Потому что токи утечки растут на мелких техпроцессах огромными темпами при подходе к 4 ГГц.

Транзисторы такие маленькие, а слои изолирующие одни элементы от других столь тонкие, что начинают пропускать ток. В итоге столкнулись в одной точке куча проблем. Чтобы поднять частоту, нужно уменьшить тепловыделение, для уменьшения тепловыделения нужно уменьшить размер транзисторов? тогда можно снизить напряжение(а значит и токи, а значит и мощность), но из-за уменьшения размеров перестала диэлектрический слой уже не справлялся. Разными хитрыми способами эту проблему сейчас решают, но хватает этого только чтобы уменьшать размер, а вот увеличивать частоту уже не получается.
Существуют и проблемы охлаждения.

Держать температуру маленького камня, когда он выделяет 0.5 КВт становится трудно. А размер кристалла уменьшается, а значит и отводить тепло становится труднее. Тепла столько же , а площадь контакта меньше.
Ещё есть такое понятие как тёмный кремний. Чтобы процессор не перегревался, сейчас внедрили кучу маленьких "рубильников" в разные блоки процессора, которые обесточивают неиспользуемые в данный момент блоки, потому что даже если на блоке не происходит расчётов каких-то, то всё равно он потребляет энергию. Тёмным кремнием называют ту часть процессора которая обесточивается. Чтобы не сгореть от перегрева значительная часть блоков в каждый момент времени отключена. Грубо говоря если мы сейчас умножаем, то блок деления можно отрубить от питания.
Чем меньше техпроцесс тем больше блоков надо отрубать или снижать их частоту, чтобы не перегреть.
На 10 ГГц на 90 ГГц и т.д. работают не процессоры, а специализированные элементы радиоаппаратуры, состоящие обычно из нескольких деталей, а не из нескольких миллиардов транзисторов.
К тому же начинаются проблемы синхронизации и временные затраты на передачу сигналов между блоками. На 3 ГГц свет за одну секунду проходит 10 см, а электричество по проводам только порядка 2/3 от этого, то есть 6 см, при 4 ГГц только 4.5 см.

Размер чипа современных процессоров уже несколько сантиметров.
Возьмём худший случай, если скажем какой-то блок процессора должен послать сигнал другому блоку процессора скажем в 3 см от него и получить ответ, а до получения ответа он будет простаивать, и так каждый раз, то общее расстояние туда и обратно будет 6 см, а блоки будут работать на частоте не более чем 3 ГГц.
Исправлено: regname, 13.12.2015 00:22