[Reflexion] La Taille Des Processeurs et la Dissipation De La Chaleur

La Taille Des Processeurs et la Dissipation De La Chaleur [Reflexion] - Carte mère - Hardware

Marsh Posté le 30-07-2004 à 22:51:34    

Depuis des années (depuis toujours en fait), les constructeurs tel IBM, AMD, Intel et autres consors, diminue la taille de gravure et la consommation des puces (via la baisse du voltage) pour diminuer d'autant le dégagement de chaleur de leurs puces.
La taille du Core du processeur suit donc elle aussi, d'une maniere generale cette diminution de taille.
 
L'autre jour je me suis donc posé cette question.
Pourquoi ne pas faire un core d'une taille démesurée afin d'améliorer l'evacuation de la chaleur via les radiateurs actuels??
Car on se retrouve de + en + dans une situation ou on a une base de cuivre bien plus grand que la taille du core du processeur sur lequel elle repose.....
 
Voilà.
J'attend vos idées et pourquoi pas vos réponses.
A+
 :hello:

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Marsh Posté le 30-07-2004 à 22:51:34   

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Marsh Posté le 30-07-2004 à 22:57:10    

La température augmente proportionnellement à la taille du core peut-être  :??: donc plus c'est grand et plus c'est chaud et difficile à refroidir !


Message édité par silfixxx le 30-07-2004 à 22:57:42
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Marsh Posté le 30-07-2004 à 23:02:48    

Car en mettant un die plus petit, les constructeurs peuvent fabriquer un plus grand nombre de cpu sur une meme plaque de pcb. Ca leurs revien moin cher et ils peuvent fabriquer plus!


Message édité par M-Trdk le 30-07-2004 à 23:05:36
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Marsh Posté le 31-07-2004 à 00:20:55    

En plus, la dissipation de chaleur est aussi proportionnelle à la longueur des pistes, donc un core + grand donne + de chaleur, pas sûr qu'on y gagne au final.

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Marsh Posté le 31-07-2004 à 00:33:07    

La problématique est là:
 
Si le core est plus grand, il y a des pertes de signaux car les pistes sont plus longues.... donc le cpu ne peut pas monter en fréquence, donc il faut des pistes plus grosses, et qui dit pistes plus longues et plus grosses dit voltage + élevé (car autrement déformation du signal donc instabilité)
Bref tout ça pour dire que le sujet meme n'a pas de sens....
 
La logique des choses:
les cpu's montent en puissance et en fréquence, donc ils consomment plus.Ca devient beaucoup trop à dissiper, donc il faut réduire le voltage... hors un voltage trop faible dans des grosses pistes provoque des pertes de signaux (instabilités) -> il faut donc réduire aussi la taille des pistes et composants en conséquence.Et si on réduit tout ça et bien on se retrouve avec un core + petit mais plus "efficace" en qque sorte
La nature est plein de contreintes, et au final à chaque fois que l'on augmente la puissance des cpu's on se retrouve au final avec des cores de plus en + petits qui doivent dissiper énormément d'énergie (meme si dans l'absolu si on rabaisse leur fréquence aux cpu's d'ancienne génération, on peut se rendre compte qu'ils produisent moin de chaleur à meme fréquence...)


Message édité par mac fly le 31-07-2004 à 00:34:16
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Marsh Posté le 31-07-2004 à 00:40:41    

Citation :

Depuis des années (depuis toujours en fait), les constructeurs tel IBM, AMD, Intel et autres consors, diminue la taille de gravure et la consommation des puces (via la baisse du voltage) pour diminuer d'autant le dégagement de chaleur de leurs puces.


 
Moi j'aurais plutot dis que depuis des années la température des processeurs avaientaugmentée  :heink:  
 
Ca s'appelle (en fait j'en sais rien mais ca me semble bien) la course à la miniaturisation. Et c'est bel et bien pour des raisons économiques.  
 
Plus généralement on pourrait aussi faire un lien avec une certaine vision du futur. On cherche à avoir toujours plus d'en le plus petit volume possible. Ya qu'à voir l'évolution des téléphones portables, ils sont devenus de plus en plus puissant tout en retressissant.  
 
