CPU 工藝越來越先進,為什麼不把記憶體 SSD 都整合到 CPU 中?

時間 2021-05-09 17:49:39

1樓:ieeesscs

先問是不是,再問為什麼。

其實很多CPU都整合了記憶體或SSD,這種CPU通常叫做MCU。

首先解釋一下為什麼題主提到的一般意義上的CPU沒有整合記憶體和SSD。這主要是因為儲存器的工藝一直落後於數字邏輯電路的工藝,比如現在最先進的CPU已經用到5nm工藝了,但是DRAM還是在15nm左右,SSD更是在55nm左右。如果你一定要整合在一起,那麼只能用比較落後的工藝,整體效能反而更差了。

另一方面,儲存器的工作電壓一般都很高,因此整體晶元的功耗也會更大。

而一些對計算效能要求不是那麼高的CPU,比如用在智慧型手錶上的晶元,一般不需要太先進的工藝,這時就可以把儲存器整合上去了。

把儲存器整合到CPU上是未來晶元發展的必然趨勢,一方面是傳統的馮諾依曼計算機體系結構遇到越來越多的挑戰,儲存與計算的融合成為了大勢所趨,另一方面則是半導體器件的技術越來越先進,未來的先進工藝下就可以整合儲存器了。

2樓:苳冬

好問題,有想法。現在已近有了,蘋果11.11發布的M1晶元基本做到了,就是沒有把SSD整合進去。現在其他廠商沒有做的原因有幾個:

CPU工藝沒有你想的那麼高,是現在台積電已經可以做到5nm的工藝了,但現在用5nm工藝的也就蘋果、華為這麼幾家。其實現在新的製程良品率並不高。如果把cpu、gpu、記憶體都整合進去會使得晶元的面積增大,面積增大會導致良品率降低。

如果採用成熟的7nm或更大的14nm製程,那面積就更大了。

如果把記憶體都整合進去,那拓展性就降低了。我現在買的電腦8G記憶體,三四年後可能不夠用了,我要換乙個16G的記憶體。以現在的方案,我只要再買乙個8G記憶體插到記憶體條上就可以了。

如果改成整合,我就至少得還整塊晶元,就必須要把CPU、GPU一起換掉。

3樓:劉小華

99%的人希望記憶體,SSD不要焊死,還有1%不懂電腦的人覺得節約體積,最好電腦大部分零部件可以做一塊,最好做到mac mini大小

4樓:

有一款微控制器叫80C51,是大學微控制器課程主流的教學平台,這種微控制器,CPU、RAM、ROM都做在乙個晶元上(ROM你可以理解為SSD,不過是唯讀的),CPU 6MHz,RAM 節。

這不是什麼高科技,而是1990s就有的東西。

5樓:Harute

你仔細想一想,是不是這平板就能達到你要的效果CPU,有

記憶體,有

SSD(外存),有

電池,也有

鍵盤,可外接

滑鼠,有觸控螢幕,也可外接

顯示器,自帶了,也可外接

你還想怎樣?

6樓:Jared Mitchell

我建議你打消這個想法。

分布式設計好過全部整合在一起……

因為如果其中乙個元器件壞了,就要整個一起換。成本很高!

如果是分布式設計的話,哪個壞了就換哪個,不需要整個一起換特別是硬碟!容量不夠了可以換大容量。你如果說全部整合在一起像微控制器那樣,那跟蘋果macbook把固態焊死在主機板上有什麼區別?

