3DCenter Forum - Gigahertzwahn - gibt es ein theoretisches physikalisches Limit?

2007-11-30, 04:15:29

Setzt die Physik der in CPUs machbaren Frequenz ein theoretisches Limit
oder könnten wir in vielen Jahren später Rechner haben die > 100 Millionen Gigaherz erreichen?

Das die heutige Fertigung Grenzen setzt, das ist mir klar,
das sind aber Grenzen in der Praxis.

Mir geht es um die Frage, ob es in der Theorie eine maximale Frequenzgrenze für CPUs gibt.

betasilie · 2007-11-30, 05:34:23

Ganz klar und einfach - ja, die gibt es. Wo diese in 100 oder 1000 Jahren sein wird, kann dir sicher niemand sagen, wobei CPUs so weit in der Zukunft ohnehin auf anderen Konzepten aufbauen werden, als heutige.

#44 · 2007-11-30, 06:01:50

Bei heutiger Funktionsweise setzt ganz klar die Elektronenlaufzeit eine Obergrenze. Kürzere Wege könnten diese Nach oben verschieben aber prinzipiell ist das eine Grenze.

betasilie · 2007-11-30, 06:05:46

Jup, die Lichtgeschwindigkeit ist mal das größte Problem und die Wege kann man nur begrenzt verkürzen. Aber auch so - einen Taktgeber mit unendlich hoher Frequenz wird es ohnehin nicht geben.

2007-11-30, 06:21:39

Und bei wieviel GHz wäre diese Grenze?

BlackBirdSR · 2007-11-30, 08:33:52

Das liegt an der Größe des Chips, den Signalwegen sowie thermischen und rauschbedingten Faktoren.
Eine Antwort kann dir niemand hier geben.

Ein Industrieexperte bei IBM oder Intel könnte dir vielleicht auf ein gängiges Standardmodell Antwort geben. Das besitzt hier aber keiner, und die erforderlichen Abschätzungen auch nicht.

2007-11-30, 08:42:12

Die Schätzung muß ja nicht sehr genau sein.

Sind wir bei 100 GHz schon am Ende?

2007-11-30, 08:43:19

Es ist ja auch so, dass man in Zukunft wohl spezialisierte Cores in die CPUs einbaut, die dann eben auch wieder viel kleiner als general purpose Cores sind und dadurch kann man deren Taktrate bestimmt noch deutlich steigern.
Taktung für jeden einzelnen Core bietet AMD ja schon an. Intel wird da sicherlich nachziehen.

BlackBirdSR · 2007-11-30, 08:52:46

Oder bei 200GHz, vielleicht bei 10GHz.. oder haben wir in 10 Jahren schon nahezu vollständig asynchron getaktete Prozessoren?

Aber da du so sehr darauf bestehtst! Ich habe einmal irgendwo von irgendwem gehört, dass aus irgendeinem physikalischen Effekt bei 154 GHz Schluss sein muss.

Ash-Zayr · 2007-11-30, 09:20:14

Es hat gut und gerne 15-20 Jahre ernstzunehmender Entwicklung für Desktop-PCs gebraucht, und wir haben noch nicht einmal eine gängige 4GHz CPU...und ich denke mal, die sogenannten "low hanging fruits" in der CPU Entwicklung sind abgergriffen; sprich, die großen Takterhöhungen in relativ kurzer Zeit, haben wir bereits genossen....es wird exponentiell nun immer größere Anstrengungen erfordern, um auch nur noch kleine Erhöhungen zu erreichen......
Ich denke, die Zukunft der CPU liegt schon längst nicht mehr allein im Takt als maßgeblicher Größe, sondern in Architektur, Multi-Core und Dingen, die wir vielelicht noch gar nicht kennen.

Ash-Zayr

2007-11-30, 09:44:51

Na das ist doch mal eine Antwort mit der man etwas anfangen kann.

Jetzt müßte man nur noch wissen, wie der Effekt genau heißt.

