Эволюция процессоров
Когда разрабатывались процессоры, первым основным параметром, указывающим на его превосходство над предыдущими моделями, была частота ядра. И все ориентировались на то, что компьютер имел процессор с частотой 1,8 ГГц, следующий процессор имел частоту 2,5 ГГц и так далее, но наступало время, когда частота достигала максимума процессора, это около 4 ГГц и тогда наступал пик развития. Увеличение частоты процессора было невозможно из-за критической стабильности шумоподавления и нестабильности процессора.
Но эволюция не стоит на месте, проблема была решена увеличением производительности не за счет увеличения частоты ядра, а за счет увеличения количества ядер, появились двухъядерные процессоры, затем 4-ядерные и т.д. Но опять же, увеличение количества ядер влекло за собой увеличение энергопотребления. Появились компьютеры с различными типами систем охлаждения вплоть до водяных контуров охлаждения. Но все понимали, что это не выход.
Водяное охлаждение процессора
Основной целью производителей процессоров было снижение энергопотребления и энергоемкости. Основным критерием является толщина слоя, на котором выполнены полупроводниковые элементы (транзисторы, резисторы). Чем тоньше слой, тем меньше энергии необходимо затратить процессору. Поэтому на протяжении многих лет эволюция процессоров происходила следующим образом: Технология совершенствовалась, толщина напыляемого слоя уменьшалась, соответственно уменьшалось и энергопотребление.
Эволюция поколений процессоров по годам
3 микрон — Zilog (Z80) 1979 Intel (Intel 8086). Легендарные процессоры получили распространение в бытовой электронике и компьютерах, таких как первый Spectrum.
1,5 мкм — 1982
0,8 мкм — конец 1980-х — начало 1990-х годов
0,6 мкм -1994-1995 гг.
0,35 микрона (350 нм) — 1997 год
0,25 мкм (250 нм) — 1998 год
0,18 микрон (180 нм) — 1999 год
0,13 микрон (130 нм) — 2000-2001 гг.
90 нм — 2002-2003
65 нм (0,065 нм) — 2004
50 нм (0,050 мкм)- 2005
45 нм (0,045 мкм) -2006-2007 гг.
32 нм (0,032 мкм)- 2009-2010 гг.
28 нм (0,028 мкм)-2010
20 нм (0,020 мкм)-2009-2012
16 нм FinFET — 2015
14 нм (0,014 мкм)-2015
10 нм (0,01 мкм) — 2017 г.
7 нм — 2018
5 нм — 2019
3 нм — 2021
Теперь процессор характеризуется не только частотой процессора, количеством ядер, а также технологией изготовления чипа, например, 28 нм.
Что влияет на производительность процессора
В результате для производительности процессора важна не тактовая частота, а количество вычислений, которые может производить процессор, в результате чего, например, процессоры с одинаковой тактовой частотой, но разных поколений показывают совершенно разную скорость. Также процессоры выпускаются с плавающей частотой, если процессор не загружен, то тактовая частота снижается. Если процессор загружен вычислениями, то тактовая частота увеличивается.
