छा सवाल है। बेशक, सामग्री ही महत्वपूर्ण नहीं है - पिछले 100 वर्षों में, कारें तेजी से बन गई हैं, लेकिन गैस अभी भी वही गैस है (कम या ज्यादा), केवल इंजन अधिक कुशल बन गया। प्रारंभिक उत्तर यहां पाया जा सकता है , लेकिन मुझे उम्मीद है कि अधिक विवरण उत्तर का पालन होगा।

— रैन जी।

आकार यहां एक बड़ा मुद्दा है। लेकिन afaik हम चिप डिजाइन में एक भौतिक बाधा तक पहुँच चुके हैं (या करीब हैं)। (मैं यहां एक विशेषज्ञ नहीं हूं, अन्य लोग इसके बारे में अधिक जानेंगे)। बेशक, प्रोसेसर का आकार एकमात्र पैरामीटर नहीं है।

— सेचुलज़

सीपीयू चातुर्य आवृत्ति उपयोग की गई सामग्री में इलेक्ट्रॉनों की गति से सीमित है, लेकिन अन्य कारक इस पर हावी रहे हैं।

— राफेल

क्योंकि वे पहली जगह में तेजी से नहीं थे, और वे अभी भी नहीं हैं। प्रकाश की गति दर-निर्धारण कदम नहीं है।

— user207421

बेशर्म प्लग: superuser.com/questions/543702/...

— bwDraco

Answer 1

यदि आप आज एक सामग्री के माध्यम से विद्युत प्रवाह चलाते हैं, तो यह उसी गति से यात्रा करेगा जैसे आपने 50 साल पहले उसी सामग्री के साथ किया था।

इसे ध्यान में रखते हुए, यह कैसे कंप्यूटर तेज हो गया है? प्रोसेसर डिजाइन का मुख्य क्षेत्र क्या है जिसने इन अविश्वसनीय गति को बढ़ाया है?

आप गलत निष्कर्ष प्राप्त करते हैं क्योंकि आपकी प्रारंभिक परिकल्पना गलत है: आपको लगता है कि सीपीयू की गति सीपीयू में इलेक्ट्रॉनों की गति के बराबर है।

वास्तव में, सीपीयू कुछ सिंक्रोनस डिजिटल लॉजिक है। इसकी गति की सीमा यह है कि एक तार्किक समीकरण का आउटपुट एक घड़ी की अवधि में स्थिर होगा। ट्रांजिस्टर के साथ लागू किए गए तर्क के साथ, सीमा मुख्य रूप से ट्रांजिस्टर स्विच बनाने के लिए आवश्यक समय से जुड़ी हुई है। उनके चैनल आकार को कम करके, हम उन्हें तेजी से स्विच करने में सक्षम हैं। यह 50 वर्षों के लिए सीपीयू की अधिकतम आवृत्ति में सुधार का मुख्य कारण है। आज, हम अपनी स्विचिंग गति को बढ़ाने के लिए ट्रांजिस्टर के आकार को भी संशोधित करते हैं, लेकिन, जहाँ तक मुझे पता है , आज केवल Intel, Global Foundries और TSMC ही FinFETs बनाने में सक्षम हैं।

फिर भी, सीपीयू की अधिकतम घड़ी की गति को बेहतर बनाने के कुछ अन्य तरीके हैं: यदि आप अपने तार्किक समीकरण को कई छोटे लोगों में विभाजित करते हैं, तो आप प्रत्येक चरण को तेज कर सकते हैं, और घड़ी की गति अधिक हो सकती है। आपको एक ही क्रिया करने के लिए अधिक घड़ी की अवधि की भी आवश्यकता होती है, लेकिन, पाइपलाइनिंग तकनीकों का उपयोग करके , आप प्रति घड़ी निर्देशों का पालन प्रति सेकंड की दर से कर सकते हैं।

आज, इलेक्ट्रॉनों की गति एक सीमा बन गई है: 10GHz पर, 3 सेमी से अधिक पर एक इलेक्ट्रिक सिग्नल को प्रचारित नहीं किया जा सकता है। यह मोटे तौर पर वर्तमान प्रोसेसर का आकार है। इस समस्या से बचने के लिए, आपकी चिप में कई स्वतंत्र समकालिक डोमेन हो सकते हैं, जो सिग्नल के प्रसार पर बाधाओं को कम कर सकते हैं। लेकिन ट्रांजिस्टर स्विचिंग गति, गर्मी लंपटता, ईएमसी, और शायद दूसरों के बीच यह केवल एक सीमित कारक है (लेकिन मैं सिलिकॉन फाउंड्री उद्योग में नहीं हूं)।

