CPU içindeki tek transistörün hızı

devreci

Aktif Üye
Katılım
25 Mart 2020
Mesajlar
403
13. nesil işlemciler çıkmış inceliyorum hız inanılmaz artmış , 5 ghz üstü çalışıyor , bilgisayar alacak arkadaşlar 13 nesil alsınlar hem de ucuz konu başlığı açılıyor o yüzden yazıyorum.

Esas konu şu , eğer işlemci 5ghz de çalışıyorsa , yayılım gecikmesi denen durum var o zaman işlemci içindeki tek transistor 500ghz hızda anahtarlama yapabiliyordur diye tahmin ediyorum , ne düşünürsünüz bu konu hakkında ?
 
Tek bir transistoru lojik inverter gibi dusunelim. Bununla and/or vs yaptin. Bunlari arka arkaya dizip yayilim gecikmesini devasa degerlere cikartacak tasarim yaparsan olmaz tabiki. Bu yuzden gecikme suresini dusuk tutacak lojik tasarim yoluna gidilir.

Karno haritasini dusun. Ordaki sadelestirme bu tip islerde ise yaramaz. Orda amac en az kapi kullanimi icin. Halbuki karno yontemi glitch ve gecikme surelerini dikkate almaz. Cogu zaman minimize etmek yerine bolca kapi kullanmak cogu sorunu cozer.

O yuzden 5Ghz lojik devre tasariminda yayilim gecikmesi gozonunde bulundurularak tasarim yapiliyordur. Tabiki de ordaki transistorler 5Ghz den daha yuksek frekansda anahtarliyordur.
 
Fpga içinde kendi kendini osilate eden bir devre yapmıştım ve bunu sayaca gönderdim , işin ilginci frekans tam da devrenin çalışma hızıyla aynı. Yani dediğin gibi 5ghz dir büyük ihtimalle transistörler . Ama 3nm boyutundaki transistör daha hızlı çalışabilmesi gerekir diye düşünüyorum .
 
5ghz sinyali kablo ustunden aktarirken saga sola sinyal sacilir, bunlar kucucuk alanda milyonlarca transistoru anahtarlayip birbirinden etkilenmeden nasil stabil islem yaptiriyorlar, bu isin puf noktasi ne.
 
Belirtien hizin CPU icindeki herhangi bir birimin ulastigi maksimum deger oldugundan eminim. Yoksa yaygara koparirlardi "biz 10 Ghz'e ulastik" diye. Gerci verim sadece saat frekansi ile ilgili degil. Ornegin 1.4 Ghz'de calisan P3'ler 2.8 Ghz'de calisan P4'lerden cok daha gucluydu. Intel P4 sacmaligi ile basa cikamayinca Core serisinde yine eski mimariye donmustu. Islemcilerde 3.7 Ghz'den bir anda 1.8 Ghz'ye dusmustu. :D
 
İçerideki bir transistörün anahtarlama hızı genelde söylenmese de cpu hızından yüksek. Ama ne kadar yüksek derseniz bilgim yok, büyük ihtimalle makalelerde bazı architecture lar için bulunabilecek bir bilgidir. Propogation delay ile nasıl başa çıkıldığını bende merak ediyorum ancak ana limit faktörü olmadığını düşünüyorum. Şu an propagation delay i 5ns ve altı olan discrete gateler bile bulunabiliyor, bu da discrete gate ile bile belki 50-100Mhz arası çalışabilecek bir logic tasarıma girmek mümkün gibi gösteriyor, chipin içerisinde gerçek anlamda yanyana dizilmiş olan transistörler arası büyük ihtimalle bu delay çok küçüktür. Hdmi ın clock speed i 500Mhz leri bulabiliyor, tabiki delay matching olmasa çalışmaz ama sonuçta o hızı pcb den, kablolar dan taşıyoruz. Fpga lerin genellikle datasheetinde her pinin delay miktarı belirtilir ki gerçekten yüksek hızlı bir tasarım yapıyorsanız, yollarınız+pinin internal delay ini eşleyebilin diye, ayrıca bazı fpga lerde pinin delayini yalnızca gate koyarak değil başka şekillerde de(nasıl olduğunu bilmiyorum) eşlemek mümkün, datasheetlerde bu yönde ibareler görmüştüm.