Si je te donnais un appareil photo numérique 35 millions de pixels, 100Go de méoire et de la taille d'un hippopotame, t'en voudrais ?
Les appareils photos maintenant, ils tiennent dans des portables, et dans les films représentant le futur on voit les appareils photo haute résolution dans les portable qui sont dans les montres qui permettent de faire une visioconférence à 50, et tout ca dans quelques milimètres.
 
C'est pour ca qu'il peuvent pas se mettre à fabriquer des Pentium VII de 30cm (et pis aussi parceque ca couterait cher et que ca chaufferait).
 
Vala pour le côté "reflexion".

Reply

Marsh Posté le 31-07-2004 à 00:48:57    

Dagnir a écrit :

Citation :

Depuis des années (depuis toujours en fait), les constructeurs tel IBM, AMD, Intel et autres consors, diminue la taille de gravure et la consommation des puces (via la baisse du voltage) pour diminuer d'autant le dégagement de chaleur de leurs puces.


 
Moi j'aurais plutot dis que depuis des années la température des processeurs avaientaugmentée  :heink:  
 
Ca s'appelle (en fait j'en sais rien mais ca me semble bien) la course à la miniaturisation. Et c'est bel et bien pour des raisons économiques.  
 
Plus généralement on pourrait aussi faire un lien avec une certaine vision du futur. On cherche à avoir toujours plus d'en le plus petit volume possible. Ya qu'à voir l'évolution des téléphones portables, ils sont devenus de plus en plus puissant tout en retressissant.  
 
Si je te donnais un appareil photo numérique 35 millions de pixels, 100Go de méoire et de la taille d'un hippopotame, t'en voudrais ?
Les appareils photos maintenant, ils tiennent dans des portables, et dans les films représentant le futur on voit les appareils photo haute résolution dans les portable qui sont dans les montres qui permettent de faire une visioconférence à 50, et tout ca dans quelques milimètres.
 
C'est pour ca qu'il peuvent pas se mettre à fabriquer des Pentium VII de 30cm (et pis aussi parceque ca couterait cher et que ca chaufferait).
 
Vala pour le côté "reflexion".


Tu prends le pb à l'envers ou tu n'as pas compri la problématique...
Si tu mets un P3 1ghz à 300mhz et bien je te garantis qu'il dégage moins de chaleur qu'un P2 à 300mhz !
 
La miniuaturisation c pas pour faire joli ou faire des "économies", tu n'as pas compri ds mon expliquation que c'était le seul moyen pour monter en puissance ?
Quand on miniaturise c'est pour mettre des circuits + complexes avec un potentiel + élevé, c pas pour "le fun" ... c un passage obligatoire: si on diminue pas la taille des circuits et qu'on augmente les fréquences on se retrouve avec un four !! (tout le monde peut pas acheter un Kryotech pour refroidir son cpu :D ) -> du coup il faut rabaisser le voltage, et si on rabaisse le voltage pour pas avoir de pertes de signaux il faut concentrer "les surface d'échanges"  donc réduire la finesse des pistes, c parfaitement cohérent non ? ;)


Message édité par mac fly le 31-07-2004 à 00:50:04
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Marsh Posté le 31-07-2004 à 00:52:21    

C'est obiwan qui le desire!
Pour ne pas se faire attirer par le coté obscur de la chose...
 
Sinon serieusement y'a bien un moment ou les constructeur vont se retrouver bloqués par des contraintes non?

Reply

Marsh Posté le 31-07-2004 à 00:55:49    

alfox1 a écrit :

C'est obiwan qui le desire!
Pour ne pas se faire attirer par le coté obscur de la chose...
 
Sinon serieusement y'a bien un moment ou les constructeur vont se retrouver bloqués par des contraintes non?


Exact :D il y a des contraintes physiques... mais t'inquiète pas en labo ils bossent déja dessus... les cpu's du futur seront sans doute basés en partie sur des matières organiques suivant le meme principe de fonctionnement que les neurones de notre coprs ...(ce qui se fait de mieux c bien l'etre humain....)