Comments

यह अच्छी जानकारी है। मैंने पहले कभी नहीं सोचा था कि घड़ी की गति पर एक ऊपरी सीमा थी।

— निक

10GHz पर 3cm आशावादी है। एक निर्वात में फोटॉन की तुलना में तारों में इलेक्ट्रॉन काफी थोड़ा धीमा होते हैं।

— 8bittree

@ 8 बिट्री: इलेक्ट्रॉनों की गति प्रासंगिक नहीं है, क्या यह है? क्या मायने रखता है सिग्नल की गति, जो बहुत तेज है।

— हैरी जॉनसन

@HarryJohnston हम्म ... लगता है कि आप विकिपीडिया के अनुसार सही हैं । लेकिन संकेत स्वयं प्रकाश की तुलना में अभी भी धीमे हैं। और 10GHz पर 3cm एक वैक्यूम में प्रकाश

— 8bittree

छोटे ट्रांजिस्टर तेजी से होने के अलावा, आप एक चिप पर अधिक जोड़ सकते हैं। सर्किटों के लिए एक समय / स्पेस ट्रेडऑफ़ है, इसलिए अधिक ट्रांजिस्टर का अर्थ है तेजी से सर्किट। अर्थात। आप केवल कुछ दर्जन ट्रांजिस्टर में से 32-बिट योजक बना सकते हैं, लेकिन यह एकल जोड़ की गणना करने के लिए कई घड़ी-टिक लेगा। नवीनतम इंटेल सीपीयू इसे एक घड़ी की टिक में कर सकता है, जो मुझे लगता है कि 100,000 ट्रांजिस्टर की आवश्यकता होगी।

— ब्लूराजा - डैनी पफ्लुघोफ्ट

Answer 2

कई जटिल चर हैं जो समग्र सीपीयू की गति को प्रभावित करते हैं, लेकिन एक मुख्य घड़ी की गति है जो 2000 के दशक के मध्य में बढ़ी और फिर भौतिक सीमाओं के कारण सपाट हो गई। चिप के नुकसान / रिसाव के लिए उस अवधि में प्रति चिप की बिजली की खपत भी बढ़ गई। सीपीयू चिप्स बस बहुत गर्म हो गई और शीतलन तकनीक अधिक महत्वपूर्ण हो गई, और अधिक वाट क्षमता को लागू नहीं किया जा सका (सचमुच उन्हें पिघलाने के बिना!)।

Extremetech.com एक अच्छा सर्वेक्षण देता है जो बताता है कि मूर के कानून को वास्तव में मुख्य रूप से डेनार्ड स्केलिंग द्वारा ईंधन माना जाता है । बाद के 2000 के दशक के मध्य में ढह गया। चिप "गति" (जहां "गति" को समग्र कोड निष्पादन समय के रूप में मापा जाता है और केवल घड़ी की गति के रूप में मापा जाता है) में कई अन्य डिज़ाइन कारक / सुधार शामिल हैं जो कि हार्डवेयर क्षमता जैसे कैश, सीपीयू समानांतरवाद / मल्टीकोर में विभक्ति बिंदु को मुखौटा बनाते हैं। , शाखा भविष्यवाणी, आदि, जो छोटे गेट चौड़ाई (और इसलिए अतिरिक्त कार्यक्षमता के लिए प्रति चिप अधिक फाटकों) के साथ जोड़े गए थे। गेट की चौड़ाई भी घटने को रोकने या कम से कम प्रत्येक पीढ़ी को कम से कम करने के लिए बढ़ गई है।

इन सीमित रुझानों को बहुत अच्छी तरह से क्यों नहीं जाना जाता है? इन प्रवृत्तियों का सबसे अधिक ज्ञान रखने वाली कुछ संस्थाओं के पास "खोने के लिए सबसे अधिक है" और वास्तव में उन्हें प्रचारित करने की कम से कम संभावना है। उदाहरण के लिए, अरबों डॉलर के मूल्य वाले इंटेल, भविष्य के प्रदर्शन में सीमा या घटने की ओर इशारा करते हुए मालिकाना आंतरिक डेटा प्रकाशित नहीं करेंगे।

