'Moderne' Chips und Taktfrequenz

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Autor
'Moderne' Chips und Taktfrequenz

    







BID = 122923

DonComi

Inventar



Beiträge: 8605
Wohnort: Amerika
 

  


Hallo Forum,

Ich habe mich mal gefragt, wie es möglich sein kann, einen Prozessor mit z.B. 2 gHz zu takten. (Also von einem PC)

Bei 'normalen' Schaltkreisen (z.B. CMOS der Serie 40xx) liegt meistens die maximal-Taktung bei 30mHz. Warum geht das aber bei solchen Prozessoren trotzdem noch vieeeel schneller als bei so kleinen ICs?

Da komme ich nicht mit, wieso geht das. Die Durchlaufzeiten müssen doch 'ziemlich lange' sein, oder nicht?

Außerdem würde ich gerne mal wissen, aus welchem Typ (z.B. TTL oder CMOS) so ein moderner Prozessor besteht.

Das interessiert mich schon lange, und das würde mich echt mal brennend interessieren.

_________________

BID = 122934

MinceR

Stammposter



Beiträge: 277

 

  

1. es heisst MHz und nicht mHz. ist ein grosser unterschied.
der grund warum der prozessor mehr macht? sagen wir mal so, für welchen bezahlste mehr?
kleinerer kern = teurere herstellung = höhere frequenzen. du musst ja allein mal bedenken das wenn den chipkern in nicht 13µm sondern 1mm(nur als beispiel) technik herstellen würdest wäre er erst mal so gross wie das ganze rechnergehäuse und was das schlimme wäre, die leiterbahnen verhalten sich wie kondensatoren. heisst es kommt nur bis xx Hz durch. aber bei xxx Hz kommt nüscht mehr an.

wenn du nen µC mit so ner genauigkeit baust wie deine CPU dann kannste den bestimmt einen ganzen haufen Mhz schneller fahren. dann kostet er aber nicht mehr 3€ sondern 100€ oder so. und das hat dann wieder nicht so viel sinn ;)

BID = 123153

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach


Zitat :
Bei 'normalen' Schaltkreisen (z.B. CMOS der Serie 40xx) liegt meistens die maximal-Taktung bei 30mHz.

Nicht mal. Wenn die bei 15V Betriebsspannung mt 15MHz funktionieren, kannst du sehr zufrieden sein. 5..10MHz sind realistischer.

Zitat :

Außerdem würde ich gerne mal wissen, aus welchem Typ (z.B. TTL oder CMOS) so ein moderner Prozessor besteht.

Die handelsüblichen Teile sind auch in CMOS aufgebaut.
Allerdings mit sehr viel feineren Strukturen und dünneren Oxidschichten.
Zwischen CMOS der 4000er Serie und modernen CPUs liegen gut 30 Jahre Entwicklung.
Die feineren Strukturen bewirken, daß die Ladungsträger im Si schneller von einer Elektrode zur anderen gelangen und außerdem sinken dadurch die Kapazitäten, die bei jedem Schaltvorgang umgeladen werden müssen.
Durch die dünneren Oxidschichten kommt man mit geringerer Steuerspannung aus. Da die Energie, die bei jedem Schaltvorgang in Wärme verwandelt wird, A=C*U2/2 ist, bewirken beide Verkleinerungen eine Reduzierung der Verlustleistung. Das ist wichtig, bei den modernen CPUs mit ihren Millionen von Transistoren.


Zitat :
Da komme ich nicht mit, wieso geht das. Die Durchlaufzeiten müssen doch 'ziemlich lange' sein, oder nicht?

Am langsamsten sind die großen Transistoren für die Ausgangsstufen, die die Pins des ICs antreiben.
Die arbeiten leicht 10x langsamer als die kleinen Transistoren mit denen die Logik realisiert ist. Aus diesem Grund ist es sinnvoll möglichst viel zu integrieren und möglichst wenige Chips hintereinanderzuschalten.

