¿Qué hay físicamente dentro de la CPU y la GPU? Por favor muestre fotos.

Si abre el paquete de una CPU o GPU, verá un pequeño cuadrado o rectángulo de silicio.

Este pequeño trozo de silicio no se verá muy interesante a menos que lo mires con un microscopio. Si lo mira con un ligero aumento, reconocerá que está altamente estructurado y verá que una capa muy, muy delgada en la superficie parece tener formas en relieve.

Los pequeños cuadrados están fabricados en obleas redondas muy grandes de silicio.

y luego se corta para ser encerrado en el paquete.

Tienes que mirar de cerca para ver el patrón; En realidad es bastante débil.

Bajo un microscopio, se ve más o menos así:

El patrón está hecho de transistores grabados físicamente en la superficie del silicio con ácido. No puede ver los transistores individuales bajo un microscopio ordinario, porque son demasiado pequeños. Ningún microscopio de luz visible puede resolverlos, son tan pequeños. Las características individuales son más pequeñas que la longitud de onda de la luz visible. Eso es pequeño

¡Los chips modernos tienen más de cuatro mil millones de transistores individuales grabados en ellos! Los transistores están conectados con interconexiones miles de veces más pequeñas que un cabello humano, y un procesador moderno puede contener literalmente kilómetros de este cableado.

Bajo un microscopio electrónico, se ven así:

Entonces, tiene un pequeño cuadrado de silicio grabado con miles de millones de transistores demasiado pequeños para ver con cualquier cosa que no sea un microscopio electrónico, conectados entre sí por conexiones de solo unas pocas docenas de átomos de espesor.

Toda la magia ocurre a una escala tan pequeña que los seres humanos tienen problemas para comprenderla.

No puedo enviarle fotos, porque no tengo su dirección (ni tengo ningún deseo de obtenerla, eso sí), pero puedo publicar las fotos aquí.

Sin embargo, antes de comenzar, es importante comprender qué son las “unidades de procesamiento” (la “PU” en CPU y GPU):

Esencialmente, PU es un enorme laberinto complejo (laberinto) con muchas puertas en sus cruces que se pueden cerrar / abrir / redirigir. Entonces, si la gente caminara a través de ese laberinto, diferentes personas podrían llegar al mismo cruce en diferentes momentos, pero algunos de ellos encontrarían que ese cruce es un “callejón sin salida”, otros tendrían que abandonarlo girando a la izquierda, y otros lo harían. Siga recto o gire a la derecha. Esto finalmente llevaría a la gente a morir en el laberinto o salir por una de las muchas salidas posibles.

La PU funciona por:

  1. codificando la entrada como un número binario (000010010101110000 …) que se envía al laberinto en un borde: un “0” significa que no se envía electricidad / persona a una abertura en particular, y “1” significa que un impulso eléctrico / persona es enviado
  2. dependiendo de la operación deseada que se supone que se debe hacer en esa entrada (suma, resta, multiplicación, multiplicación de matriz, normalización de vectores, distorsión de imagen de ojo de pez, aplicación de filtro de color …), las puertas en el laberinto se configuran independientemente de la entrada .
  3. La entrada luego pasa a través del laberinto y se recibe una representación binaria de un número en el borde de salida de la PU, y este número es el resultado de la operación específica aplicada a la entrada específica.
  4. Una PU típica hace miles de millones (1.000.000.000) o billones (1.000.000.000.000) de veces por segundo , y luego el resultado se usa en consecuencia, como un color de un píxel en la pantalla, o un personaje que se supone que debe aparecer en la pantalla o un número que debe escribirse en un archivo o en la memoria.

Entonces, resumen rápido: una unidad de procesamiento es un laberinto que recibe entradas binarias y produce salidas binarias en función de cómo se configuran las compuertas (que representan una instrucción particular). Una unidad de procesamiento típica tiene unas dimensiones que no superan las 1 o 2 pulgadas, y las uniones en el laberinto miden actualmente entre 10 y 20 nanómetros (nanómetro = 0.000.000.001 metro) .