क्षितिज पर नई संभावनाएं हैं जो पूरी तरह से नए रुझानों को जन्म दे सकती हैं (लेकिन कुछ में लगभग पूरी तरह से अलग-अलग प्रौद्योगिकी / निर्माण तकनीक शामिल हैं) जिसमें फोटोनिक चिप्स, 3-डी चिप्स शामिल हैं जहां चिप्स कई परतों, क्वांटम कंप्यूटिंग, नैनो टेक्नोलॉजी जैसे नैनोट्यूब में रखे गए हैं। ट्रांजिस्टर, आदि।

Comments

कानून और घड़ी की गति को

— vzn 15

एक चीज जिसके लिए मैंने लंबे समय से काम किया है वह कोर के समूहों की अवधारणा के लिए ऑपरेटिंग-सिस्टम और भाषा समर्थन का विकास होगा, प्रत्येक समूह में एक समान मेमोरी सिस्टम होगा, और सभी कोर एक सामान्य मेमोरी सिस्टम तक पहुंच भी रखते हैं। कोड के एक टुकड़े के लिए यह कहना संभव है कि "मैं एक थ्रेड स्पॉन करना चाहता हूं जो बिल्कुल वैसी ही मेमोरी देखता है जैसा कि मैं हर समय करता हूं" और सिस्टम सुनिश्चित करता है कि सभी थ्रेड्स जो एक ही मेमोरी रन को देखने वाले हों। वही कोर। इस तरह की गारंटी उपलब्ध होने पर कुछ एल्गोरिदम को और अधिक कुशल बनाया जा सकता है, लेकिन कई प्रणालियों पर केवल ...

— सुपरकैट

... जिस तरह से प्राप्त करने के लिए एक आवेदन एक सीपीयू कोर लेने के लिए है और धागे को किसी अन्य पर चलाने की अनुमति नहीं है, एक दृष्टिकोण जो वास्तव में भयानक है।

— सुपरकट

पिछले 10 वर्षों में घड़ी की गति में उल्लेखनीय वृद्धि नहीं हुई है। कोर जोड़ना, एक निर्देश में निर्देशों का सेट करना, आदि जैसे कहीं और बाधाओं को कम करना। मेमोरी बैंडविड्थ आधुनिक सीपीयू 'स्पीड' के लिए सभी प्रमुख योगदानकर्ता हैं।

— जेम्सरन

Answer 3

अतिरिक्त प्रोसेसरों को प्रतिनिधिमंडल

एक और विचार (अन्य महान उत्तरों के अलावा) अन्य प्रोसेसर के कार्यों का प्रतिनिधिमंडल है। शुरुआती कंप्यूटिंग दिनों में, केवल एक प्रोसेसर था। ग्राफिक्स के लिए, गणना एक ही सीपीयू में अन्य गणना के साथ साझा की गई थी। अब, हमारे पास ग्राफिक्स प्रोसेसिंग के लिए अलग प्रोसेसर हैं।

कई करोड़

कई आधुनिक प्रोसेसर में कई कोर होते हैं, सिलिकॉन के एक ही टुकड़े में। क्योंकि वे सिलिकॉन के एक ही टुकड़े को साझा करते हैं, वे चिप से दूसरे कोर / प्रोसेसर में जाने की धीमी गति से उतना प्रभावित नहीं होते हैं। उदाहरण: ग्राफिक्स प्रोसेसर।

मेमोरी और पता विस्तार

शुरुआती 8 बिट माइक्रोप्रोसेसरों में आज के 32-बिट और 64-बिट प्रोसेसर की तुलना में छोटी एड्रेसिंग रेंज थी। आधुनिक प्रोसेसर में मेमोरी की एक बढ़ी हुई सीमा होती है, जिसका अर्थ है कि बाह्य संग्रहण को एक्सेस करने के बजाय मेमोरी में अधिक गणना की जा सकती है।

यह ऑन-चिप मेमोरी पर भी लागू होता है। बड़ा पता स्थान केंद्रीय कोर के करीब बड़ी यादों के लिए अनुमति देता है, जबकि अभी भी सिलिकॉन से बाहर बड़े पते की जगह छोड़ रहा है।

