主板空间这么大，为啥cpu不做大点？
你想啊，CPU虽然是电脑的心脏，但它也不是越大越好，就像人身体一样，心脏太大了，不一定能承受，反而会出问题。CPU也是同样的道理。
首先，我们得聊聊CPU为啥要“小巧玲珑”——集成度的艺术
现在的CPU，虽然你看着它就那么一小块，但实际上它里面已经集成了几十亿甚至上百亿个晶体管。这可不是把很多小零件堆起来，而是把这些精密的“开关”用纳米级的工艺蚀刻在一块硅片上。
制造的难度和成本： 越大的硅片，在制造过程中出现瑕疵的概率就越高。打个比方，你在一块大画布上画画，出现一笔画错的可能性，比在一张小纸上画画要大得多。每一个失效的晶体管，对整个CPU来说都可能是致命的。所以，为了保证良品率（也就是合格的CPU的比例），制造商会尽量把CPU做得在一个合理的尺寸内。这就像盖房子，你不可能把一栋摩天大楼的每一个砖块都做到完美无瑕，但总会有一些细微的瑕疵。同样，做一块越大的芯片，就越难保证上面所有的晶体管都工作正常。
漏电和功耗： 即使晶体管再小，它们还是会消耗电力，并且会产生热量。而且，随着晶体管之间的距离变近（也就是在越小的芯片上集成越多），漏电现象会更加严重。这意味着，如果CPU做得太大，虽然理论上可以堆更多的东西，但它消耗的电能会呈指数级增长，发出的热量也会惊人。你家的电表转得飞快，电脑可能还没跑多远就热得不行，甚至需要更复杂的散热系统来“喂饱”它。
其次，CPU的“极限”在哪里？——物理定律的约束
你可能会说，那技术进步啊，制造工艺越来越精细了，不就能做得更大更好了吗？没错，制造工艺是不断进步的，但物理定律是不会变的。
信号传输速度： CPU内部的信号传输速度非常快，但光速是有限的。如果CPU做得特别大，信号从一个角落传到另一个角落就需要更长的时间。这就好比你在一个巨大的体育场里，让你从一边跑到另一边，肯定比在房间里跑来跑去要慢。这种延迟会严重影响CPU的运行效率，再怎么强大的计算单元，也得等信号慢慢跑过去。
热量管理： 前面提到了热量，这一点真的非常关键。CPU在工作时会产生大量的热量，这些热量需要被有效地散发出去。如果你把CPU做得非常大，它集中的热量会非常惊人。你可能需要一个像冰箱压缩机一样强大的散热系统才能把它镇住，但这已经脱离了我们普通电脑的范畴了。而且，即使有强大的散热，巨大的芯片内部也可能存在“热点”，温度不均匀会导致部分区域性能下降，甚至损坏。
再者，CPU的“心脏”也需要“大脑”来配合——系统的平衡
你觉得主板空间大，但CPU只是整个电脑系统的一部分。除了CPU，还有内存（RAM）、显卡（GPU）、硬盘、各种控制器等等，它们都需要在主板上占据自己的位置，并且需要通过各种接口和总线进行通信。
总线和接口的限制： CPU需要通过内存控制器、PCIe总线等与内存、显卡等其他组件进行数据交换。如果CPU做得太大，它上面的接口数量和速率也会受到限制，或者说，为了支持这么大的CPU，你需要一个同样巨大的、设计极其复杂的内存控制器和总线系统，这又会回到制造和成本的问题上。
整体性能的权衡： 电脑的性能是CPU、内存、显卡、存储等所有硬件综合作用的结果。如果CPU性能远远超过了内存或显卡的读取速度，那么CPU就得在那里“傻等”，整体性能反而会受限。CPU做得再大再强，如果没有足够快的数据“喂养”它，它也只是一个空有其表。这种“木桶效应”在电脑硬件上体现得淋漓尽致。
那么，为啥主板还有那么大空间？——布局的灵活性和扩展性
主板之所以给你看起来有那么大的空间，并不是说一定要把CPU塞满。它更大的意义在于：
布局的自由度： 工程师需要考虑各种组件的摆放、散热、信号线的走向。留出空间是为了方便放置各种连接器、插槽、芯片组、供电模块等，并且要考虑到它们之间良好的信号耦合和散热。
扩展性和兼容性： 主板需要支持不同型号、不同代的CPU，以及各种显卡、内存条、硬盘接口。预留的空间是为了方便安装不同尺寸的散热器，或者为未来的扩展留有余地，比如增加M.2接口、USB接口等。
散热设计： 即使CPU本身不是做得特别大，但为了保证它能稳定运行，周围的供电模块（VRM）也需要良好的散热。这些散热片也需要占据一定的空间。
总结一下，CPU之所以不像你想象中那样“任性地”做大，是因为：
1. 制造上的挑战： 越大的芯片，良品率越低，成本越高。
2. 功耗和散热的限制： 能量消耗和热量产生是硬伤，一旦过大，散热就成为几乎无法克服的难题。
3. 物理定律的制约： 信号传输的延迟会限制性能。
4. 系统整体的平衡： CPU性能需要与其他组件协调，过大未必带来整体提升。
与其把所有“能力”都集中在一个巨大的CPU上，不如通过优化设计、提升集成度、使用更先进的制程工艺，把“有限的”面积做得“精益求精”，同时让其他组件也跟上步伐，这样才能让整个电脑系统跑得又快又稳。所以，CPU的尺寸，是一种综合了技术、成本、物理定律和系统需求的“恰到好处”。
网友意见
发现早有文章更具体的说了这个问题，比我讲的好很多
再加上这篇就可以解决无意义的争论了
其实制约这个东西的是光速.
