Честный взгляд на ПК-индустрию и технологии. Объективно изучаем железо, устройство процессоров и развитие рынка.
Скажите мне, то есть внутри обычного, вот самого обычного процессора, любого, даже вашего, ядра, по-вашему, сидят в разных комнатах и переписываются по почте? Они и так находятся на одном кристалле в паре микрометров друг от друга под общей крышкой, монолит эту систему никак не меняет. А вот если у вас греется текстолит платы - поздравляю, у вас просто плавится зона питания, и вместе с материнской платой на помойку отправится и процессор. И хорошо если этим всё ограничится. Монолит как раз решает эту проблему, убирая лишних посредников.
Ну а если вы про ядра процессора и видеокарты в монолите, то законы физики работают с точностью до наоборот. В классическом ПК видеокарта стоит под процессором и весь её 400-ваттный горячий выхлоп поднимается вверх, перегревая кулер процессора. Они куда лучше греют друг друга на расстоянии хотя бы потому, что они в одном корпусе. В монолите же они сидят под одной мощной системой охлаждения, которая эффективно выводит общее тепло за пределы корпуса, а не гоняет горячий воздух внутри коробки от одного компонента к другому.
Чаще всего обработка звука возлагается на центральный процессор или на специальный сигнальный процессор, который обычно есть в звуковых картах (тут точно есть) и самой технике для воспроизведения звука (а тут не всегда). На материнских платах чаще всего есть цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), который преобразовывает электрический импульс, несущий в себе звук в 0 и 1 для обработки, и есть АЦП, который делает всё обратно. Возможно, именно это вы имели ввиду.
Так что в том числе и эта задача не лежит на материнской плате.
во-первых, если изобретут новую память того же типа, что и в этом гипотетическом ноутбуке, её менять не будет особого смысла. Массового перехода с DDR4 на DDR5 не было, он был постепенный, а сама DDR4 актуальна до сих пор. Ничего там покупать занового не нужно будет ещё много лет. Если же вы говорите про принципиально другую память, которая произведёт революцию, то абсолютно все - как владельцы монолитов, так и владельцы модульных ПК, окажутся в одной лодке. Систему придётся менять всем. Так как принципиально новая память
1) с вероятностью в 90% не будет поддерживаться старыми процессорами на момент её выхода.
2) не будет подходить в стандартные разъёмы для планок оперативки.
Если говорить про объём - то тут я просто скажу, что не знаю кем надо быть, чтоб покупать монолит без запаса на будущее. Если сейчас купить монолит на 8 ГБ оперативной памяти, ясен хер через 1-2 годика придётся менять всё целиком, какой бы чип там ни стоял. Но если взять даже 16 ГБ с адекватной пропускной способностью, то запаса хватит ещё на несколько лет вперёд. А про 32 ГБ вообще молчу. Да, это деньги. Но они окупаются при первом же подсчёте затрат на комплектующие для ПК, гарнитуру и прочие расходы.
В посте только и делается, что пишется про связку процессора и ОЗУ. Просто туда добавилась ещё и видеокарта. И пишется там не прямым текстом в лоб, однако подразумевается именно эта мысль.
Тут вообще полностью нарушена причинно-следственная связь. Материнская плата не работает щитом, который принимает износ на себя и спасает процессор. Кремний деградирует внутри самого кристалла из-за высоких температур. И как раз сложная разводка материнки, куча разъемов, паразитные наводки и нестабильное питание от плат, которые делает кто попало, заставляют контроллеры процессора работать на повышенном напряжении, что только ускоряет его смерть. Повторю то, что уже писал. Монолит физически не горит так часто, как классический ПК, у него банально выше надежность. Пытаясь сэкономить и меняя ломающиеся материнки, пользователь за несколько лет суммарно тратит гораздо больше денег, чем если бы один раз купил надежное монолитное устройство.
Также скажу про энергопотребление - оно критично не потому что кому-то жалко денег на счета жкх. Проблема в банальнейшей термодинамике, ибо чем больше ватт система качает через текстолит, тем сильнее все это греется. А высокая температура - это главный враг кремния, о чём вы сами говорили. Монолитные чипы создаются как раз для того, чтобы убрать лишнее сопротивление проводников, снизить нагрев и за счет этого продлить жизнь дорогому компьютеру.
Ну а что касается смартфонов, то их память технологически совершеннее и быстрее обычной десктопной. И накопитель там деградирует быстрее исключительно из-за характера использования мобильных устройств, которые постоянно забиваются под завязку, перезаписывают кэш мессенджеров и работают в условиях недостатка пассивного охлаждения. К типу компоновки самого чипа это не имеет никакого отношения, на ПК SSD абсолютно также изнашиваются от циклов перезаписи.
Поздравляю, вы посчитали падение напряжения для идеального постоянного тока при идеальных условиях. Но есть парочка нюансов, создающие весьма серьёзные проблемы, о которых вы не подумали. В DDR5 на частотах в несколько гигагерц сигнал ведет себя как высокочастотная волна, и 10–20 мОм активного сопротивления меньшая из проблем.
