ისტორიულად CPU-ებმა სწრაფად გაზარდეს შესრულება არაფორმალური "მურის კანონის" შესაბამისად. მურის კანონი არის დაკვირვება, რომ პროცესორებში ტრანზისტორების რაოდენობა და, შესაბამისად, პროცესორების დამუშავების ძალა, დაახლოებით ორ წელიწადში ორჯერ იზრდება.
მურის კანონი საკმაოდ თანმიმდევრულად მოქმედებდა ათწლეულების განმავლობაში მას შემდეგ, რაც ის პირველად იქნა დაარსებული 1965 წელს, ძირითადად იმის გამო, რომ პროცესორების მწარმოებლები მუდმივ წინსვლას ახორციელებდნენ, თუ რამდენად მცირე ზომის შეეძლოთ ტრანზისტორების დამზადება. პროცესორის ტრანზისტორის ზომის შემცირება ზრდის შესრულებას, რადგან უფრო მეტი ტრანზისტორი შეიძლება მოთავსდეს უფრო მცირე სივრცეში და რადგან მცირე კომპონენტები უფრო ენერგოეფექტურია.
მურის კანონი მკვდარია
თუმცა რეალისტურია, მურის კანონი სამუდამოდ არასოდეს გაგრძელდებოდა, რადგან კომპონენტების შეკუმშვა უფრო და უფრო რთულდება, რაც უფრო პატარა ხდება. 2010 წლიდან, 14 და 10 ნანომეტრიანი მასშტაბით - ეს არის მეტრის 10 მილიარდი ნაწილი - პროცესორის მწარმოებლებმა დაიწყეს ფიზიკურად შეძლების ზღვარზე გაშვება. პროცესორის მწარმოებლებს ნამდვილად უჭირთ პროცესის ზომის შემცირება 10 ნმ-ზე ქვემოთ, თუმცა 2020 წლისთვის ხელმისაწვდომია 7 ნმ ჩიპი და 5 ნმ ჩიპი არის დიზაინის ეტაპზე.
პროცესის შემცირების ნაკლებობის წინააღმდეგ საბრძოლველად, პროცესორის მწარმოებლებს მოუწიათ სხვა მეთოდების გამოყენება პროცესორის მუშაობის გაზრდის გასაგრძელებლად. ერთ-ერთი ასეთი მეთოდია უბრალოდ უფრო დიდი პროცესორების დამზადება.
მოსავლიანობა
ასეთი წარმოუდგენლად რთული პროცესორის შექმნის ერთ-ერთი პრობლემა ის არის, რომ პროცესის ეფექტურობა არ არის 100%. ზოგიერთი პროცესორი, რომელიც დამზადებულია, უბრალოდ გაუმართავია, როდესაც ისინი მზადდება და უნდა გადააგდოთ. უფრო დიდი პროცესორის შექმნისას, უფრო დიდი ფართობი ნიშნავს, რომ თითოეულ ჩიპს აქვს ნაკლი, რომელიც მოითხოვს მის გადაგდებას.
პროცესორები მზადდება პარტიებად, მრავალი პროცესორით ერთ სილიკონის ვაფლზე. მაგალითად, თუ ეს ვაფლი შეიცავს საშუალოდ 20 შეცდომას, მაშინ თითო ვაფლის დაახლოებით 20 პროცესორი დაგჭირდებათ გადაყრა. მცირე CPU დიზაინით შეიძლება იყოს, ვთქვათ ასი პროცესორი ერთ ვაფლზე; 20-ის დაკარგვა არ არის კარგი, მაგრამ 80%-იანი სარგებელი მომგებიანი უნდა იყოს. თუმცა, უფრო დიდი დიზაინით, თქვენ არ შეგიძლიათ იმდენი პროცესორის მოთავსება ერთ ვაფლზე, შესაძლოა მხოლოდ 50 უფრო დიდი პროცესორი მოთავსდეს ვაფლზე. ამ 50-დან 20-ის დაკარგვა ბევრად უფრო მტკივნეულია და ნაკლებად მომგებიანი.
შენიშვნა: ამ მაგალითში მოცემული მნიშვნელობები გამოიყენება მხოლოდ სადემონსტრაციო მიზნებისთვის და სულაც არ არის რეალური შემოსავლების წარმომადგენლობა.
ჩიპლეტები
ამ საკითხთან საბრძოლველად, პროცესორის მწარმოებლებმა გამოყო ზოგიერთი ფუნქციონალი და კომპონენტი ერთ ან რამდენიმე ცალკეულ ჩიპად, თუმცა ისინი რჩებიან იმავე საერთო პაკეტში. ეს გამოყოფილი ჩიპები უფრო მცირეა ვიდრე ერთი მონოლითური ჩიპი და ცნობილია როგორც "ჩიპლეტები".
თითოეულ ცალკეულ ჩიპლეტს არც კი სჭირდება ერთი და იგივე პროცესის კვანძის გამოყენება. სავსებით შესაძლებელია გქონდეთ ორივე 7 ნმ და 14 ნმ დაფუძნებული ჩიპლეტები ერთ მთლიან პაკეტში. სხვადასხვა პროცესის კვანძის გამოყენებამ შეიძლება დაზოგოს ხარჯები, რადგან უფრო ადვილია უფრო დიდი კვანძების შექმნა და მოსავლიანობა ზოგადად უფრო მაღალია, რადგან ტექნოლოგია ნაკლებად მოწინავეა.
რჩევა: პროცესის კვანძი არის ტერმინი, რომელიც გამოიყენება გამოყენებული ტრანზისტორების მასშტაბის აღსანიშნავად.
მაგალითად, AMD-ის მეორე თაობის EPYC სერვერის პროცესორებში, CPU პროცესორის ბირთვები იყოფა რვა ცალკეულ ჩიპლეტზე, თითოეული იყენებს 7 ნმ პროცესორის კვანძს. ცალკე 14 ნმ კვანძის ჩიპლეტი ასევე გამოიყენება ჩიპლეტების I/O ან შეყვანის/გამოსვლის და CPU-ის მთლიანი პაკეტის დასამუშავებლად.
Intel აპროექტებს თავის მომავალ პროცესორებს, რომ ჰქონდეს ორი ცალკე CPU პროცესორის ჩიპი, რომელთაგან თითოეული მუშაობს სხვადასხვა პროცესორულ კვანძზე. იდეა იმაში მდგომარეობს, რომ უფრო ძველი კვანძი შეიძლება გამოყენებულ იქნას ამოცანებისთვის, რომლებსაც ნაკლები სიმძლავრის მოთხოვნები აქვთ, ხოლო უფრო ახალი, პატარა კვანძის CPU ბირთვები შეიძლება გამოყენებულ იქნას მაქსიმალური შესრულების საჭიროების შემთხვევაში. გაყოფილი დამუშავების კვანძის გამოყენებით დიზაინი განსაკუთრებით სასარგებლო იქნება Intel-ისთვის, რომელიც ცდილობდა მიაღწიოს მისაღები გამოსავლიანობას თავისი 10 ნმ პროცესისთვის.