7樓:ZUXING-V

按照目前的技術,儘管能整合進去,但是晶元面積越大功能越複雜合格率就越低,而且損壞了其中一部分,那就等於整個損壞了,換還很貴,消費者不會選擇這樣的產品的。

不過,把整合度降低,現在可以把一台電腦做成乙個手機的大小,這也算是把很多東西整合到乙個盒子裡面了,於是這種整合就被消費者開心的接受了。

8樓:琳琅

記憶體和快閃儲存器沒有必要也不應該整合到SOC中。整合意味著失去擴充套件性。以現在的電腦為例,很多使用者還在用著4GB記憶體的電腦,一些專業工作者已經用到了256GB。

究竟要整合多少記憶體,總不能乙個SOC分出幾十個不同記憶體的版本吧

9樓:一去二三里

產品的配置寬度越窄,產品覆蓋的使用者就越少。

記憶體,ssd都整合到cpu中,那你能出幾個配置?比如i7一款cpu,i5一款cpu,ssd分高效能和低效能兩款,每款分為240g,500g,1tb三個配置,記憶體分為8g,16g,32g,這得多少個組合配置。

產品經理還不瘋掉了,我他媽怎麼算需要i7+500g ssd+16g記憶體條的使用者有多少,萬一生產少了怎麼辦,使用者滿足不了,萬一生產多了,爛在倉庫裡怎麼辦。

更危險的是,萬一有人想要i9+16g記憶體+2tb固態的,你沒產品給他,又怎麼辦。

最最危險的是,萬一你的對家就是拆開賣,我只做cpu,各個檔次都有,相配什麼記憶體,什麼ssd你自己選,想怎麼選就怎麼選。

你說,那我既做整合,又做散裝。可以啊,但最後發現散裝都賣掉了,整合開發成本高還沒賣掉,你說怎麼辦。

10樓:十萬個為什麼鴨

反問乙個問題,就是為啥要把記憶體,ssd都整合到cpu當中....是為了造一台超微型電腦麼,賣點又在那裡呢?和智慧型手機比有啥決定性優勢呢?

11樓:二貓子

別的行業我不清楚,但是設計程式的時候有個很重要的概念叫做解耦

把記憶體跟SSD繼承到CPU中明顯是高度耦合的,如果中間有某個模組出現問題,我們需要維修或更換整個CPU。這將會極大的提高難度與成本。

與此同時這種做法還不利於應用場景的細分。比如超算需要大量計算資源,對於儲存的需求就很小;資料中心需要儲存大量的資料,但是計算需求相對不高。如果全部整合,那我們可能要根據不同的場景來設計更多的「CPU」。

綜上所述,現在的方案就挺好。

當然了,部分特定的場景可以用這種整合方案,而且目前也有現成的案例。

12樓:jiajiangfei

13樓:xiaoq

主要是需求

看過intel的i7 CPU的平面圖

不是做不到主要還是成本划不來吧

14樓:老麥

把這個問題定位到模擬和射頻電路,工藝再先進,模擬電路和射頻電路器件尺寸仍然會遠遠大於特徵尺寸,沒辦法像數位電路用到最小柵長!成本考慮

15樓:最強近戰SCV

題主設想的SOC化,顯然是為了節省體積,放棄了拓展性,散熱,成本等方面。

但是題主忽略了膝上型電腦體積大是為了什麼?

首先膝上型電腦的尺寸(長寬),實際上就是螢幕+邊框的尺寸,這方面不是某個整合化技術就能解決的,想要多大螢幕,就得有多大面積。

所以SOC化對尺寸縮減,完全沒有作用。

長寬有了,剩下高了

在螢幕主流螢幕尺寸下(12寸以上),機身尺寸完全足夠平鋪開單獨的CPU,記憶體,固態硬碟和其他元件了,所以不存在元件堆疊(三明治主機板)的情況。

這時候膝上型電腦的厚度,主要受制於散熱模組,電池,鍵盤和機身強度

首先是散熱模組,SOC化最大的問題就是熱源集中,總熱量不變的情況下,熱密度上公升,散熱要求提高,並且可能出現積熱問題,所以對散熱模組要求反而更高,但又考慮到SOC節省了橫向空間可以放下更多熱管鰭片,熱管拍扁後效率下降等亂七八糟問題。