Ayrıca mikrostep in bahsettiği duruma da dikkat etmek lazım. Kmap çözerek çok güzel sadeleştirme yapılabilir ama kapıların gecikmesinden dolayı sonradan tekrar eşlemek gerekir hız yüksekse, bu şekilde optimizasyon sağlamak sanırım yalnızca kmap ile yapılamaz çünkü problem çok boyutlu hale geliyor.
 
propagation delay tabi var olmaması fizik yasalarına aykırı olur. ama 486 işlemcilerden beri clock üzerinden işlemci hızı konuşmak hata olur. bu multi pipeline yapılar sayesinde işlemci bir clock içinde paralel olarak birçok işlem yürütüyor. yani şu an işlediği instruction haricide bir sonraki intruction için de hazırlığını yapıyor ondan bir önceki için de ramden bir byte okunacak mesela onu okumuş gerekli bufferda hazır tutuyor. branch prediction vs. bu akıllı yapısal optimizasyonlar işlemcinin performansını çok arttırıyor. çok çekirdekli işlemciden bahsetmiyorum o ayrı bir şey.

gelişmiş işlemci tasarımında işin üretimi dışında bence asıl maharet. bu tasarım araçlarını tasarlamakta. yani adam 7 milyar transistörün nereye nasıl bağlanacağını fiziksel pozisyonunu, kimyasal yapısını simulasyona ekleyerek bunu gerçeğe çok yakın biçimde test edebiliyor.

bu arada işlemcinin kimyasından aslında içindeki transistörlerin maksimum hızını az da olsa kestirebiliriz. hatırladığım kadarıyla silisyumda öyle 100-200 ghz yarı iletkenler henüz yapamıyorlar. örnegin galium arsenide ile 50 ghz yapabiliyor SiO2 ile 15 ghz yapabiliyorlar gibi. bunları bilgi olarak almayın fikir vermesi için yazdım.


şunu izlemenizi öneririm :
 
Son düzenleme:
100ghz osiloskoplar var bunlar nasıl çalışıyor yüz ghz lik bir veriyi nasıl adc den alıp da ram a depoluyor

  • 256 GSa/s sample rate on all channels :dehset1::dehset1::dehset1::dehset1::dehset1::dehset1::dehset1::dehset1:
  • up to 2 Gpts of memory
  • 10-bit ADC

örneklemiyor zaten. onlar paralel realtime spektrum analizör gibi çalışıyor. yani 0-30 ghz arasını örnekliyor. 30-60 arasını downconvert edip gene 0-30 gibi örnekliyor. diğer üst frekansları da downconvert edip örnekliyor. sonra tüm bu verileri birleştirip algoritmadan geçirerek sinyali oluşturuyor. shahriarın bu konuyu uzun uzun anlattığı bir videosu var.

tabi bu öyle basit bir iş değil. bunu analog devicesdan aldığı adc ile yapmıyor. bu iş için kendi custom asicleri var. zaten bu yüzden aletlerin fiyatı 500 bin dolar.

9. dakikada bahsettiğim kısmı anlatıyor.

 
Son düzenleme:
Teledyne frekans dönüşümü yapıyor, ama Keysight yapmıyor. Efektif olarak 256 GSa/s ile örnekliyor. Onun da yapılış şekli, çok daha düşük hızda örnekleme yapan çok sayıda ADC nin belli bir zaman kayması ile çalıştırılması. Mesela 256 tane 1 GSa/s ADC alırsın, bunların sırayla 3.9 ps gecikme ile çalıştırırsın ve efektif olarak 256 GSa/s örnekleme hızı elde edersin.
 
Teledyne frekans dönüşümü yapıyor, ama Keysight yapmıyor. Efektif olarak 256 GSa/s ile örnekliyor. Onun da yapılış şekli, çok daha düşük hızda örnekleme yapan çok sayıda ADC nin belli bir zaman kayması ile çalıştırılması. Mesela 256 tane 1 GSa/s ADC alırsın, bunların sırayla 2.9 ps gecikme ile çalıştırırsın ve efektif olarak 256 GSa/s örnekleme hızı elde edersin.
bu aslında 80lerdeki çok hızlı sampling scopların çalışmasına çok benziyor.
 
bu aslında 80lerdeki çok hızlı sampling scopların çalışmasına çok benziyor.