पाइपलाइन और कैश

मेमोरी सस्ती होने के साथ, आधुनिक कंप्यूटर अब अधिक परिष्कृत डेटा और निर्देश पाइपलाइनों के साथ-साथ डेटा और निर्देश कैश को लागू कर रहे हैं। यह धीमी मेमोरी (सिलिकॉन के बाहर) से आंतरिक कैश तक लाने की आवश्यकता को कम करके निष्पादन को गति देता है। कुछ प्रोसेसर forअपने निर्देश कैश में छोरों को समाहित करने की क्षमता रखते हैं ।

सारांश

आज के कंप्यूटर बहुत तेजी से बढ़ रहे हैं, न केवल ट्रांजिस्टर और सिलिकॉन प्रौद्योगिकियों में प्रगति के कारण, बल्कि अन्य प्रोसेसर / कोर को कार्यों के प्रतिनिधिमंडल के कारण भी। मेमोरी तेजी से और सस्ती होती जा रही है, जिससे प्रोसेसर सीपीयू के बहुत सारे मेमोरी को बंद कर सकते हैं। संबोधित श्रेणियां अधिक मेमोरी के लिए अनुमति देती हैं, जिसका मतलब है कि बाहरी भंडारण के लिए कम भ्रूण। बड़ा रजिस्टर आकार प्रति चक्र (4-बाइट के साथ 32-बिट सिस्टम, 1 बाइट के साथ 8-बिट सिस्टम) के लिए अधिक डेटा प्राप्त करने की अनुमति देता है। एकाधिक कोर उन्हें क्रमबद्ध करने के बजाय समानांतर संचालन के लिए अनुमति देते हैं।

Answer 4

कंप्यूटर की गति में लगभग सभी प्रगति इन क्षेत्रों में से एक से होती हैं:

छोटे ट्रांजिस्टर

ट्रांजिस्टर को छोटा बनाने से दो चीजें होती हैं:

1. वे शारीरिक रूप से एक साथ करीब हैं, इसलिए स्रोत से गंतव्य तक यात्रा करने के लिए विद्युत सिग्नल के लिए समय कम है। इसलिए हालांकि विद्युत संकेत 50 साल पहले किसी भी तेजी से यात्रा नहीं करते हैं, वे अक्सर छोटी दूरी की यात्रा करते हैं ।
2. एक चिप पर अधिक ट्रांजिस्टर शामिल किए जा सकते हैं, जिसका अर्थ है कि एक ही समय में अधिक "काम" किया जा सकता है। जितने अधिक ट्रांजिस्टर जोड़े जाते हैं, उतना ही मुश्किल होता है कि उन्हें करने के लिए उपयोगी काम मिल जाए, लेकिन कई चालाक चालों का उपयोग किया जाता है (नीचे देखें)।

प्रति निर्देश अधिक "उपयोगी कार्य"

उदाहरण के लिए, कुछ प्रोसेसर में पूर्णांक को गुणा या विभाजित करने के लिए निर्देशों का अभाव होता है; इसके बजाय यह कार्य धीमे सॉफ्टवेयर रूटीन के साथ किया जाना चाहिए। गुणा और भाग निर्देश जोड़ने से चीजों में काफी तेजी आती है। फ़्लोटिंग-पॉइंट निर्देश जोड़ने से फ़्लोटिंग -पॉइंट नंबरों की आवश्यकता वाले सॉफ़्टवेयर को गति मिल सकती है।

प्रति निर्देश अधिक "उपयोगी कार्य" करने का एक महत्वपूर्ण तरीका शब्द आकार बढ़ रहा है । सीपीयू जो 32-बिट संख्या पर संचालन कर सकते हैं, उन्हें अक्सर 16-बिट या 8-बिट सीपीयू के समान कार्य करने के लिए बहुत कम निर्देशों की आवश्यकता होती है।

कुछ प्रोसेसर निर्देश का समर्थन करते हैं जो एक साथ कई काम करते हैं, विशेष रूप से निर्देश जो एक से अधिक डेटा आइटम ( SIMD ) पर एक ही ऑपरेशन करते हैं ।

प्रति चक्र अधिक निर्देश

"घड़ी चक्र" यह है कि प्रोसेसर अपनी वर्तमान स्थिति से अगले राज्य में कैसे जाता है। एक अर्थ में यह प्रोसेसर की सबसे छोटी इकाई है जो प्रोसेसर एक समय में कर सकता है। हालांकि, घड़ी चक्र की संख्या किसी विशेष निर्देश को प्रोसेसर के डिजाइन पर निर्भर करती है।

