Процессор Intel разогнали до рекордных 8,37 ГГц

Во-первых частоты выше 5.3, на сколько я помню, опасны для жизни, т.к. на ней начинают улетать электроны, что с одной стороны означает потерю информации, т.е. бессмысленность самого "разгона" очевидна, во-вторых ЦПУ, который радиоактивен, очевидно, что опасен для жизни. На данный момент производители железа пренебрегают нормами безопасности для пользователей, - те же мониторы поголовно излучают ультрафиолет, что неимоверно вреден не только для глаз, но и кожи лица, говорю, как пострадавший. И если вы думаете, что производители об этом не знают, как они "не знали" о том, что асбест крайне опасен в том же строительстве, как для строителей, так и для жильцов, то вы наивны и глупы до безобразия, - такие обычно долго не живут. И ещё один из "плюсов" разгона, о котором вы возможно не догадываетесь, заключается в том, что электроника работает не на переменном токе, а на постоянном, и его выравнивание при высоких частотах и нагрузке непременно приведёт к износу всех элементов и соответствующим "приятным" звукам. Не включать в гарантию писк дросселей, как и бытые пиксели, конечно можно, но только пользоваться вы подобным оборудованием точно не захотите, особенно если цените свой комфорт и здоровье выше писькомера школоты.

Уже лет 10 – 15 назад процессоры упёрлись в непреодолимый предел производительности: их рабочая тактовая частота редко превышает 3 ГГц. Ни уменьшение технологического процесса (14 нм., 10 нм., 7 нм., перспективные 3 нм. и менее), ни использование самых быстро переключающихся транзисторов в электро-схемах, ни увеличение напряжения, не дают ощутимой прибавки быстродействия современным процессорам…

Нынешний процессор – квадратная пластинка кристалла кремния размером в 2,5 сантиметров, на которую в несколько десятков тончайших строго упорядоченных слоёв нанесено примерно от 100 миллионов до 700 миллионов микроскопических транзисторов и других элементов электрической вычислительной системы.

При тактовой частоте процессора – 3 ГГц., за время одного такта электрический ток-сигнал (либо «1» - есть ток, либо «0» - нет тока), успевает пройти в проводнике расстояние всего лишь десять сантиметров, учитывая, что скорость электрического тока – 300 тысяч километров секунду. Если процессор – квадрат со сторонами 2,5 см., то по диагонали этот квадрат будет уже более 3,5 сантиметров. И если какому-либо из многочисленных электрических сигналов потребуется пройти из одного угла электрической цепи процессора в другой, то он может просто не успеть до начала следующего электрического такта процессора, учитывая, что электрическому сигналу нужно не только совершить множество транзисторных переходов коллектор-эмиттер-база с накоплениями нужных для срабатывания электрических зарядов, но ещё и пройти эти самые 3,5 сантиметров не по кратчайшей прямой линии, а по миллионам изгибов проводников, поворотов, обходов…

Но если какой-либо сигнал не успевает прийти из одной части процессора в другой, то процессор вынужден принудительно уменьшать тактовую частоту, чтобы избежать ошибок при наслоениях следующего сигнала на незаконченный предшествующий, из-за чего компьютер зависает и требует остановки и перезагрузки.

Спрямление проводников между дальними транзисторами в плоском чипе не всегда возможно, так как, при высоких частотах электричества, любой относительно прямой провод становится излучающей антенной, теряющей высокочастотный электрический ток, нарушающей электромагнитными помехами и чрезмерным разогревом работу близко расположенных в процессоре соседних таких же проводников. Чтобы высокочастотные импульсы тока всё-таки доходили до относительно отдалённых транзисторов, приходится увеличивать электрическое напряжение в проводниках тока между этими транзисторами, что приводит перегреву процессора и даже к его разрушению. Перегревы проводников при передаче высокочастотных импульсов в процессоре можно снизить увеличением толщины этих проводников электричества, отведением от них сильно выделяющегося тепла в систему охлаждения и защитой соседних элементов микросхемы многослойной термостойкой изоляцией или экранированием.

Другим способом борьбы с перегревом и потерей электрических сигналов внутри процессора служит применение проводов с большим количеством изгибов. Каждый электрический импульс в проводе образует гребень высокочастотной электрической волны. Чтобы этот провод не стал излучающей антенной, его длина должна быть короче длины волны электрического колебания (тактовой частоты). Если расстояние между транзисторами в высокочастотном процессоре большое, то их специально соединяют не кратчайшим прямым проводком, а зигзагообразным, со множеством поворотов. Но по удлинённым проводкам сигналы доходят с заметной задержкой, что не позволяет повысить тактовую частоту процессоров.

Кроме того, огромное количество близко расположенных параллельных и пересекающихся микроскопических проводков между транзисторами в процессоре в некоторых случаях могут сработать как катушка индуктивности с опасными электрическими и магнитными токами, или пластинки конденсатора, губительно накапливающие электрические заряды и затем выплёскивающие их в самый неподходящий момент, или соленоид, превращающий электричество в тепло, способное расплавить часть элементов процессора, и резисторы, которые ослабляют электрические сигналы.

Чтобы уменьшить длину множества проводников электрического тока в процессоре, нужно радикально уменьшить расстояние между всеми транзисторами процессора и расположить их не на распластанной плоскости квадратного кристалла, а плотнее сгруппировать транзисторы в маленький плотный равносторонний объёмный кубик или в шарик.

На обычном кристалле 2,5х2,5=6,25 см2 двухмерного процессора умещается около миллиарда транзисторов – в среднем по 33 тыс. транзисторов вдоль каждой из четырёх сторон квадратного кристалла (1320 на каждый миллиметр). Но если эти транзисторы расположить компактнее – по пространственной форме ближе к трёхмерному и равностороннему кубу, то миллиард транзисторов, тех же размеров, легко уместится в крохотный кубик, размером всего лишь 1 миллиметр3, в каждой грани которого будет в среднем по 1000 транзисторов в длину этого кубика, по 1000 транзисторов в его ширину, и по 1000 транзисторов в его высоту.

Расстояние между самыми дальними транзисторами в крохотном кубовидном процессоре не будет превышать двух миллиметров. С учётом того, что между более плотно размещёнными транзисторами значительно сократится длина проводников с их достаточно толстыми изоляторами, то между этими транзисторами места в кубике-процессоре освободится ещё очень много, и транзисторы можно будет располагать в несколько раз плотнее. Более того, с уменьшением расстояния между транзисторами в процессоре и с последующим уменьшением электрического напряжения, открываются возможности дальнейшего уменьшения размеров транзисторов. Все эти меры позволят увеличить рабочую тактовую частоту трёхмерного объёмного процессора в сотни раз по сравнению с плоской микросхемой, и отказаться от её охлаждения.

Для получения каждого очередного слоя транзисторов в изготавливаемом кубическом процессоре, на предыдущие готовые слои следует сначала расположить в нужных местах чипа пылинки монокристаллического кремния (образующиеся после его распила) подходящих размеров. Затем кратковременными импульсами лазера припаять их к микросхеме, а излишки испарить или удалить травлением.

Быстродействие компактного объёмного чипа ещё больше явит своё превосходство перед плоской микросхемой, если объёмный микроскопический процессор снабдить такой же объёмной компактной и быстрой кэш памятью.