就假設厚度變化不大好了

需要注意的是,更多散熱模組意味著重量的增加。

然後是電池和鍵盤,

這兩個簡單做減法就好了,

電池容量就是和體積相關,只要做到厚度不超過散熱模組就好了。

電池對厚度無影響

鍵盤的手感和鍵程有一定關聯,具體厚度,取決於廠商的決定,考慮到SOC化節省的空間,鍵盤下方可以沒有主機板可以嵌入機身,

厚度能降低乙個鍵盤模組的厚度,大概2mm

最後就是機身強度,很簡單,塑料強度低,做外殼就要厚一點,有時還需要加強筋,金屬強度高,外殼可以薄一些。

不過和SOC化沒什麼關係,也算作沒有變化好了。

最後會發現,SOC化能得到乙個薄2mm左右,重量有所增加,效能最多低壓U的「超薄本」

反正我覺得目前對厚度的需求沒有那麼迫切,甚至,採用m.2介面的可公升級固態盤的需求都更大一些

16樓:

我看了一下問題日誌,這個問題是18年提的。

在當時,已經有整合記憶體的CPU了。

Intel Xeon Phi Coprocessor 5110P (8GB, 1.053 GHz, 60 core) Product Specifications

發布於12年第四季度。

這個實際上是個協處理器,整合了8G記憶體。

長這樣:

晚一點,Intel發布了第二代Xeon Phi,這一代的部分產品可以做主處理器了。

Intel Xeon Phi Processor 7250 (16GB, 1.40 GHz, 68 core) Product Specifications

發布於16年第二季度。

整合16G MCDRAM。

長這樣:

Intel建議售價:$2436.00

我彷彿找到了答案,整合度這麼高的CPU,我買不起。

17樓:王站

模組化是一種優勢而不是一種劣勢,所以沒必要開倒車。

採用模組化成本低,靈活性強可以應對不同的需求,公升級維修容易。

你把他們都弄到一起唯一的優勢就是小。但是作為一台你擺在桌子上用的電腦,考慮到你至少需要乙個比較大的顯示螢幕,才能不累瞎眼和保證工作效率,你本身就不能把電腦做的特別小。所以在電腦上追求極致的小意義不大,不會成為主流選擇。

只有少部分輕薄本為了節省空間會把一些比較配件直接做在主機板上。

比如LG這款輕薄本14寸但是只有999克。

所謂的整合在一起最常見的就我們手機的Soc了吧。在這種小型便攜裝置上整合才有意義。

總體來說乙個需求需要有乙個合理應用場景才能成立,而即便需求成立又足夠的市場才能產業化。

很顯然在pc領域整合在一起不是乙個有市場的強需求。

18樓:

微控制器/SoC,那只是把各個晶元放在乙個板子上。還有說封裝的,那也只是各個晶元被包在一起。

題主的意思,大概是,CPU這麼複雜的東西都可以製造了,順便把記憶體,ssd之類的,沒那麼高技術含量的,也放在裡邊一起造出來唄。

作為乙個業外人士,以我有限的了解,我認為技術上是可行的,之所以沒有面市,肯定是經濟性不夠,否則,激進如蘋果公司之流,肯定早就用上了。

未來也不是沒有可能,隨著效能需求的提高,如果現在的組合方式成為了效能提公升的瓶頸,那就可能會考慮全部主要電路一起刻出來了。比如,蘋果的ARM版mac,intel的xpoint技術的公升級版,等等

19樓:

實際上對尺寸最敏感的裝置是手機。理論上用晶元堆疊是可以做到把soc,ram,nand整合到一起的,雖然現在技術還沒有非常成熟。

至於筆記本之流,散熱模組的影響比多放幾個晶元大多了。

至於台式電腦,你猜為什麼現在裝置還有很多matx甚至atx尺寸的裝置,而不是清一色的itx。可維護性和擴充套件性有時候比尺寸重要。

20樓:科技創新

其實誰都想要,只是技術難度太大了,並且還有其他因素影響,這不是一家說得了話的,而且一旦整合就會引起行業大變革,這裡面厲害關係說不清楚的。

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