पाइपलाइन किए गए प्रोसेसर के आगमन के साथ , "ओवरलैप" के लिए अलग-अलग निर्देशों के लिए यह संभव हो गया, अर्थात एक पिछले समाप्त होने से पहले शुरू होगा। हालांकि, कुछ निर्देश अगले निर्देश को अमान्य कर सकते हैं, जो तब तक ज्ञात नहीं होंगे जब तक कि अगले निर्देश को आंशिक रूप से निष्पादित नहीं किया जाता है, इसलिए चीजें जटिल हो सकती हैं। (Pipelined प्रोसेसर में तर्क शामिल है कि यह सुनिश्चित करने के लिए कि सब कुछ ठीक काम करता है - लेकिन प्रदर्शन विशेषताओं अधिक जटिल हैं।)

सुपरस्लेकर प्रोसेसर इसे अगले स्तर तक ले जाते हैं, शाब्दिक रूप से एक ही समय में दो निर्देशों को निष्पादित करने की अनुमति देता है, और आउट-ऑफ-ऑर्डर निष्पादन इसे एक कदम आगे ले जाता है, जिससे निर्देशों को ऑर्डर से बाहर निष्पादित करने की अनुमति मिलती है। इन विशेषताओं के लिए निर्देश धारा के विश्लेषण की आवश्यकता होती है, जो एक दूसरे से टकराती नहीं हैं।

हालांकि इस तरह की अन्य चालें हैं (जैसे शाखा भविष्यवाणी , सट्टा निष्पादन ), जो अधिक महत्वपूर्ण है वह समग्र चित्र है:

• हर निर्देश को पूरा करने के लिए एक निश्चित संख्या में घड़ी चक्र लगते हैं (आवश्यक रूप से स्थिर नहीं)
• लेकिन कई निर्देश एक ही बार में प्रगति पर हो सकते हैं
• इसलिए उच्च-गति वाले प्रोसेसर के लिए एक औसत दर्जे का " निर्देश प्रति चक्र " है जो 1> है
• लेकिन यह कार्यभार पर बहुत निर्भर करता है

प्रति सेकंड अधिक चक्र

दूसरे शब्दों में, उच्चतर गति । घड़ी की गति बढ़ने से न केवल गर्मी उत्पन्न होती है, बल्कि बहुत अधिक अनुशासित चिप डिजाइन की आवश्यकता होती है, क्योंकि सर्किट को स्थिर करने के लिए एक छोटी समय सीमा होती है। हम 2000 के दशक तक इसमें से बहुत अधिक लाभ प्राप्त कर चुके थे, जब हमने कुछ व्यावहारिक सीमाएं पार कर लीं।

सही समय पर सही जगह पर डेटा

हालांकि सीपीयू के भीतर के घटक सिकुड़ते ट्रांजिस्टर के कारण एक साथ और करीब हो रहे हैं, सीपीयू और रैम अभी भी एक अच्छा 5-10 सेमी अलग हैं। यदि किसी निर्देश को RAM से कुछ चाहिए, तो उस निर्देश को पूरा करने में 5 या 6 चक्र नहीं लगेंगे, यह लगभग 200 लेगा। यह वॉन न्यूमैन अड़चन समस्या है।

इसके खिलाफ हमारा मुख्य हथियार कैश है । हाल ही में एक्सेस किए गए डेटा को फिर से एक्सेस किए जाने की अधिक संभावना है, इसलिए इसे विशेष मेमोरी (जिसे कैश कहा जाता है) में सीपीयू चिप के भीतर रखा जाता है, जिससे यह एक्सेस करने में बहुत तेज होता है।

हालांकि, अन्य तकनीकों (जैसे पाइपलाइनिंग और शाखा भविष्यवाणी ) प्रोसेसर को डेटा के आने के इंतजार में उपयोगी काम करने की अनुमति देकर मदद करते हैं, और यह भी भविष्यवाणी करते हैं कि जल्द ही कौन से डेटा की आवश्यकता हो सकती है।

एकाधिक और / या विशेष प्रोसेसर

एक प्रोसेसर के लिए एक से अधिक प्रोसेसर के बजाय सॉफ्टवेयर लिखना बहुत आसान है। हालांकि, कभी-कभी प्रदर्शन / लागत / बिजली की खपत के लाभ इसे सार्थक बनाते हैं।