_________________
Haftungsausschluß:



Bei obigem Beitrag handelt es sich um meine private Meinung.



Rechtsansprüche dürfen aus deren Anwendung nicht abgeleitet werden.



Besonders VDE0100; VDE0550/0551; VDE0700; VDE0711; VDE0860 beachten !

BID = 123403

DonComi

Inventar



Beiträge: 8605
Wohnort: Amerika

Vielen Dank, das war sehr interessant zu lesen.

Pearl, glaubst du, dass man das alles noch kleiner hinbekommen kann, oder ist man bald an den physikalischen Grenzen (Leiterbahnbreite) angekommen?

Und noch eine Frage: Ich habe mal was vin Silikonchips gehört? - Was ist das und gibt es die wirklich? Hat das vielleicht was mit dem Silicon-Valley zu tun?

Danke

Nachtrag:
Ist das so richtig?
1 mSec = 1*10-3 Millisekunde
1 µSec = 1*10-6 Microsekunde
1 nSec = 1*10-9 Nanosekunde?

_________________
In diesem Sinne

[ Diese Nachricht wurde geändert von: DonComi am  4 Nov 2004 16:30 ]

BID = 123411

sam2

Urgestein



Beiträge: 35330
Wohnort: Franken (bairisch besetzte Zone)

Das sind lediglich Übersetzungsfehler:

Die Chips sind aus Silizium (dem chem. Element, Si), das heißt auf Englisch "silicon".

Silikone oder Silikonate nennt man dagegen eine umfangreiche Gruppe von synthetischen polymeren Verbindungen. Sie bestehen aus Siliziumatomen, Sauerstoff und Kohlenwasserstoffresten (meist Methylgruppen).
Die heißen auf Englisch "silicone". Der Name entstand aus der Zusammenziehung der Worte "silicon" und "ketone" und wurde von dem US-Chemiker F.S.Kipping eingeführt.
Systematisch korrekt nennt man diese Stoffgruppe "Polyorganosiloxane".


Also das kleine "e" am Ende macht diesen bedeutenden Unterschied aus.

Schlampige Übersetzungen führen dann zu solchem Unsinn wie "Silikondioden" (z.B. in der dt. Fassung des Films "WAR GAMES").


Alles klar?


Jetzt kannst Du also selbst beurteilen, ob in jenem sagenumwobenen kalifornischen Tal die Hersteller von Halbleitern auf Sandbasis sitzen oder die von Oberweiten-Vergrößerungs-Einlagen und Dichtmassen...


Nachtrag:
Nein, das ist alles falsch! Und das könnte man auch dann merken, wenn man nicht weiß, worum es geht...

Richtig wäre:
1 ms = 1 Millisekunde = 1*10-3s
1 µs = 1 Mikrosekunde = 1*10-6s
1 ns = 1 Nanosekunde = 1*10-9s


[ Diese Nachricht wurde geändert von: sam2 am  4 Nov 2004 16:55 ]

BID = 123413

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach

Es geht noch etwas kleiner, aber man kann längst nicht einfach skalieren.
Ein Problem ist die (Nicht-)verfügbarkeit von leistungsstarken EUV-Strahlern für die Photolithographie, ein anderes, welches jetzt schon auftritt, der Anstieg der Sperrströme.
Solch äußerst dünne Isolationsschichten aus SiO2 oder anderen Materialien isolieren nämlich nicht mehr richtig, sondern die Elektronen tunneln einfach hindurch.
Sie tun dies, weil bei genügend kleinem Abstand ihre Aufenthaltswahrscheinlichkeit auf der anderen Elektrode meßbare Werte annimmt.


P.S.:
Was wir hier als "Silizium" bezeichnen, heißt im englischen "Silicon".
Es gibt leider immer noch viele Übersetzer, die das noch nicht gemerkt haben.

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[ Diese Nachricht wurde geändert von: perl am  4 Nov 2004 17:00 ]

BID = 123876

DonComi

Inventar



Beiträge: 8605
Wohnort: Amerika

@Perl, @Sam2


Zitat :
Alles Klar?