Message édité par mac fly le 31-07-2004 à 00:59:39
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Marsh Posté le 31-07-2004 à 00:57:51    

J'avais lu un article et on est capable de faire des systèmes d'intelligence artificiel basés sur des neurones de je ne sais plus quelle bebete lol -> c des prototypes mais ce que l'on nous dévoile est une infime partie de ce qui se fait en labo, faut pas se leurer...

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Marsh Posté le 31-07-2004 à 00:57:51   

Reply

Marsh Posté le 31-07-2004 à 00:59:23    

y vont nous faire des cpu en eau comme ca pas d probleme de chauffe et un watercooling deja intégré :D

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Marsh Posté le 31-07-2004 à 01:02:04    

ca se trouve on ne sera déja plsu de ce monde... quoi que, à la vitesse à laquelle ça évolue: je me rappelle encore de mon 1er pc: un 8088 4mhz c'était une révolution, et qques années plus tard je rigole quand je réalise ce qu'on est capable de faire pour le grand public (idem c un échantillon de ce qui se fait en labo et qui reste secret ...)

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Marsh Posté le 31-07-2004 à 01:18:16    

Désolé Mac Fly j'ai pas vu ton post avant de répondre, j'étais en train d'écrire. Vi c'est sûr qu'un P3 1Ghz à 300Mhz ca chauffe moins qu'un P2 300Mhz, mais c'est pas avec ca qu'on ira sur Pluton.
 
Pour mon petit développement, c'est sûr que les motivations premières sont celles que tu décrit, mais vu "réflexion" donc ca a fait tilt chez moi et je me suis mis un peu à imaginer. Et pourtant : l'un découle de l'autre.
 
Et pis outre tes arguments, quand c'est plus petit c'est aussi plus pratique, et là on rejoin mon idée : dans mon vaisseau spatial pour Pluton, tu mettrais plus facilement un engin immense avec les tubes à vide et tout le bazarre ou un barebonne, en supposant qu'ils puissent faire monter le gros engin à la même puissance que le barebone (avec des technologies de refroidissement à base de neurones par exemple  :p ) ?

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Marsh Posté le 31-07-2004 à 01:39:14    

Je ne connais pas beaucoup l'informatique mais un peu la physique, alors voila mon avis:  
Il peut y avoir différents problèmes au fait d'augmenter la taille du core même si le gain en dissipation est évident...
mais SEULEMENT si la puissance fournie et dissipée n'augmente pas! En effet, la partie conductrice des puces est le silicium, mais ce composant n'est en fait pas très conducteur. Alors augmenter la taille des circuits revient à rendre le circuit plus résistif donc plus dissipatif...
Ceci dit, je pense que le vrai problème vient de la montée en fréquence. En fait, les ondes électromagnétiques souffrent du problème lié à la dispersion, c'est-à-dire que les signaux ne sont pas tous véhiculés à la même vitesse dans le matériau (l'indice du milieu dépend de la longueur d'onde) et sur une certaine distance, les signaux se mélangent: il y a brouillage. Ce problème est d'autant plus important que les signaux sont rapprochés (fréquence de cpu élevée) et le circuit est long. Il faut donc préférer des circuits courts de ce point de vue.
 
De plus il peut y avoir des raisons économiques (comme le signale M-Trdk) ou de fabrication technique, sur lesquels je n'ai aucun avis...

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Marsh Posté le 31-07-2004 à 02:49:05    

Allez je m'y mets aussi ... On réduit la taille des dispo pour 2 principales raisons : pour diminuer la consommation (puissance dissipée) et pour diminuer les temps de montée/descente des transistors (ie augmenter la fréquence d'utilisation). C'est lié bien évidemment.
 
Plus un dispositif electronique est gros plus ses capacités parasites sont importantes, il faut considérer en plus les capacités d'interconnexion très élevées si les dispositifs sont très éloignés.
 
A tension d'alim donnée plus les capas parasites sont importantes plus il faut de temps pour les charger et avoir un signal établit => les temps de commutations sont augmentés => la fréquence max diminue !
 