Главный враг здесь - паразитная емкость и индуктивность самого разъема. Из-за резкого изменения геометрии проводника возникает рассогласование импеданса. Волна сигнала бьётся о стык разъема, часть её отражается обратно и врезается в следующий импульс. Плюс, на таких частотах пины работают как антенны, создавая перекрестные наводки на соседние каналы, а ёмкость разъема заваливает фронты сигналов. В итоге прямоугольный импульс данных на выходе превращается в сглаженную синусоидальную кашу. Контроллеру памяти приходится увеличивать тайминги и тратить время на перепроверку битых данных, чтобы просто разобрать, где там ноль, а где единица. Именно поэтому в современных SoC память распаивают вплотную к чипу на подложку - чтобы физически убрать этот разъём и сократить дорожки до микрометров.
К сожалению это так не работает. Материнская плата состоит из стеклотекстолита, который является крайне плохим проводником тепла, так что если дорожки внутри нее начнут сильно греться, это тепло никуда не уйдет и начнет портить саму плату, а материнка - это не провода "которые не жалко", она стоит немало. А вот охладить один центральный чип с помощью одного большого радиатора сверху чисто технически гораздо проще и эффективнее, чем пытаться остудить всю площадь материнской платы.
Насчёт телефонов: это прям всеобщее заблуждение. они замедляются не из-за износа кремния от тепла, а исключительно из-за раздувающегося софта (те же тг или вк с каждым годом становятся всё сложнее и требовательнее) и износа аккумулятора, ведь когда батарея стареет, контроллер питания искусственно снижает частоты процессора, чтобы устройство не выключалось от пиковых нагрузок, и если на старый планшет установить чистую легкую систему его времени и обновить батарею, он будет работать так же быстро, как в день покупки.
Ну а что касается энергопотребления, то при одинаковой вычислительной мощности монолитная архитектура всегда будет потреблять значительно меньше энергии, чем модульная, так как в монолите расстояния между компонентами сокращены до микрометров и контроллеру не требуется подавать высокое напряжение, чтобы протолкнуть электрический сигнал по длинным медным дорожкам, а также в монолите нет физических разъемов и слотов, каждый из которых создает повышенное электрическое сопротивление и заставляет систему тратить часть энергии впустую на преодоление этих барьеров.
Благодарю за аргументы :)
И пост написан полностью вручную, но спасибо за внимание и замечание. Тема и впрямь интересная.
Аргумент неплохой, но... есть пара нюансов. Когда чипы разводят подальше друг от друга, почти всегда приходится увеличивать мощность и напряжение, чтобы сигналы преодолели расстояние. Выходит, что разнос чипов сам по себе даёт избыточное тепло в никуда, и охлаждать становится сложнее. Также хочется упомянуть, что рабочая температура кремния до 105-110 градусов по Цельсию. Отвести тепло от условного чипа общим Tdp в примерно 130 ватт совсем несложно. Тому примером могут служить: Amd Radeon 8060S, MacBook с M чипами и любые ультрабуки на мощных Intel Lunar Lake. Там тепло отводится без проблем при подобном тепловыделении, инженеры умеют это делать. Да и есть такие живые примеры, как видеокарты. Там зачастую память GDDR греется до 95-105 градусов и не деградирует. Так что задача отвода тепла не решается разводом чипов на далёкие расстояния, но имеет множество других, эффективных способов решения.
Моя концепция монолитного чипа в первую очередь касается связки процессора и памяти, для устранения задержек. Всю периферию никто в один кристалл намертво зашивать не предлагает, нигде этого не написано.
Дополнение:
Говоря про энергопотребление я подразумевал общее потребление системы. Именно модульная система потребляет непомерно много без веских причин на это. А основные пожиратели энергии в ней:
- контроллеры памяти. Им надо сгенерировать сигнал, возможно несколько раз, и усилить его, чтобы он вообще дошёл до процессора, так как, чем дальше память от ядер, тем сильнее затухает высокочастотный сигнал в меди и тем больше наводок он ловит от соседних линий. Для этого контроллеры работают на максимальном напряжении и на пределе возможностей, что не только увеличивает потребление, а ещё и очень сильно сокращает срок службы.
- избыточное копирование. Это вообще главный враг энергоэффективности. Даже со всеми вспомогательными технологиями процессор, видеокарта и оперативка постоянно общаются. И постоянно копируют данные, потому что видеокарта данные из оперативки берёт через процессор, а передаются они по инвалидной шине PCIe, которая для огромного объёма данных как непроходимый лес длиной в десятки км, а сама перезапись ячеек в памяти тоже ест энергию и выделяет тепло.
- ну и само охлаждение, ибо всё вышеописанное греется как не в себя. И не надо говорить, что это не много энергии. Иногда на общей энергии охлаждения ПК можно запустить ноутбук. И не какой-нибудь забытый богом, а самый обычный, с небольшим лимитом энергии.
Так что сводить всё к сопротивлению слота памяти некорректно.