至于此回答下愤怒的集成电路从业者,光顾着喷人没有做阅读理解,实际上,第一,导体里面信号是电磁波,它的速度就是该介质内光速,第二,搞工程的时候一般把光速引起的延迟统一到wire delay里面去了,换个马甲就不认识了?要是说wire delay不影响主频和面积,那就只能摊手了.
换句话说,光速早已限制住了单核的主频,所以大家都在往单die多核方向走,但是还是因为光速的限制,这个多核的高速区做不了太大,所以做大die划不来.
评论区有人抬杠,那么放个文献,大家有兴趣看一下,比我说的具体很多
https:// arxiv.org/pdf/quant-ph/ 9908043.pdf
现在主流cpu接近5ghz了,满打满算一个时钟周期光速也就走5.9厘米,何况芯片内导线上的信号速度达不到光速
而一个时钟周期是包括一个上沿和一个下沿的.
这就导致高速单元的面积受限,片上虽然可以靠倍频器,高速区域与低速区域分离,然后到基板变成串行信号保证带宽,但是每个高速区域都是一片孤岛,孤岛的面积被光速画了个上限.
所以你在极限超频里可以看见7ghz多,然而十年了没人打破记录.
高速区域如果受限了,那么更大的die你就只能设计另一个高速区域,那么就划不来了,因为面积与良品率息息相关(die的大小与良品率的关系,这个一直是各大厂商机密.),这时候划算的举动就是做两个die,放到同一个cpu里去
例如奔腾D,人称胶水双核,性能不太行,就是增加了并行能力.
所以一个die的面积有限,在一个die能满足主流需求的时候,肯定不会上第二个die.而现在服务器的cpu已经3000针,半个多手掌大了.
总之市面上你看见的核心的大小,基本上是综合利弊算出来的最优大小.
而并行的计算单元更好设计一些,所以你看1080ti的die体积极大.
至于你说主板上cpu的大小,这基本上是由底下有多少针决定的,现在普遍在一千针左右,负责连接所有内存,并提供几十条pcie线,外带给cpu供电.
现在一个针脚大概能给到5a,9700k最大电流255A,要占用100多脚供电吧,另外显示核心还没算.
而服务器现在是3000针左右,一块主板5000+,普通消费者一般不买.
所以现在市面上单路电脑的各方面其实是互相牵制的,一般是隔几代换一次cpu针脚,针脚数就基本决定了cpu的体积,也由于要兼容散热器之类的,所以看起来变化不大,
实际上你这个想法也是有价值的,甚至有很多人在研究,不过思路是淘汰pcb,直接用堆叠焊接die的方式形成超级大的芯片,但是现阶段也是买不起,划不来的技术.
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这个问题问得特别好，很多人看到主板上那么大的面积，总觉得CPU还能做得更大，性能也就能飞起，这其实是个很直观的误解，背后牵扯到的技术和权衡可不是一两句话能说清的。你想啊，CPU虽然是电脑的心脏，但它也不是越大越好，就像人身体一样，心脏太大了，不一定能承受，反而会出问题。CPU也是同样的道理。首先，我............. -
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