A capacités parasites données (dimensions données) en diminuant la tension d'alim on augmente le temps qu'il faut pour charger ces capas et donc le temps de commutation.
 
La puissance totale dissipée par un inverseur CMOS est par exemple proportionnelle a (C*VDD²*f), VDD etant la tension d'alim, f la fréquence et C la capacité parasite de sortie à charger.
 
Il faut donc réduire C (donc la taille des transistors) et la tension d'alim pour limiter la puissance dissipée a fréquence donnée.
 
De plus, la réduction de la dimension des dispositifs permet de mettre de plus en plus de fonctions electronique dans une même puce, de réduire la taille des puces, ce qui entraine une réduction des coûts car le silicium coute cher !
 
En résumé plus c'est petit moins sa consomme et plus ca va vite. Donc la miniaturisation dans le cadre des processeurs n'est pas une question de mode mais bien une nécessité ...
 :sleep:
 
Edit: c VDD au carré dans la formule  :sleep:


Message édité par jeufman28 le 31-07-2004 à 02:55:49
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Marsh Posté le 31-07-2004 à 03:07:05    

nOOb78 a écrit :

Alors augmenter la taille des circuits revient à rendre le circuit plus résistif donc plus dissipatif...


 
Hum ... C'est pas très clair. Si tu augmentes la tailles (en largeur) des interconnexions, c'est plutot le contraire, tu diminues les pertes résistives. Par contre, si tu augmentes la longueur de celles ci, la OK, la résistivité augmente.
M'enfin de toutes facons ce sont principalement les capacités qui sont  à considérer.

Reply

Marsh Posté le 31-07-2004 à 12:50:41    

En fait, la gravure des proc diminue,plus le core est petit, MAIS ils font des proc de plus en plus complexe avec de plus en plus en transistor ET de cache:
plus il y a de transistors et de cache plus il y a de chaleur a dissipper, mais la surface de dissipation du core augmente elle aussi....
 
Par contre je vais m'eloigner peut etre un peut du sujet:
Y'a un truc qui m'etonne et un truc que je comprend pas,
 
Alors ce qui m'etonne c'est qu'au jours d'aujourd'hui les processeurs graphiques sont arrivés a un tel developpement de la part des constructeurs qu'ils sont enormement plus complexe que les CPU.
Par exemple les geforce 6 atteingnent deja 222 milions de transistors contre seulement 125 milions pour un P4 E ou 54,3 pour un XP BARTON!
Ce trouve ca incroyable! on m'aurait dis ca a l'epoque de la TnT (avec ses 7 milions de transistors ;)) je n'y aurais pas cru!
 
L'autre point que je voudrais eclaircir est le fait que les processeurs graphique peuvent travailler a des temperatures relativement hautes et commencent a faire des erreurs seulemnt a plus de 100° alors que les proc a cette temperature clapsent purement et simplement! Pourquoi une telle difference?


Message édité par alfox1 le 31-07-2004 à 12:52:00
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Marsh Posté le 31-07-2004 à 13:15:52    

Pour rester sur mon sujet, je pensais aussi que les pertes de signal sur la distance (pourtant faible sur un core de proc) etaient une des raisons pour laquelle ils miniaturisaient tout le temps leurs processeurs.
Mais je pensais que la chaleur dissipé serait aussi un frein a cette monté en fréquence car un proc qui dissipe trop (donc qui surchauffe) ne fonctionnera pas de maniere optimale et a la limite ne sera meme pas 'vendable' pour le grand public...
Il leur faut rester avec des processeurs supportant des refroidissement classique (Air cooling et a la limite Water cooling com le fait maintenant Apple).
De plus on les voie toujours miniaturiser leur processeurs mais en meme temps ils rajoutent toujours plein d'instructions (donc de transistors et tout le bazar) dedans. comment un jour ou l'autre il ne vont pas etre bloqué par ce phenomene?? cad que meme avec une petite taille la chaleur dissipée sera trop elevé pour son bon fonctionnement. il y a un bien un jour ou ça va arriver ça?
 
A moin bien sur que dans les labos ils nous trouvent une nouvelle matiere, autre que le sillicium, qui soient aussi performantes tout en ne dégageant pas autant de chaleur....
 
