почему провода материнской платы начали работать как антенны на более высоких тактовых частотах, эти провода

Question

Я прочитал эту статью о процессоре, часть статьи говорит:

Поскольку тактовый сигнал процессора стал очень высоким, обнаружилась одна проблема. Материнская плата, на которой установлен процессор, не могла работать, используя тот же тактовый сигнал. Если вы посмотрите на материнскую плату, вы увидите несколько дорожек или дорожек. Эти дорожки являются проводами, которые соединяют несколько цепей компьютера. Проблема состоит в том, что при более высоких тактовых частотах эти провода начали работать как антенны, поэтому сигнал, вместо того, чтобы поступать на другой конец провода, просто исчезал бы, передаваясь в виде радиоволн.

но это не говорит подробно об этой проблеме, может кто-нибудь объяснить мне, почему провода материнской платы действуют как антенны при высокой тактовой частоте процессора и делают сигнал исчезающим?

Answer 1

Это немного сложный вопрос ...

Основная причина (простыми словами) заключается в том, что любой электрический ток создает вокруг него электромагнитное поле. (см. https://en.wikipedia.org/wiki/Electromagn_induction) Любое изменение электрического тока вызывает изменение электромагнитного поля, которое стоит энергии.

На низких частотах эти изменения происходят достаточно редко, так что потерянная энергия пренебрежимо мала по сравнению с полной энергией, проходящей через провод, поскольку ток течет и переносит энергию в течение более длительного периода времени для каждого перехода.

На высоких частотах энергия, теряемая магнитным полем, больше (больше переходов). В какой-то момент потери слишком значительны, и сигнал больше не принимается правильно.

Кроме того, тогда полная энергия, излучаемая в воздух, достаточна для захвата другими проводами. (Точно так же, как электрический ток генерирует электромагнитное поле, электромагнитное поле генерирует ток)

Есть и другие причины, по которым на материнской плате сложно добиться высоких частот. Например, электричество движется только так быстро (скорость света, если мы пренебрегаем свойствами распространения проводов), и это может стать значительным, когда время падает ниже определенного порога. потому что фактический уровень сигнала отличается в разных местах на проводе. В ЦП расстояние, пройденное током, меньше, поэтому эта проблема встречается на более высоких частотах. Существует также резонанс конечной точки, чтобы принять во внимание, и т.д.