BlackBirdSR · 2007-11-30, 09:57:24

Ich bin mir ja nicht sicher.
Es müsste irgendwas mit Phonon Scattering zu tun haben. Irgendwer mit Namen Callway

pest · 2007-11-30, 10:01:14

Ich wäre dafür x86 und von-Neumann-Architektur aufzugeben und alles den heutigen Anforderungen entsprechend anzupassen. es gab da mal vor Jahren ein Projekt eines Uni-Profs, sah echt vielversprechend aus...naja...Preis der Kompatibilität

Neosix · 2007-11-30, 10:16:47

Das passiert doch bereits, die Neumann Architektur stirbt aus und wird immer stärker durch Harvard ersetzt. Der Prozess ist allerdings fliesend

pest · 2007-11-30, 10:20:44

naja im x86-Bereich wäre das ein großer Cut und da sehe ich auch nix
spezialisierte DSPs ausgenommen

Tigerchen · 2007-11-30, 15:46:45

Wieviel x86 ist denn noch? Außer den Mnemonics meine ich.

nomadhunter · 2007-11-30, 16:11:37

IBM hat doch schon 500-GHz-Transistoren gezeigt: http://www.golem.de/0606/45998.html

2007-11-30, 16:46:39

Eine Transe ist noch LANGE kein Prozessor.

Da ist durch die Größe das Limit natürlich viel höher.

GeneralHanno · 2007-11-30, 16:48:30

und das bei 4° Kelvin

Klar beim absoluten Nullpunkt (-273° Celsius) könnte man die höchsten Taktraten erhalten

2007-11-30, 16:52:24

Und jetzt das gleiche bitte nochmal mit einer MILLIARDE Transistoren.

Allein die Kühllösung lässt sich in einem Heim-PC nicht bewerkstelligen. Praktikabel wären da höchstens noch Kompressorkühlungen...

2007-11-30, 04:15:29	#1 (im Thread / einzeln)
Gast Gast Beiträge: n/a	Gigahertzwahn - gibt es ein theoretisches physikalisches Limit? Setzt die Physik der in CPUs machbaren Frequenz ein theoretisches Limit oder könnten wir in vielen Jahren später Rechner haben die > 100 Millionen Gigaherz erreichen? Das die heutige Fertigung Grenzen setzt, das ist mir klar, das sind aber Grenzen in der Praxis. Mir geht es um die Frage, ob es in der Theorie eine maximale Frequenzgrenze für CPUs gibt.

2007-11-30, 05:34:23	#2 (im Thread / einzeln)
betasilie Insane Member Registriert: 2002-08-16 Beiträge: 19.314	Re: Gigahertzwahn - gibt es ein theoretisches physikalisches Limit? Zitat von Gast Setzt die Physik der in CPUs machbaren Frequenz ein theoretisches Limit oder könnten wir in vielen Jahren später Rechner haben die > 100 Millionen Gigaherz erreichen? Das die heutige Fertigung Grenzen setzt, das ist mir klar, das sind aber Grenzen in der Praxis. Mir geht es um die Frage, ob es in der Theorie eine maximale Frequenzgrenze für CPUs gibt. Ganz klar und einfach - ja, die gibt es. Wo diese in 100 oder 1000 Jahren sein wird, kann dir sicher niemand sagen, wobei CPUs so weit in der Zukunft ohnehin auf anderen Konzepten aufbauen werden, als heutige. Legt euch nicht mit ÜBER an!

2007-11-30, 06:01:50	#3 (im Thread / einzeln)
#44 Master Member Registriert: 2006-03-22 Ort: C:\WINDOWS\SYSTEM32 Registriert: 01.04.1337 Beiträge: Über 9000!!! Beiträge: 8.856	Re: Gigahertzwahn - gibt es ein theoretisches physikalisches Limit? Zitat von Gast Mir geht es um die Frage, ob es in der Theorie eine maximale Frequenzgrenze für CPUs gibt. Bei heutiger Funktionsweise setzt ganz klar die Elektronenlaufzeit eine Obergrenze. Kürzere Wege könnten diese Nach oben verschieben aber prinzipiell ist das eine Grenze. Mathematik = {1=1, ■, }

2007-11-30, 06:05:46	#4 (im Thread / einzeln)
betasilie Insane Member Registriert: 2002-08-16 Beiträge: 19.314	Re: Gigahertzwahn - gibt es ein theoretisches physikalisches Limit? Zitat von #44 Bei heutiger Funktionsweise setzt ganz klar die Elektronenlaufzeit eine Obergrenze. Kürzere Wege könnten diese Nach oben verschieben aber prinzipiell ist das eine Grenze. Jup, die Lichtgeschwindigkeit ist mal das größte Problem und die Wege kann man nur begrenzt verkürzen. Aber auch so - einen Taktgeber mit unendlich hoher Frequenz wird es ohnehin nicht geben. Legt euch nicht mit ÜBER an!

2007-11-30, 06:21:39	#5 (im Thread / einzeln)
Gast Gast Beiträge: n/a	Re: Gigahertzwahn - gibt es ein theoretisches physikalisches Limit? Und bei wieviel GHz wäre diese Grenze?