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一颗CPU有数十亿个晶体管,为什么用到淘汰都不容易坏?

2020-07-19    
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随着芯片技术和半导体工艺的发展,目前我们使用的主流CPU晶体管数量已经达到数十亿个,芯片单位密度的提高从而带来了更强的效能,但是也难免会有人问,既然一颗CPU有数十亿晶体管,那么如果有几个晶体管坏掉的话,那么CPU可能就无法正常使用了,但是为什么CPU却成为电脑中最不容易损坏的主要部件呢?

一颗CPU有数十亿个晶体管,为什么用到淘汰都不容易坏?

 

其实,我们日常使用的CPU能用很久,但并不能代表CPU芯片本身不容易出问题,因为在市场上正常买到的CPU都是经过层层测试和筛选出来的产品,而很多有瑕疵、有问题的芯片早就在之前就被淘汰了,市场上也几乎买不到。

一颗CPU有数十亿个晶体管,为什么用到淘汰都不容易坏?

 

我们知道,CPU芯片每一颗都是在一片片晶圆上切割出来的,而一片晶圆能够生产的CPU芯片是有限的,同时晶圆也不是完美无瑕的,每一片晶圆都会有无法确定的瑕疵数量,这些瑕疵和不良晶体管会错乱分布在晶圆的各个角落,一般来说,越靠近晶圆中间瑕疵就越少,边缘则较多,所以这些有瑕疵的地方切割出来的芯片自然就不是正常的。

一颗CPU有数十亿个晶体管,为什么用到淘汰都不容易坏?

 

不过根据芯片瑕疵位置的不同,厂商有一定的选择权,比如把无法正常工作的核心和缓存屏蔽掉,这样就可以降级销售,比如8核心的酷睿i7通过屏蔽不良核心,从而当作酷睿i5来卖,这样既可以避免浪费,还能提高产能,也是芯片厂商经常使用的办法。

即使一开始没有发现瑕疵,但是有的芯片中的晶体管可能寿命不足,可能用一段时间就会坏掉,这就需要更多的测试才能检测出来,根据半导体芯片的“浴缸曲线”,在芯片出厂前,工厂会模拟将芯片使用一段时间,那么在这个过程中暴露出问题的芯片就无法出厂,而经过测试的芯片在很长时间内就不会出问题了,所以我们买到的正常出厂的芯片几乎不会在使用寿命之内出现问题,也因此成为了电脑中寿命最长的部件。

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