CPU 相对较小，工程师们不断尝试使其变得更小，并在相同表面上容纳更多的晶体管。
为什么 CPU 不更大？如果一个大约 260 平方毫米的芯片可以容纳 7.58 亿个晶体管（AMD Phenom II x4 955）。那么 520 平方毫米的芯片应该能够容纳两倍数量的晶体管，技术上来说时钟速度或核心数应该翻倍。为什么没有这样做？
答案1
总体而言，你是对的：在短期内，增加并行化不仅是可行的，而且仅有的路要走。事实上，多核以及缓存、流水线和超线程正是您所提议的：通过增加芯片面积来提高速度。当然，缩小几何尺寸与增加芯片面积并不冲突。然而，芯片良率是一个很大的限制因素。
芯片产量与芯片尺寸成反比：大芯片更容易“捕捉”晶圆错误。如果晶圆错误影响到芯片，你可以把它扔掉。芯片产量显然会影响芯片成本。因此，就每个芯片的成本与利润而言，存在一个最佳芯片尺寸。
生产更大尺寸芯片的唯一方法是集成容错和冗余结构。英特尔正在尝试这样做Terra-Scale 项目（更新：正如丹指出的那样，这已在日常产品中得到实践）。
答案2
存在许多技术问题（路径长度过长会降低效率，电气干扰会引起噪音），但主要原因很简单许多晶体管太热，无法充分冷却。这就是他们如此热衷于减小芯片尺寸的全部原因 - 它可以在相同的热量水平下提高性能。
答案3
这里给出的几个答案都很好。增加 CPU 的大小存在技术问题，并且会产生更多热量。但是，只要有足够强大的激励措施，所有这些都是可以克服的。
我想补充一下我认为的核心问题：经济学. CPU 是在晶圆中制造的像这样，每个晶圆上可以容纳大量的 CPU。实际制造成本是每个晶圆，因此如果将 CPU 面积增加一倍，则晶圆上只能容纳一半的 CPU，因此每个 CPU 的价格也会增加一倍。此外，并非所有晶圆都完美无缺，可能会出现错误。因此，面积增加一倍会使任何特定 CPU 出现缺陷的几率增加一倍。
因此，从经济角度来看，他们总是将物体做得更小是为了获得更好的性能/平方毫米，这是价格/性能的决定性因素。
TL;DR：除了提到其他原因之外，CPU 面积加倍也会使成本增加一倍以上。
答案4
您的一般假设是错误的。具有双倍尺寸芯片的 CPU 并不意味着它可以以双倍速度运行。这只会增加更多空间以添加更多内核（参见一些具有 32 或 64 个内核的英特尔多核芯片）或更大的缓存。但大多数当前软件无法使用超过 2 个内核。
因此，增加芯片尺寸会导致价格大幅上涨，而高度却没有增加。这是 CPU 现状的（简化）原因之一。