Literalmente no habrá mucho …

Si quita la parte metálica superior (difusor de calor), verá solo un pequeño chip como estructuras en la parte superior … El difusor de calor en la parte superior es solo para transferir calor de la CPU al disipador de calor … La estructura en la parte superior con el disipador de calor extraído puede variar de un procesador a otro, pero no habrá nada más …

La CPU es solo un trozo de chip de silicio que podría hacer maravillas una vez que está alimentada por una placa base y los componentes de hardware adecuados … Vea este video para obtener una visión clara de lo que hay dentro de una CPU

Pero una tarjeta gráfica tiene un poco más que la CPU … La parte superior de una tarjeta gráfica generalmente tiene ventiladores para enfriar toda la tarjeta … Debajo de los ventiladores, se encuentra el disipador de calor con disipador de cobre o aluminio para expulsar el calor del núcleo de la GPU a los fanáticos para enfriarlos por completo …

Así es como se ve una GTX 1080 sin la parte superior

La parte central es la GPU, que es el componente más importante de una tarjeta gráfica …

En esta imagen, podría obtener una visión más clara de lo que hay debajo del capó … Algunos de los pequeños chips son los chips VRAM y otros sirven para otros propósitos … Las cosas cilíndricas son componentes orientados a la potencia llamados condensadores …

Es seguro quitar la parte superior de una tarjeta gráfica … Pero no es seguro hacerlo con una CPU, ya que incluso podría dañar todo …

– ayudantes

La respuesta de Franklin Veaux es probablemente lo que está buscando (la respuesta de Franklin Veaux a ¿Qué está físicamente dentro de la CPU y la GPU? Por favor, muestre las imágenes), pero ¿y si realmente pudiera ver un procesador haciendo su magia? No estoy hablando de imágenes de microscopios electrónicos o animaciones abstractas. Imagine una CPU que funcione y que pueda llenar una habitación pequeña, de modo que pueda caminar viendo cómo transmite y procesa datos, pudiendo discernir cada componente individual y realmente verlos trabajando su parte. Entonces, lo que está físicamente dentro de una computadora no sería un misterio, ¿verdad?

Bueno, eso es exactamente lo que el ingeniero James Newman construyó en Cambridge.

Incluso ha grabado una gira a su alrededor:

Newman ha documentado a fondo su proyecto de megaprocesador. Si está interesado en lo que hay dentro de una CPU, puede aprender mucho al leerlo.

La CPU o GPU contiene una pequeña oblea de silicio que tiene millones (o recientemente miles de millones) de pequeños transistores grabados en ella. Esta oblea se llama un “dado”. Hoy en día, la mayoría de los troqueles están montados debajo de difusores de calor, bloques de metal hechos para transportar calor y dan una superficie más grande para que los disipadores de calor se conecten. Los chips más viejos, como este Athlon original, no tenían este difusor de calor, y el dado es directamente visible.

http://www.cpu-world.com/CPUs/K7

Si retira la matriz y elimina las capas protectoras superiores, puede ver los grabados que forman los transistores reales. Un youtuber hizo esto en el video:

AMD Athlon 64 X2 4600+ muere expuesto

Aquí hay una captura de pantalla:

Este procesador es un procesador de doble núcleo, puede ver cómo la mitad superior e inferior de la matriz son básicamente espejos entre sí, estos son los dos núcleos separados.

Puede encontrar más imágenes haciendo una búsqueda en Google de “die (nombre del producto)”. Si hace esto, funciona mejor si usa los nombres de código de producto si los conoce, como “Kaby Lake” en lugar de “core i7” o “GP102” en lugar de “GTX 1070”. Solo sepa que muchas de estas imágenes son de los fabricantes, y a veces los alteran ligeramente por sus propios motivos

Transistores, en su mayoría. Y algunos cables. ¿Pero cómo lo sé?

En lugar de aburrirlo con diagramas y descripciones, le presento Visual 6502.

http://www.Visual6502.org

No solo muestra un procesador MOS 6502 con gran detalle, sino que muestra cada transistor encendiéndose a medida que ejecuta el código . Ahora eso respondería su pregunta de manera bastante completa.

También puede probar los procesadores ARM1 y 6800.

Muchos transistores muy pequeños, múltiples núcleos, memoria caché y un bloque de E / S. El Intel 5960x i7, por ejemplo, tiene 2.600 millones de transistores en su interior. Cada transistor tiene un tamaño de nanómetros.

Nota: Los núcleos múltiples son esencialmente procesadores múltiples en una unidad central de procesamiento (CPU).

Las CPU y las GPU tienen un aspecto similar por dentro. Desgarrar un chip moderno podría arruinarlo. Google dentro de la GPU o dentro de una CPU.

Tienen diferentes tareas pero se necesita una CPU. Una vez más, google es tu amigo.

La pregunta me recordó a un viejo chiste de ingenieros: los chips contienen humo mágico, que los hace funcionar. La prueba es: a veces se ve escapar el humo de un chip, y luego el chip deja de funcionar.