Liczba tranzystorów - Transistor count
Półprzewodnikowe urządzenia fabrykacja |
---|
Skalowanie MOSFET ( węzły procesu ) |
Liczba tranzystorów to liczba tranzystorów w urządzeniu elektronicznym. Zazwyczaj odnosi się do liczby tranzystorów MOSFET ( tranzystory polowe z tlenkiem metalu lub półprzewodnikami lub tranzystory MOS) w układzie scalonym (IC), ponieważ wszystkie nowoczesne układy scalone wykorzystują tranzystory MOSFET. Jest to najczęstsza miara złożoności układów scalonych (chociaż większość tranzystorów we współczesnych mikroprocesorach jest zawarta w pamięciach podręcznych , które składają się głównie z tych samych obwodów komórek pamięci , które są wielokrotnie replikowane). Tempo wzrostu liczby tranzystorów MOS jest ogólnie zgodne z prawem Moore'a , które zaobserwowało, że liczba tranzystorów podwaja się co około dwa lata.
Począwszy od roku 2019, największa liczba tranzystorów w dostępnym w handlu mikroprocesorem 39,54 miliardów MOSFET w AMD jest zen 2 opiera Epyc Rzym , który jest 3D scalony (z ośmiu matryc w jednym zestawie) wykonane przy użyciu TSMC "S 7 nm Proces wytwarzania półprzewodników FinFET . Począwszy od roku 2020, najwyższa liczba tranzystorów za grafiki jednostkę przetwarzania (GPU) jest Nvidia jest GA100 amperów z 54 miliardów MOSFET, wytwarzany przy użyciu TSMC jest proces 7 nm . Począwszy od roku 2019, najwyższa liczba tranzystorów w każdym układzie Ic Samsung jest 1 terabajt eUFS ( 3D-ułożone ) V NAND Flash układ pamięci , z 2 bilionów MOSFET zmiennym bramy ( 4 bity na tranzystor ). Od 2020 r. największą liczbą tranzystorów w każdym układzie scalonym jest silnik głębokiego uczenia o nazwie Wafer Scale Engine 2 firmy Cerebras , wykorzystujący specjalną konstrukcję do kierowania wokół dowolnego niefunkcjonalnego rdzenia urządzenia; ma 2,6 biliona tranzystorów MOSFET, wyprodukowanych w procesie 7 nm FinFET firmy TSMC .
Rok | Składnik | Nazwa | Liczba tranzystorów MOSFET (w miliardach) |
---|---|---|---|
2019 | mikroprocesor (komercyjny) |
Epyc Rzym | 39 |
2020 | GPU | GA100 Amper | 54 |
2019 | dowolny układ scalony; | Układ V-NAND Samsunga | 2000 |
2020 | dowolny układ scalony; | Silnik waflowy 2 | 2600 |
Jeśli chodzi o systemy komputerowe składające się z wielu układów scalonych, superkomputer z największą liczbą tranzystorów w 2016 r. to zaprojektowany przez Chińczyków Sunway TaihuLight , który dla wszystkich procesorów/węzłów łączy „około 400 bilionów tranzystorów w przetwarzającej części sprzętu " i " DRAM zawiera około 12 biliardów tranzystorów, co stanowi około 97 procent wszystkich tranzystorów." Dla porównania, najmniejszy komputer , od 2018 roku przyćmiony ziarnem ryżu, ma około 100 000 tranzystorów. Wczesne eksperymentalne komputery półprzewodnikowe miały zaledwie 130 tranzystorów, ale wykorzystywały duże ilości logiki diodowej . Pierwszy komputer z nanorurek węglowych ma 178 tranzystorów i jest 1-bitowym komputerem z jednym zestawem rozkazów , późniejszy jest 16-bitowy (podczas gdy zestaw rozkazów to 32-bitowy RISC-V ).
Pod względem całkowitej liczby istniejących tranzystorów oszacowano, że łącznie 13 sekstylionów ( 1,3 × 10 22 ) MOSFETy zostały wyprodukowane na całym świecie w latach 1960-2018. MOSFETy stanowią co najmniej 99,9% wszystkich tranzystorów, z których większość została użyta w pamięci flash NAND wyprodukowanej na początku XXI wieku. To sprawia, że MOSFET jest najczęściej produkowanym urządzeniem w historii.