 
 
enfin pour souvre le sujet de Alfox1 :
Il a pas toutafait tort. Les GPU et VPU sont devenu tres performants et meme a des temperatures elevées sans pour autant etre gravé avec une finesse beaucoup plus basse que les processeurs.
actuellement ils sont en 0.13µ ou 0.11µ je crois donc comme les procs.
 
De là me vient une autre question, pourquoi ATI ou Nvidia ne se lance pas dans la conception d'un Processeur??
 
Meme si il n'en n'ont jamais fait a mon avis ils ont les connaissances et des employés capable de créer de tel choses, nan??
 
Voilà
 
Merci pour cette réflexion.
continuons a se tortiller les neuronnes c'est interessant!
:hello:

Reply

Marsh Posté le 31-07-2004 à 13:17:51    

En + ils se sont lancé avec succes dans la création de chipset alors ça viendrait de soit qu'il se lance aussi la dedans....

Reply

Marsh Posté le 31-07-2004 à 13:39:07    

Intel et AMD bouffé tout cru a la sauce nVidia ou ATi :lol:

Reply

Marsh Posté le 31-07-2004 à 13:43:02    

neodam a écrit :


A moin bien sur que dans les labos ils nous trouvent une nouvelle matiere, autre que le sillicium, qui soient aussi performantes tout en ne dégageant pas autant de chaleur...
:hello:


 
Ben ya déjà le SOI employé par AMD dans ses 64bits (et intel ?)
Il y beaucoup moins de pertes dues au parasites, moins de dissipation et montée en fréquence, mais bon ca reste du silicium (...sur isolant)
 
>>De là me vient une autre question, pourquoi ATI ou Nvidia ne se lance >>pas dans la conception d'un Processeur??
 
>>Meme si il n'en n'ont jamais fait a mon avis ils ont les connaissances >>et des employés capable de créer de tel choses, nan?? [/citation]
 
Oui, ca reste de la conception de puces numériques mais bon ils n'ont pas l'expertise des 2 autres géants. Ils doivent déjà avoir du mal à rester dans la course avec leur puces graphiques.


Message édité par jeufman28 le 31-07-2004 à 13:49:04
Reply

Marsh Posté le 01-08-2004 à 19:15:12    

Le SOI est employé depuis l'arrivé des athlon XP throughbred donc ça fait un bout de temps ça mais la matiere de base reste com tu le dis du sillicium....
 
 
Les contructeurs de cartes graphique n'ont pas du mal a resté dans la course, c'est simplement qu'il se font une telle conccurence (a qui va sortir la meilleure puce en 1er) que 8mois a peine y a déjà une nouvelle génération de puce.
Et regarde dans les chipset commment ils en ont mangé pas mal....
Nvidia avec son Nforce2 (et il réhitére le coup avec le Nfocre3 et bientot le 4 et ATI avec l'IGP pour les portables...
A mon avis ils ont largement de quoi bouleverser la donne...
 
 
Sinon autre question que je me suis posé (eh oui je me pose bcp de question en ce moment...),
en quoi le fait d'augmenter la profondeur des pipelines, comme le fait tjrs Intel dans ses P4, permet-elle une meilleure monté en fréquence????

Reply

Marsh Posté le 01-08-2004 à 23:09:11    

neodam a écrit :

Le SOI est employé depuis l'arrivé des athlon XP throughbred donc ça fait un bout de temps ça mais la matiere de base reste com tu le dis du sillicium....


 :non:  
C'était prévu mais ca n'a pas été fait
 
http://www.clubic.com/n/n6675.html

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Marsh Posté le 02-08-2004 à 13:03:57    

eh bien voilà quelque chose que j'ai loupé!!
 
Mais comment explique-t-on la tres bonne proportion d'O/C des athlon XP actuels alors que sans le SOI cela devait etre soi-disant tres difficile....
Simplement une réorganisation de l'architecture??
etonnant tout de meme, meme si c'est tout benef pour nous utilisateurs!! ;)

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Marsh Posté le    

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