是什么阻止了GPU和CPU的融合

更新时间:02-07 教程 由 野仄 分享

是什么阻止了GPU和CPU的融合?

成本和功耗啊。

不知道题主有没有对芯片制造的相关流程有没有了解。

首先是要准备原材料,那就是硅了,硅通过普通硅砂拉制提炼,经过溶解、提纯、蒸馏一系列措施制成单晶硅棒,单晶硅棒经过抛光、切片之后,就成为芯片制造的重要组成部分——晶圆。

然后将金属离子“轰击”到晶圆表面,形成一层掺杂的半导体层,这这个步骤叫做离子注入;再通过电镀工艺覆盖上一层Hi-K(高介电常数)金属。然后就开始对这块晶圆进行刻蚀。在晶圆表面涂抹上一层光刻胶,然后通过光刻机,以类似于底片曝光的方式,将设计好的电路像拍照一样“投影”在光刻胶表面。被照射到的光刻胶会变得易溶,用化学药剂洗掉之后,顺带也溶解掉了没被光刻胶保护的金属层。在这个步骤,实际上纳米级的晶体管已经刻蚀完成,再通过电镀将铜覆盖在栅极、源极和漏极表面,形成晶体管的三个导电触点,并进一步完成不同晶体管之间的铜(导线)互连层——这时候,一个CPU的电路部分已经制造完毕。

然后就要进行切割了。晶圆很大,现在的硅圆半径通常在12英寸以上,也就是30cm左右,但是实际上无论上CPU还是GPU的核心面积很小,也就是我们要对这个大晶圆进行切割。但并不是晶圆的每个部分都可以用来作为制造芯片的原材料,因为晶圆在制造过程中会出现缺陷和瑕疵。而且位置并不固定,非常随机,这些瑕疵就限制了取下的好的晶圆的形状和大小。

然后对这些晶圆进行筛选,大的,瑕疵小的用来做高端CPU,小的瑕疵多的用来制造低端CPU,也有一些低端CPU是大的CPU屏蔽不良块来实现的。然后进行封装,就形成了CPU。GPU制造过程类似,不过筛选和封装方式有所不同。

所以,这就对半导体行业有了一个工艺上的限制——芯片面积无法无限做大,不然良品率会爆炸的,制造的成本也会无限提高。。。所以高端芯片的价格和面积往往不成正比。(而且在物理学上也有限制,一旦芯片面积超过一平方分米那么芯片内部的信号沟通就会出现明显延迟,这对要求信号同步率极高的半导体行业很致命)

这就是成本上的限制了,但还有个更要命的地方——功耗。

拿前段时间很火的六核六线程的9400f说话,这玩意儿满载功耗是115w,再拿个甜品卡1660s看一眼功耗,满载大概是180w左右,加起来就是300w。。。

300w!现在市售的一体水和风冷压满载功耗200多w的9900k都够呛,300w的芯片一出只能上分体水才能压得住。。。所以现在将GPU和CPU融合的产品通常是限于功耗性能不会很高,比如锐龙的apu 3200g和3400g(9100f弱一点的CPU性能和1030弱一点的GPU性能),还有酷睿的核显uhd630(比疯牛病610强一点。。。)

我刚才还想到一个点。GPU发挥性能是十分依赖于显存的,当然显存和内存基本可以看为一种工艺但两者还是有不同的,专用的显存会让GPU发挥更好的性能,但核显只能借用内存来模拟显存,效果不是那么好。。。

事实上吧,题主说的高性能CPU和GPU结合有没有呢?有,要出的ps5和xbox猩红,前者是3700x和5700都性能,后者是3700x和接近于2080ti的性能。。。所以两者的散热器我预计基本上是傻大黑粗的类型了,应该是整个外壳都作为散热系统。

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