Ja, danke!

Jetzt weiß ich endlich, das man azus Silikon keine Chips herstellen kann


Zitat :
Sandbasis sitzen oder die von Oberweiten-Vergrößerungs-Einlagen und Dichtmassen...

Das ist gut !!!

Ich schrieb:

Zitat :
1 mSec = 1*10-3 Millisekunde
1 µSec = 1*10-6 Microsekunde
1 nSec = 1*10-9 Nanosekunde?


Sam2 schrieb:

Zitat :
1 ms = 1 Millisekunde = 1*10-3s
1 µs = 1 Mikrosekunde = 1*10-6s
1 ns = 1 Nanosekunde = 1*10-9s


Na, so falsch war ich ja doch nicht

Also, vielen Dank nochmal.

_________________

BID = 124025

sam2

Urgestein



Beiträge: 35330
Wohnort: Franken (bairisch besetzte Zone)

Du schriebst:

1 mSec = 1*10-3 Millisekunde, das wäre aber doch 1*10-3*10-3s = 1*10-6s = 1 Mikrosekunde

1 µSec = 1*10-6 Microsekunde, das wäre aber doch 1*10-6*10-6s = 1*10-12s = 1 Picosekunde

1 nSec = 1*10-9 Nanosekunde, das wäre aber doch 1*10-9*10-9s = 1*10-18s = 1 Attosekunde

Und das ist je jeweils ein klarer Widerspruch in sich!

BID = 124124

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach


Zitat :
DonComi hat am  5 Nov 2004 15:55 geschrieben :

@Perl, @Sam2


Zitat :
Alles Klar?

Ja, danke!

Jetzt weiß ich endlich, das man azus Silikon keine Chips herstellen kann
.....


Chips werden aus gesalzenem und gewürzten Kartoffelbrei auf Walzentrocknern hergestellt.

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BID = 125293

DonComi

Inventar



Beiträge: 8605
Wohnort: Amerika



@Pearl

Schmecken gut, machen aber dick!

@Sam2
Ja, du hast Recht.
Mein Fehler, du hast es falsch gedeutet; also ich meinte es so:
1 mSec = 1*10-3: Ist es eine Millisekunde ?
1 µSec = 1*10-6: Ist es eine Microsekunde ?
1 nSec = 1*10-9: Ist es eine Nanosekunde ?

Also, ich wollte damit nur andeuten, dass ich mir nicht sicher war, dass 1*10-3 = Micro (µ) ist. Deshalb das Fragezeichen.

_________________


[ Diese Nachricht wurde geändert von: DonComi am  8 Nov 2004 19:51 ]

BID = 125372

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach

Ist es auch nicht. micro = Millionstel 10-6 .

Die offizielle Abkürzung für Sekunde ist auch nicht "Sec", sondern "s".

Das große "S" steht dann für die Einheit der Leitfähigkeit "Siemens". Weil das der reziproke Widerstand 1/Ohm ist, findet man bei den Amis auch schon mal "mho" statt "S".

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BID = 125509

DonComi

Inventar



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Wohnort: Amerika

Ich mach auch alles falsch


Aber danke.

_________________

BID = 125558

sam2

Urgestein



Beiträge: 35330
Wohnort: Franken (bairisch besetzte Zone)

Ab jetzt kannst Du ja zumindest das richtig machen!

BID = 126183

DonComi

Inventar



Beiträge: 8605
Wohnort: Amerika

@Sam2

Na hoffentlich.
Nein, eigentlich habe ich mich nur unklar und ziemlich dämlich ausgedrückt.


Ansonsten glaube ich kann das hier geschlossen werden, sonst wird es noch off-topic.

Danke nochmal.

_________________

BID = 126187

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach


Zitat :
Ansonsten glaube ich kann das hier geschlossen werden, sonst wird es noch off-topic.

Mach's doch selbst ! Knopf dafür sollte vorhanden sein.


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