Liczba tranzystorów
Wśród najwcześniejszych produktów wykorzystujących tranzystory były przenośne radia tranzystorowe , wprowadzone w 1954 roku, które zwykle wykorzystywały od 4 do 8 tranzystorów, często reklamując numer na obudowie radia. Jednak wczesne tranzystory złączowe były stosunkowo nieporęcznymi urządzeniami, które były trudne do wyprodukowania w masowej produkcji , ograniczając liczbę tranzystorów i ograniczając ich użycie do szeregu specjalistycznych zastosowań.
MOSFET (tranzystor MOS), wynaleziony przez Mohamed Atalla i Dawon Kahng w Bell Labs w 1959 roku, był pierwszym prawdziwie kompaktowe tranzystor, który może być zminiaturyzowane i masowo produkowane dla szerokiego zakresu zastosowań. MOSFET umożliwił budowę układów scalonych o wysokiej gęstości (IC), umożliwiając zastosowanie prawa Moore'a i integrację na bardzo dużą skalę . Atalla po raz pierwszy zaproponował koncepcję układu scalonego MOS (MOS IC) w 1960 r., a następnie Kahng w 1961 r. Obaj zauważyli, że łatwość wytwarzania MOSFET czyni go przydatnym w układach scalonych. Najwcześniejszym zademonstrowanym eksperymentalnym układem scalonym MOS był 16-tranzystorowy układ scalony zbudowany przez Freda Heimana i Stevena Hofsteina w RCA Laboratories w 1962 roku. Dalsza integracja na dużą skalę była możliwa dzięki ulepszeniu w produkcji urządzeń półprzewodnikowych MOSFET , procesie CMOS , opracowanym przez Chih-Tang Sah i Frank Wanlass w Fairchild Semiconductor w 1963 roku.
W miarę jak przemysł produkcji chipów przechodzi na nowsze procesy, liczba tranzystorów na jednostkę powierzchni stale rośnie. Liczbę i gęstość tranzystorów często podaje się jako osiągnięcia techniczne.
Mikroprocesory
Mikroprocesor łączy w sobie funkcje komputera centralnej jednostki przetwarzania na pojedynczym układzie scalonym . Jest to wielofunkcyjne, programowalne urządzenie, które przyjmuje dane cyfrowe jako dane wejściowe, przetwarza je zgodnie z instrukcjami przechowywanymi w pamięci i dostarcza wyniki jako dane wyjściowe.
Rozwój technologii układów scalonych MOS w latach 60. doprowadził do powstania pierwszych mikroprocesorów. 20-bitowy MP944 , opracowany przez Garrett AiResearch dla US Navy jest F-14 Tomcat myśliwskich 1970 jest uważany przez projektanta Ray Holt się pierwszy mikroprocesor. Był to mikroprocesor wieloukładowy, wyprodukowany na sześciu chipach MOS. Jednak został sklasyfikowany przez marynarkę do 1998 roku. 4-bitowy procesor Intel 4004 , wydany w 1971 roku, był pierwszym jednoukładowym mikroprocesorem. Stało się to możliwe dzięki ulepszeniu konstrukcji MOSFET , technologii bramki krzemowej MOS (SGT), opracowanej w 1968 roku w Fairchild Semiconductor przez Federico Faggina , który następnie wykorzystał technologię MOS SGT do opracowania 4004 z Marcianem Hoffem , Stanleyem Mazorem i Masatoshi Shima w firmie Intel .
Wszystkie chipy powyżej np. miliona tranzystorów mają dużo pamięci, zwykle pamięci podręczne na poziomie 1 i 2 lub więcej, co stanowi większość tranzystorów na mikroprocesorach w dzisiejszych czasach, kiedy duże pamięci podręczne stały się normą. Pamięć podręczna poziomu 1 w kości Pentium Pro stanowiła ponad 14% tranzystorów, podczas gdy znacznie większa pamięć podręczna L2 znajdowała się na oddzielnej kości, ale w pakiecie, więc nie jest uwzględniana w liczbie tranzystorów. Późniejsze żetony zawierały więcej poziomów, L2 lub nawet L3 na chipie. Ostatni wyprodukowany układ DEC Alpha ma 90% tego na pamięć podręczną.