Sampling osiloskop real time değil. Ama yukarıdaki zaman kayması ile paralel ADC çalıştırma real time. Yani sinyal peryodik olmasa bile hiç veri kaçırmadan örnekler.
 
Sampling osiloskop real time değil. Ama yukarıdaki zaman kayması ile paralel ADC çalıştırma real time. Yani sinyal peryodik olmasa bile hiç veri kaçırmadan örnekler.
tabi değil, demek istediğim zaman kaydırarak farklı anlarda örnek alma mantığı aynı. gariban sampling scopun bir örnekleyicisi olduğu için sadece repetetive veya kendi ürettiği pulselar ile senkron tdr ölçmek vs. için çalışabilir.
 
Kafamı karıştıran olay ps lik zaman farkını nasıl oluşturuyor bu süre zarfında çalışan bir anahtarlama elemanı gerekir hadi , bobin kondansatör vs kullandı sıralı gecikme yaptı tamam.

Peki bu ps aralıkta ölçüm yapan adcler bir önceki bir sonraki hemen hemen aynı değeri ölçer gibi geliyor :dusun1:
 
Aslında şöyle güzel 15 GHz lik ikinci el birşey düşse sahibinden.com'a, ben almayı düşünürüm sampling scope. Ama bizim milletin malı kıymetli, onun ikinci elini bile yeni fiyata satışa çıkarır.
 
türkiyeden o ayar ikinci el cihaz alınmaz.

ya 30 yıllık cihazı altın zannedip ev parası isterler ya da almanyadan ordan burdan 3 tane hurda alıp onun kartını ona, parça değişimi falan kör topal çalışan cihaz çıkarıp al sana cihaz diye satarlar.

bi ara ben de tdr ölçümleri için 20 ghz sampling scope baktım ama o eski nesil tektronixler saatli bomba. aldın getirdin 10-20 saat sonra sonsuza kadar kapanmayacağının garantisi yok.
 
valla o çok zor değil herhalde çünkü chipleri ucuz. mesela 500ps programlanabilir delay line 10 kusur euro


Zaten bu örnekleme hızında özel hardware delay line'a bile gerek yok. Sinyalin geçtiği iletken üzerinde 1 mm aralıklarla tap koyarsan ve bu tapleri de sırayla ADC lere versen yeterli, aşağı yukarı 3.9 ps delay elde ediyorsun :D
 
Peki 200ghz lik sinyali nasıl bir opmap kazanç vs ile yükseltiyorlar , buyrun bir sorun daha ,

Zaman kayması ile 1gs lik adc bağlı opmap ile yükselitiyor desek , Ps hızındaki voltaj değişimini opamp farkedemiyecek ki.

Türev alıyordur faz farkına bakıyordur vsvsvs ,

Nerden bakılırsa bakılsın elektronik biliminin ulaşacağı son nokta , adamlar resmen elektronik ,fizik, matematik ne varsa içinden geçmişler 1milyon sene geriden takip ediyoruz adamları :kizgin3:
 

Çevrimiçi üyeler

Forum istatistikleri

Konular
5,892
Mesajlar
100,583
Üyeler
2,494
Son üye
yasin533

Son kaynaklar

Son profil mesajları

gruptaki arkadaşlara selamlar. sıteyi bu gün fark ettim. Asansör için 2x7 segment LCD gösterge üretmek istiyorum. acaba bu sayfadaki arkadaşlardan destek alabilirmiyim. LCD nin mantık açılımı ektedir.
deneyci wrote on TA3UIS's profile.
Selam.
Amatör telsiz lisansı nasıl alınıyor?
Lisansı olmayanı forumlarına almıyorlar. :)
Bilgi alamıyoruz.
m.white wrote on Altair's profile.
İyi akşamlar.Arabanız ne marka ve sorunu nedir.Ben araba tamircisi değilim ama tamirden anlarım.
* En mühim ve feyizli vazifelerimiz millî eğitim işleridir. Millî eğitim işlerinde mutlaka muzaffer olmak lâzımdır. Bir milletin hakikî kurtuluşu ancak bu suretle olur. (1922)
Kesici/Spindle hızı hesaplamak için SpreadSheet UDF'leri kullanın, hesap makinesi çok eski kalan bir yöntem :)
Back
Top