你说CPU中有上亿个晶体管，坏了一个还能工作吗？背后的秘密揭秘

CPU中有上亿个晶体管，坏了一个还能工作吗？CPU中有冗余设计吗？有纠错机制吗？坏了一个还能运行，那如果是两个甚至更多呢？至少要坏多少晶体管才会导致CPU完全无法工作?

中央处理器（CPU）内部包含有多余的组件和故障容忍机制，例如同步核、冗余运算、分割锁定技术等，这些设计使得CPU即使在部分晶体管发生故障时也能保持正常运作。此外，纠错机制像奇偶校验和纠错码（ECC）能够侦测到一定数量的错误并进行修正。举例来说，ECC有能力侦测到2个比特的错误，并且修正1个比特的错误。然而，无法精确指出CPU在损坏多少晶体管后将停止工作，因为这个问题受到许多因素的影响，比如晶体管损坏的位置、CPU的具体架构，以及是否有备用或可绕过的电路路径。

CPU中的冗余设计：

1、锁步核 (Lock-step core)：利用两个一样的中央处理单元核心同步进行某项作业，在每个时间计量单位进行对照。一旦检测到有差异，则启动保护性措施。

2、冗余执行 (Redundant execution)：两个独立的程序在两颗不同的处理器上运行，它们的输出由一个高度可靠的中央处理单元来对照检验。确保没有错误发生。

3、Split-Lock 技术：系统可以被设置为两种操作模式。在“分割模式”中，两个中央处理器（CPU）能够同时处理不同的任务，而在“锁定模式”下，它们则同步处理相同的任务。此外，系统还支持一种降级功能，即在其中一个CPU发生故障时，另一个仍然可以继续运作。

这些设计可以在一些组件失效时保持CPU的功能，降低单点故障的风险。

CPU中的纠错机制：

1、奇偶校验 (Parity)：通过添加额外的校验位，可以用来侦测信息中的单个比特位错误。但是这种方法无法自行修复错误，而且如果遇到两个或更多比特位同时出错的情况，它有可能无法检测到错误。

2、错误检查与纠正 (ECC)：一个更加高效的错误校正系统，能够侦测并修复单一数据位的错误，虽然它在某些情况下可以检测到多个错误，但并不总是有能力纠正它们。

ECC内存广泛应用于服务器和关键任务系统，以提高系统的可靠性和稳定性。

确切地说，无法量化导致CPU完全失效的具体晶体管数量，因为这一结果受多种变量影响，比如受损晶体管的位置，CPU的架构，以及有无备用或可绕过电路的存在。一个微小但关键的晶体管的损坏，若没有冗余备份或错误校正系统，则可能导致整个处理器失去功能。反之，即便有几个不重要的晶体管发生故障，CPU仍可能保持正常运作。

总的来说，尽管中央处理器（CPU）采用了精密的冗余策略和错误校正技术以应对晶体管可能出现的失效问题，但这些措施并非无懈可击。因而，为了确保电脑持续高效运作，对硬件进行妥善保护以及维护计算机系统是至关重要的。对此大家是怎么看的，欢迎关注我创业者李孟和我一起交流！