इसके अलावा, कुछ प्रोसेसर विशेष रूप से कुछ कार्यों के अनुकूल हैं। उदाहरण के लिए, GPU को विशेष रूप से 2D और 3D ग्राफिक्स और प्रभाव प्रदान करने के लिए आवश्यक गणनाओं के लिए डिज़ाइन किया गया है।

मल्टी-कोर प्रोसेसर अनिवार्य रूप से एक चिप पर कई प्रोसेसर होते हैं।

Answer 5

जब कंप्यूटर प्रति यूनिट समय की अधिक गणना कर सकते हैं, तो उन्हें तेजी से देखा जाता है। प्रत्येक संगणना पहले की तुलना में तेजी से नहीं की जा सकती है, लेकिन अधिक संगणना की जा रही है। एक अच्छी सादृश्यता एक धावक द्वारा उठाए जाने वाले कदमों की संख्या होगी। यदि एक धावक मूर के कानून के अनुसार व्यवहार करता है, तो धावक हर दो साल में कई कदम उठा सकता है। संक्षेप में, धावक दो साल पहले उसी समय की दूरी से दुगुनी दूरी तय कर रहा होगा। समय से विभाजित दूरी गति के बराबर होती है। 2 एक्स की दूरी 2 एक्स स्पीड के बराबर है।

Answer 6

कंप्यूटर / सीपीयू की प्रोसेसिंग पावर वास्तव में कितनी तेज बिजली है लेकिन कितनी तेजी से इसे चालू और बंद किया जा सकता है। तेजी से आप वर्तमान प्रवाह के बीच स्विच कर सकते हैं और प्रवाह नहीं कर सकते हैं, अधिक जानकारी आप एक सीपीयू के भीतर प्रक्रिया कर सकते हैं या लाइन को नीचे प्रसारित कर सकते हैं।

Answer 7

पीसी में उपयोग किए जाने वाले विशिष्ट प्रोसेसर के लिए, गर्मी लंपटता एक दशक से अधिक समय तक सीमित रही है, जहां पीसी में एयर कूल्ड प्रोसेसर लगभग 4 ghz तक सीमित हो गए हैं। वाटर कूलिंग इसे लगभग 5 ghz तक बढ़ा देता है, और नाइट्रोजन कूलिंग का उपयोग घड़ी की दरों को लगभग 6 gz से 6.5 ghz करने के लिए किया जाता है।

घड़ी की दर मूल रूप से वोल्टेज बनाम सर्किट लॉजिक आकार का एक कार्य है (इसे बदलने की स्थिति में कितना समय लगता है)। उच्च वोल्टेज या सर्किट तर्क जितना छोटा होता है, उतनी ही तेजी से रेट होता है, लेकिन यह हीट डिसऑर्डर की समस्या को प्रस्तुत करता है क्योंकि सर्किट लॉजिक साइज में कमी के साथ-साथ घनत्व में भी वृद्धि होती है। उच्च घनत्व के साथ, गर्मी को फैलाने के लिए गर्मी के संचालन सामग्री के लिए बहुत अधिक जगह नहीं बची है। घनत्व कम करने से लागत में वृद्धि होती है, और सर्किट्री की लंबी लंबाई के कारण प्रसार विलंब भी बढ़ जाता है।

सीपीयू ने पिछले कुछ वर्षों में इतना तेज नहीं प्राप्त किया है, वर्तमान इंटेल i7 4790K (4.0 ghz, 4.4 ghz टर्बो) दूसरी पीढ़ी के इंटेल i7 2700K (3.5 ghz, 3.9 hhz टर्बो) की तुलना में अधिक तेज नहीं है, अन्य की तुलना में यह तेजी से घड़ी की दर (लगभग 14.3% तेज) है। दूसरी ओर, चूंकि 3 डी ग्राफिक्स समानांतर संचालन का लाभ उठा सकते हैं, पिछले 4 या 5 वर्षों में 3 के आसपास एक कारक द्वारा वीडियो कार्ड के प्रदर्शन में वृद्धि हुई है, कुछ में 3,000+ उप-कोर के बराबर है।

Answer 8

हालाँकि पहले से दिए गए उत्तर अच्छे हैं, फिर भी वे सभी बहुत जटिल लगते हैं!

