我昨晚一直在思考计算机和处理器，还有这个视频6 位数字加法机，我知道 4 GHz 似乎是当前时代量产 CPU 的实际极限。为什么会这样？我试图想象像 6 位加法机 * 11（好吧，10.6666......）这样的东西并排排列，并在一秒钟内运行 40 亿次。这对我来说太不可思议了。 西科光盘对此有另一种看法。
因此，对于物理学背景比我更丰富的各位，我想有几个问题可以归结为一个问题：为什么 4GHz 似乎是处理器的实际极限？是不是因为硅不能比它更快地切换（另一种元素会有帮助吗）？电子在 1/4,000,000,000 秒内能走多远？比如说，Core 2 Duo 处理器和主板上的电路有多长？4 GHz 是否是极限，因为电子在以光速移动时无法足够快地从处理器进出内存？
答案1
即使在这样的处理器中流动着数十安培的电流，每个电子在 0.25 纳秒内几乎都不会移动。
“例如，在横截面积为 0.5 平方毫米、载流 5 安培的铜线中，电子的漂移速度约为每秒一毫米。”维基百科
幸运的是，我们不需要电子移动很远就能携带能够快速长距离移动的波。
答案2
重要的不是电子的速度，电子的速度确实很慢，而是推动电子的电场的群传播速度，大约是光速的 1/3。考虑到 2.4GHz 的波长大约为 12 厘米，4 GHz 芯片的问题在于芯片裸片的尺寸与时钟波长相比相当大，因此处理时钟偏差开始变得非常困难。
此外，随着时钟速度的增加，CPU 的功耗也会快速增加，并且在某些时候会导致过热。