ФИЗИКА вашего ПРОЦЕССОРА. Проблема предела нанометров.

Все мы знаем, что современные процессоры это произведения искусства с миллиардами транзисторов внутри, но почему их так сложно создавать? Почему техпроцессы последние 10 лет - чистый маркетинг? Давайте погрузимся в физику нашего процессора, что такое фотолитография и какие сложности у её применения.

00:00 - На связи МК
00:51 - Фотолитография и техпроцесс – как они связаны?
08:03 - Жесткий ультрафиолет
11:19 - Рентген

#мойкомпьютер #amd #intel

[alexanderbelov]

5:44 В этом фрагменте сразу два заблуждения.
Во-первых 300 млн. метров в секунду электромагнитная волна движется только в вакууме, и близком ему по свойствам воздухе.
А в материалах таких как световод, или медный проводник электромагнитная волна движется медленней - примерно 180-200 млн. метров в секунду
Во-вторых для работы процессора существенную роль играет не скорость электромагнитной волны, а скорость распространения RC сигнала, то есть скорость изменения заряда в проводники с минимального вольтажа до максимального, или обратно. И как вы возможно догадываетесь эта скорость зависит от свойств R - сопротивления и C - ёмкости электрической цепи, в которой распространяется этот сигнал, а именно чем меньше R и C, тем выше скорость RC сигнала, а значит меньше задержка распространения сигнала в электрической схеме, и выше возможная частота работы TTL микросхемы.

В этом можно убедиться из опыта оверклокеров. Какими методами они обычно увеличивают частоту? Они повышают напряжение, на котором работают схемы процессора. При постоянном R и C всех цепей процессора (при адекватном охлаждении, чтобы процессор не грелся выше максимальной температуры) чем выше напряжение, тем выше значение тока в цепи, а значит быстрее распространяется сигнал RC. Однако скорость света в проводнике при этом не меняется, и не может повлиять на увеличение частоты работы процессора. Единственная проблема при оверклокинге - это то, что с увеличением потребляемого _тока_ квадратично растёт потребляемая мощность (P=I*I*R, где R - константа), а значит и с увеличением _напряжения_ квадратично напряжению растёт потребляемая мощность (I=U/R). Также с увеличением частоты работы процессора растёт потребление энергии транзисторов на переключение из 0 в 1 и обратно. То есть общее P=(U*U/R)+(K*U*F), где К - характерный для процессора коэффицент потребления электрической мощности на частоту и вольт, U - напряжение, а F - частота. Дело в том, что транзистор потребляет энергию во время перехода из 0 в 1, и обратно (его сопротисление в момент перехода не равно сопротивлению открытого транзистора при '1', и не бесконечность/изолятор при '0'). И чем выше напряжение, тем дольше длится этот переход. Само же время перехода транзистора из закрытого состояния в открытое зависит от ёмкости С для gate-to-drain перехода. Чем меньше ёмкость, тем быстрее срабатывает транзистор. Это значит, что для увеличения частоты работы процессора обычно требуется увеличить потребляемую мощность. И наоборот для мобильных процессоров используется меньшее напряжение, меньшие токи, и получается меньшее потребление энергии, и меньшая частота работы процессора.

[boogywoogy]

Люблю этот канал за его просветительскую деятельность, таких каналов мало. Молодцы ребята! Так держать!

[itheandrey]

Процессоры становятся с каждым годом мощнее, а софт тормозит всё больше. Не вижу ничего страшного в достижении предела кремниевых чипов. Когда они станут дороже, затраты на оптимизации софта будут выглядеть намного дешевле.

[ResidentRUS]

Михаил, как всегда приятно смотреть, рентгеновская литография)))

[antonangald]

Ох, люблю я этот канал)
PRO Hi-tech и вы частенько делаете годноту)))

[e-sys_max]

Когда вроде бы хотел чёт на ютубе посмотреть, а тут лекция по высшей физике))
А так-то отлично объяснил!

[Eliass]

Огромная благодарность за проделанную работу!

[dmitriykolomin]

Спасибо, Михаил! Как всегда, очень интересно и познавательно. 👍

[malchanin]

На самом деле удивительно, откуда вы это все выкапываете, ибо лично я нахожу исключительно поверхностную информацию о создании чипов. Видимо гуглить я так и не научился. Благодаря вашим же роликам, я пишу презентации по свободным темам в колледже. Спасибо!

[dibfqgj]

Михаил, благодарю за подачу материала...
Приятно смотреть на результат, осознавая, что человек его достигший, куда более многогранен, нежели чем кажется... А ещё и к военному делу имеешь отношение (ты упомянул однажды). Браво!

[mkvrmhs]

Очень сложные вещи очень простыми словами. Супер информация понятным языком) Лайк за проделанную работу!

[wddsdd]

Очень интересно. Пря все по полочкам разложил

[ujuvmci]

Очень круто! Молодцы! Постарались на славу, а главное всё просто и понятно, смотреть одно удовольствие!👍😉

[umeedhs]

Как всегда, отличное видео ) спасибо !

[ndtvpje]

Михаил, очень люблю ваш научный подход к материалу. Было бы очень интересно посмотреть в вашем исполнении материал о том, как происходят вычисления в процессоре. Ну то есть конкретно - как большое количество суматоров помогает решать бытовые задачи, которые казалось бы никак со сложением не связаны. К сожалению мне не попадались ролики на эту тему. Я в том плане, что запрос на контент подобного рода в обществе есть, это действительно очеь интересно.
оффтоп: когда для школьного проекта я осваивал платформу ардуино, и написал для неё первую прошивку, которая просто мигает светодиодом, я осознал, что на самом деле это чудо и почему все так спокойно пользуются смартфонами, компьютерами и тд? Это же обьективно чудо, когда просто кусок кремния делает вычисления, на которые у человека ушли бы многие часы.

[lngtgss]

Как мне кажется это просто самый лучший контент для технарей такого плана. Прям смотришь и кайфуешь.

[whhibmw]

Когда тебя слушаешь и смотришь невозможно оторваться, круто! Спасибо за контент, продолжайте изо всех сил!

[jameskirk]

Восхитительно, пересмотрел аж три раза!

[senorpc]

Ну кстати у нас решили заняться этой проблемой. И в Московском институте электронной техники (МИЭТ) разрабатывают концепцию рентген-литографа, для которого маски (как отдельная деталь) не нужны. Весь рисунок, который представляет собой цифровое изображение, проектируется на микрооптическую систему (МОЭМС), по сути, на микроэкран. При этом оборудование поддерживает техпроцесс 28 нм и менее, вплоть до 10.

[ekoloh]

реально крутой материал, большое спасибо. Все понятно и очень интиресно