EDIT : Це питання призвело до тривалих дискусій. Важливо розуміти, що той факт, що швидкість процесора не збільшувався протягом останніх років, пов'язаний з комерційними аспектами, а не безпосередньо пов'язаний з будь-якими інженерними чи фізичними проблемами. Ви можете перевірити це посилання на найвищі частоти, досягнуті в існуючих процесорах, розгонувшись і переохолоджуючись.
З часу створення першого ПК і до початку 2000 року головним параметром кожного процесора була його частота (максимальна частота роботи). Виробники намагалися придумати нові технології, які дозволять використовувати більш високі частоти, і дизайнери чіпів дуже наполегливо працювали над розробкою мікро-архітектури, яка дозволить чіпу працювати на більш високій частоті.
Однак, оскільки мікросхеми ставали все менше і швидше, виникла проблема відводу тепла - коли вся кількість тепла, що утворюється за допомогою перемикання транзисторів, не могла розсіюватися, мікросхеми пошкоджувалися. Інженери почали приєднувати радіатори до процесорів, потім вентиляторів, але врешті вони прийшли до висновку, що підхід до збільшення частоти процесора вже не практичний з точки зору додаткової продуктивності за додаткову вартість.
Іншими словами: частоту процесорів можна підвищувати, але це робить процесори (насправді не CPU, а механізми охолодження) занадто дорогими. Споживачі не купуватимуть дорогі комп’ютери, якщо є альтернатива .
Взагалі, сучасні технологічні процеси дозволяють працювати на високочастотних роботах (набагато вище ~ 3 ГГц, якими зазвичай користуються Intel, і навіть 5 ГГц AMD - це не стеля). Однак асоціативна вартість охолоджуючих пристроїв, які потрібні на цих високих частотах, занадто висока.
Я хочу наголосити на цьому: немає фізичного ефекту, який би перешкоджав розвитку процесорів 8-10 ГГц за сучасними технологіями . Однак вам доведеться забезпечити дуже дорогий механізм охолодження, щоб запобігти вигоранню такого процесора.
Більше того, процесори, як правило, працюють у "вибух" - у них дуже тривалі періоди простою, за якими слідують короткі, але дуже інтенсивні (і, отже, великі витрати енергії). Інженери могли побудувати процесор 10 ГГц, який працює на найвищих частотах протягом короткого періоду часу (і додаткове охолодження не потрібно, оскільки періоди короткі), але цей підхід також був відхилений як марний (великі інвестиції в розвиток порівняно із сумнівними вигодами ). Однак, після майбутніх мікро-архітектурних удосконалень, цей підхід може бути переглянути. Вважаю, що цей процесор AMD 5 ГГц не працює постійно на частоті 5 ГГц, але піднімає свій внутрішній такт до максимуму під час коротких зривів.
ФІЗИЧНИЙ ОБМЕЖЕННЯ:
Існує фізична межа максимальної досяжної тактової частоти для кожної технологічної технології (що залежить від мінімального розміру функції технології), проте я думаю, що останній процесор Intel, який був дійсно підштовхнутий до цієї межі, був Pentium 4. Це означає що сьогодні, коли технологія прогресує і мінімальний розмір функцій зменшується (тим часом відповідно до закону Мура), єдина перевага від цього скорочення полягає в тому, що ви можете вкласти більше логіки в ту саму область (інженери більше не висувають частоту процесорів до меж технології).
До речі, вищезазначена межа не може зростати назавжди. Читайте про закон Мура та проблеми, пов'язані з його подальшим застосуванням.