Tại sao lại có những hạn chế tốc độ của CPU ?

Khi bạn mua Chip CPU thì tốc độ lớn nhất của nó được ghi trên tem trên vỏ hộp . Ví dụ Chip có thể ghi là 3GHz . Điều đó có nghĩa là Chip sẽ thực hiện không có bất kì một lỗi gì khi chạy bên dưới tốc độ này trong điều kiện nhiệt độ làm việc bình thường .

Có hai điều làm cho tốc độ Chip bị hạn chế đó là

* Sự cản trở đường truyền trên Chip .
* Nhiệt lượng toả ra trên Chip

Sự cản trở đường truyền xảy ra trong dây dẫn mà kết nối những bộ phận bên tỏng Chip . Dây dẫn trong Chip là những mảnh nhôm hoặc đồng nhỏ đến mức khó tin được in khắc bên trong miếng Silicon . Chip chẳng qua là tập hợp bao gồm những Transistor và dây dẫn được kết nối với nhau và những Transistor chỉ làm nhiệm vụ của một khoá Bật / Tắt .

Khi Khoá thay đổi trạng thái của nó từ Bật sang Tắt hoặc từ Tắt sang Bật thì dây dẫn phải nạp đầy hoặc rút hết mà nối Transistor tới Transistor tiếp theo .



Hãy tưởng tượng Transistor hiện đang là “Bật” thì trên dây dẫn đang chứa đầy những Điện tử . Khi Khoá thay đổi thành “Tắt” thì nó phải rút hết những Điện tử này và điều đó phải mất thời gian . Dây dẫn càng lớn thì thời gian này càng lâu .

Thời gian trôi qua kích thước của những dây dẫn ngày càng nhỏ hơn vì thế mà thời gian yêu cầu để thay đổi trạng thái cũng nhỏ hơn . Nhưng có một số hạn chế chính là thời gian nạp đầy và rút hết những điện tử trên dây dẫn . Hạn chế này chính là nguyên nhân khiến cho sự hạn chế về tốc độ của Chip .

Cũng có một lượng thời gian trễ tối thiểu để Transistor thay đổi trạng thái từ Bật sang Tắt hoặc ngược lại . Những Transistor được nối theo chuỗi cùng với nhau do đó mà thời gian trễ của Transistor tăng lên . Đối với những Chip phức tạp thì có chuỗi dài hơn , và chiều dài của chuỗi dài nhất chính là những hạn chế cho tốc độp lớn nhất của toàn bộ Chip .

Cuối cùng liên quan tới nhiệt lượng . Mỗi khi Transistor thay đổi trạng thái , chúng sẽ làm rò gỉ một chút điện . Những dòng điện tạo ra nhiệt lượng . Kích thước Transistor càng nhỏ thì tổng số dòng điện hao phí sẽ giảm đi nhưng nó vẫn tạo ra nhiệt năng . Chip càng nhanh thì có càng nhiệt nhiệt tạo ra . Nhiệt năng tạo ra bên trong Chip sẽ là một hạn chế khác về tốc độ .
Theo tuvantinhoc1088