Will CPU chips ever get to a base clock of 7 or 8 GHz?
Sag niemals nie.
Aber heutzutage scheint selbst das Aufrechterhalten von 5 GHz für mehr als ein paar Sekunden ein Kunststück zu sein, das der Elite des Siliziums vorbehalten bleibt.
Ich rechne damit, dass Desktop-Prozessoren bis zum Ende des Jahrzehnts 6 GHz erreichen werden, aber das Problem beim Betrieb von zehn oder zwanzig Milliarden Transistoren bei 6 GHz ist eine wirklich massive Menge an impedanzinduzierter Wärme und wärmeinduzierter Impedanz.
Hochfrequenter Wechselstrom erzeugt riesige Magnetfelder, die Signale in benachbarte Schaltkreise drängen - und Elektrizität oft in die falsche Richtung drängen. Wenn man zwanzig Milliarden Schaltkreise hat, die alle elektrische Ströme und Felder erzeugen und sich gegenseitig bekämpfen, ist das ein logistischer Alptraum.
Die Lösung liegt in der Senkung der Spannung. Leider leidet die Signalintegrität, wenn die Spannung gesenkt wird, und man muss die Frequenz reduzieren, um wieder Stabilität zu erreichen. Man ist also gezwungen, die Spannung zu senken, obwohl man sie doch eigentlich erhöhen möchte. Das wird zu einem riesigen Catch-22.
Selbst wenn man die Taktrate in den Griff bekommt, leidet vor allem die Effizienz. Wenn eine Zehnkern-CPU wie der i9-10900K 100 W bei 4,4 GHz All-Core verbraucht, kann sie bei 5,4 GHz leicht 300 W erreichen. Dadurch wurde die Ineffizienz verdreifacht, und man erhält 20% mehr Leistung.
Wenn Chips es über 6 GHz hinaus schaffen sollen, muss es eine Art Revolution in der IC-Verarbeitung geben, die entweder der Impedanz entgegenwirkt oder den Widerstand stark reduziert.
Die derzeitige Lösung für massiv-parallele Berechnungen sind GPUs.
Die Ampere A100 hat 54 Milliarden Transistoren, die in 6912 GPU-Kernen organisiert sind, unterstützt durch 96 GB 6144-Bit-HBM2e. Wie schnell wird diese gigantische GPU laufen? Ironischerweise läuft sie bei 1,4 GHz, mehr als 100 MHz langsamer als die Volta V100.
Kein Branchentrend scheint diesem gefürchteten 6 GHz-Meilenstein auch nur annähernd nahe zu kommen. Nichts was AMD gemacht hat kommt auch nur annähernd an 5 GHz heran. In diesem Sinne halte ich es für unwahrscheinlich, dass 8 GHz vor 2050 irgendwann einmal erreicht werden.
Aber man weiß es einfach nie. Alle paar Jahrzehnte kommt ein wahrer "Störfaktor" vorbei, der die Art und Weise, wie wir die Realität sehen, völlig verändert. Disruptoren wie der einfache Bauernjunge aus Idaho, Philo Farnsworth, der fast im Alleingang die Ära des Rundfunkfernsehens einleitete, während große Unternehmen wie RCA völlig in die falsche Richtung gingen.
Ich kann mir vorstellen, dass ein junges Wunderkind in Korea im Alter von vier Jahren Mathematik lernt und im Alter von sechzehn Jahren die Computerindustrie auf den Kopf stellt - unser ganz eigener Tesla des 21 Jahrhunderts.