त्वरित "TLDR" उत्तर "लॉजिक गेट्स की संख्या" है, और "कितनी जल्दी उन लॉजिक गेट्स में आग लग सकती है"। 1 और 0 जैसे लॉजिक गेट के बारे में सोचें। यह सिर्फ एक ट्रांजिस्टर / वैक्यूम ट्यूब / जो कुछ भी चालू या बंद है। 1 पर है 0 बंद है।

बिजली किसी भी तेज या धीमी गति से नहीं चलती है, लेकिन आप अपनी चिप पर अधिक लोगों और शून्य को रटना कर सकते हैं क्योंकि वे और शून्य खुद छोटे होते हैं। और आप उन्हें समय के साथ तेजी से फ्लिप कर सकते हैं। क्या यह थोड़ा सरल उत्तर देता है?

Answer 9

अब तक के दो सबसे बड़े कारक तथ्य यह है कि ट्रांजिस्टर एक हास्यास्पद डिग्री से सिकुड़ गए हैं और इसलिए अब हमारे पास एक अरब से अधिक ट्रांजिस्टर वाले स्मार्टफोन हैं, और यह तथ्य कि एक ट्रांजिस्टर को एक राज्य से दूसरे में स्विच करना बहुत तेज हो गया है। तेज स्विचिंग सीधे अधिक गति में अनुवाद करता है। ट्रांजिस्टर की अधिक संख्या अप्रत्यक्ष रूप से गति बढ़ाती है क्योंकि यह कई अन्य सुधारों का उल्लेख करने वाला है: हमारे पास कैश हैं क्योंकि हमारे पास अधिक ट्रांजिस्टर हैं। हमारे पास अधिक और बड़े रजिस्टर हैं क्योंकि हमारे पास अधिक ट्रांजिस्टर हैं। हमारे पास वेक्टर निर्देश हैं क्योंकि हमारे पास अधिक ट्रांजिस्टर हैं। हमारे पास दोहरे, क्वाड कोर या दस कोर प्रोसेसर हैं क्योंकि हमारे पास अधिक ट्रांजिस्टर हैं।

ज्यादा छोटी डिग्री तक बेहतर डिजाइन के कारण हमारे पास गति में सुधार है। उदाहरण के लिए, एक गुणक सिर्फ तेज नहीं है क्योंकि हमारे पास अधिक ट्रांजिस्टर हैं, लेकिन क्योंकि हम बेहतर तरीकों का उपयोग करते हैं। बस अधिक ट्रांजिस्टर उपलब्ध होने से आगे शाखा की भविष्यवाणी में सुधार हुआ है। लेकिन सभी में, यह एक अरब ट्रांजिस्टर की पाशविक शक्ति की तुलना में एक छोटा प्रभाव है।

(पहले मैक में प्रोसेसर को मोटोरोला 68000 प्रोसेसर कहा जाता था क्योंकि इसमें 68000 ट्रांजिस्टर थे। एक नए iPad में लगभग 20,000 गुना अधिक है)।

Answer 10

मैं एक मैकेनिकल इंजीनियर हूं, इसलिए मैं इस बात से परिचित नहीं हूं कि यह प्रोसेसर की गति को कितना प्रभावित करता है या यह एक सीमित कारक बन गया है या नहीं, लेकिन इसके पीछे भौतिकी ध्वनि है। सर्किट की अधिष्ठापन और धारिता प्रभावित करेगी कि डिजिटल वोल्टेज सिग्नल कितनी तेजी से बढ़ और गिर सकते हैं - इस प्रकार स्विचिंग गति को प्रभावित कर सकता है। आदर्श रूप से, स्विचिंग सिग्नल अच्छी चौकोर तरंगें होंगी। वास्तव में वे थोड़ा विकृत होते हैं और किनारों पर ढलान लिए जाते हैं। अगले घड़ी चक्र से पहले पढ़ने के लिए संकेतों को उच्च और काफी लंबा होना चाहिए। अनिवार्य रूप से, सिग्नल तरंग को शीर्ष पर "फ्लैट स्पॉट" की आवश्यकता होती है। यदि आप बहुत तेज़ी से स्विच करते हैं, तो आपको एक नुकीली तरंग का संकेत मिलेगा। आप में से जो डिजिटल संकेतों से अधिक परिचित हैं, यदि आवश्यक हो तो स्पष्ट कर सकते हैं, लेकिन विचार सही है।

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स्वागत हे! जहाँ तक मुझे पता है, आपकी कही हुई हर बात सच है। लेकिन मैं यह नहीं देखता कि यह कैसे कंप्यूटर के वर्षों में तेजी से प्राप्त करने में सक्षम है।

— डेविड रिचेर्बी