CPUは絶対零度でも動くのか?

そもそもcpuはどこまで冷やせばクロック数があがるのでしょうか?

ある企業は絶対零度ぎりぎりのところで100Ghzとか記録をだしていますか・・。

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回答(4件)

id:Bombastus No.1

ホーエンハイム回答回数409ベストアンサー獲得回数522010/05/22 17:42:07

ポイント27pt

そもそもトランジスタの動作速度に限界があるので、単純に冷やせばクロック数が上がるというものではありません。

そのCPUの性質と冷却と投入電圧のバランスが揃った場合のみ、クロックアップに成功します。

実験については下記記事をご覧ください。

http://www.4gamer.net/news/history/2007.08/20070827214455detail....

http://ascii.jp/elem/000/000/205/205198/

http://www.fnf.jp/celeron3.htm

id:koriki-kozou No.2

koriki-kozou回答回数480ベストアンサー獲得回数792010/05/22 18:23:53

ポイント27pt

>CPUは絶対零度でも動くのか?

CPUによって稼動温度範囲があるため動かない

(下記CPUであれば20pに-40℃から85℃)

IntelR Core.2 Extreme Processor X6800 and IntelR Core.2 Duo Desktop Processor E6000 and E4000 Series

http://www.intel.com/design/core2duo/documentation.htm#datashts


>cpuはどこまで冷やせばクロック数があがる

膨大な熱を逃がしてCPUが自己の発熱によって崩壊することを防ぐ事が冷却の存在意義

冷やせばいいというものではない


ちなみにCPUの限界速度は内部のスイッチング速度(イチとゼロの切り替わる速度)によって決まる

大量生産による品質のばらつきなどを配慮して動作速度には実はかなりの余裕が設けてある

それはつまり偶然良い製品にあたった場合はオーバークロックによる恩恵を受けられる場合があるということ


仮にオーバークロックを行う場合

発熱そのものを抑えるために動作可能ぎりぎりの範囲まで電圧を落とし(電圧が落ちれば発熱も落ちる)

スイッチング速度の限界まであげた場合に発生する熱を冷ますために液体窒素などを用いたりする猛者もいる

液体窒素などを用いる場合でもCPUが自己崩壊しない範囲(上記であれば-40℃から85℃)にとどめるために使うだけであって、むやみとさげるとシリコンベースの半導体が反応しなくなるだけである

(-40℃から85℃というものはシリコンをベースにしている場合の物理的限界)


話はもどって、稼動温度範囲を超えると動かなくなる可能性があり絶対零度を実現できたとしても、それはすでに稼動範囲を超えているため動かないということになる

id:karuishi No.3

ニャンざぶろう回答回数764ベストアンサー獲得回数1282010/05/22 22:51:24

ポイント26pt

現在一般的にCPUに使われている、

不純物導入によるキャリアを利用したエンハンスメント型MOS半導体は絶対零度だと動きません。

ただし元から超低温での状態を想定して製作したCPUなら絶対零度付近で動きます。(ジョセフソン素子や、量子デバイスなど)

 

>ある企業は絶対零度ぎりぎりのところで100Ghzとか記録をだしていますか

該当記事が不明ですが下記あたりでしょうか

http://www-06.ibm.com/jp/press/20060629002.html

これも常温で動くものを低温にしたら速くなったという物ではないです。

id:tobufan

極低温まで冷却したシリコン/ゲルマニウムチップを500GHzで動作させ、新しい動作記録速度を作った。

というやつです

2010/05/23 00:17:32
id:ttakao No.4

RON回答回数276ベストアンサー獲得回数312010/05/24 16:11:48

ポイント10pt

おっしゃっているのは、材質にこだわらなければ、こんな話しですよね?

http://www.unkar.org/read/pc11.2ch.net/pcnews/1125661137

クロックだけなら、こんなところで562GHzで動いたとかやっています。

http://pr.fujitsu.com/jp/news/2002/03/25.html

ただしですねー、クロックを上げるとクロックあたりの電子の移動距離はどんどん短くなります。

ご存知のようにCPUは基本的に1クロックで1演算して欲しいところです。(パイプラインを考慮した上で)

1/562GHzで移動できる電子の距離はいかほどでしょうか?1ミリ以下じゃないですかね。1サイクルで論理ゲートをいくつか通過せねばならんので、猛烈な回路の小型化が必要となります。ところがあまり小さくするとトンネル効果が出てしまい、電子が回路をジャンプしてしまいます。クロックを上げれば処理速度があがるわけではないのです。

上記のとおり、できないわけじゃないです。ただ、いまどきのCPUの性能がトータルででるかというと疑問です。

インテルなどは、クロックを上げるよりパラレル処理にでコアを増やしてスループットを稼ぐことにしているのですから。

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