Chociaż mała pamięć podręczna Intela i960CA o wielkości 1 KB, zawierająca około 50 000 tranzystorów, nie stanowi dużej części układu, sama w sobie byłaby bardzo duża we wczesnych mikroprocesorach. W układzie ARM 3 , z 4 KB, pamięć podręczna stanowiła ponad 63% układu, a w Intel 80486 jej większa pamięć podręczna to tylko ponad jedna trzecia, ponieważ reszta układu jest bardziej złożona. Tak więc pamięć podręczna jest największym czynnikiem, z wyjątkiem wczesnych układów z mniejszymi pamięciami podręcznymi lub nawet wcześniejszych układów bez pamięci podręcznej. Wtedy wrodzona złożoność, np. liczba instrukcji, jest czynnikiem dominującym, bardziej niż np. pamięć reprezentowana przez rejestry chipa.
Edytor | Liczba tranzystorów MOS | Data wprowadzenia |
Projektant |
Proces MOS ( nm ) |
Powierzchnia ( mm 2 ) |
---|---|---|---|---|---|
MP944 (20-bitowy, 6- układowy , łącznie 28 żetonów) | 74 442 (5 360 bez ROM i RAM) | 1970 | Garrett AirResearch | ? | ? |
Intel 4004 (4-bitowy, 16-stykowy) | 2250 | 1971 | Intel | 10 000 nm | 12 mm 2 |
TMX 1795 (?-bitowy, 24-stykowy) | 3078 | 1971 | Instrumenty Texas | ? | 30mm 2 |
Intel 8008 (8-bitowy, 18-stykowy) | 3500 | 1972 | Intel | 10 000 nm | 14 mm 2 |
NEC μCOM-4 (4-bitowy, 42-pinowy) | 2500 | 1973 | NEC | 7500 nm | ? |
Toshiba TLCS-12 (12-bitowy) | 11 000+ | 1973 | Toshiba | 6000 nm | 32 mm 2 |
Intel 4040 (4-bitowy, 16-stykowy) | 3000 | 1974 | Intel | 10 000 nm | 12 mm 2 |
Motorola 6800 (8-bitowa, 40-pinowa) | 4100 | 1974 | Motorola | 6000 nm | 16 mm 2 |
Intel 8080 (8-bitowy, 40-stykowy) | 6000 | 1974 | Intel | 6000 nm | 20 mm 2 |
TMS 1000 (4-bitowy, 28-stykowy) | 8000 | 1974 | Instrumenty Texas | 8000 nm | 11 mm 2 |
Technologia MOS 6502 (8-bitowa, 40-stykowa) | 4528 | 1975 | Technologia MOS | 8000 nm | 21mm 2 |
Intersil IM6100 (12-bitowy, 40-pinowy; klon PDP-8 ) | 4000 | 1975 | Intersil | ? | ? |
CDP 1801 (8-bitowy, 2-układowy, 40-stykowy) | 5000 | 1975 | RCA | ? | ? |
RCA 1802 (8-bitowy, 40-stykowy) | 5000 | 1976 | RCA | 5000 nm | 27mm 2 |
Zilog Z80 (8-bitowy, 4-bitowy ALU , 40-pinowy) | 8500 | 1976 | Zilog | 4000 nm | 18mm 2 |
Intel 8085 (8-bitowy, 40-stykowy) | 6500 | 1976 | Intel | 3000 nm | 20 mm 2 |
TMS9900 (16-bitowy) | 8000 | 1976 | Instrumenty Texas | ? | ? |
Bellmac-8 (8-bitowy) | 7000 | 1977 | Laboratoria Bell | 5000 nm | ? |
Motorola 6809 (8-bitowa z niektórymi funkcjami 16-bitowymi , 40-pinowa) | 9000 | 1978 | Motorola | 5000 nm | 21mm 2 |
Intel 8086 (16-bitowy, 40-stykowy) | 29 000 | 1978 | Intel | 3000 nm | 33mm 2 |
Zilog Z8000 (16-bitowy) | 17 500 | 1979 | Zilog | ? | ? |
Intel 8088 (16-bitowa, 8-bitowa magistrala danych) | 29 000 | 1979 | Intel | 3000 nm | 33mm 2 |
Motorola 68000 (16/32-bit, 32-bitowe rejestry, 16-bitowe ALU ) | 68 000 | 1979 | Motorola | 3500 nm | 44 mm 2 |
Intel 8051 (8-bitowy, 40-stykowy) | 50 000 | 1980 | Intel | ? | ? |
WDC 65C02 | 11 500 | 1981 | WDC | 3000 nm | 6 mm 2 |
ROMP (32-bitowy) | 45 000 | 1981 | IBM | 2000 nm | ? |
Intel 80186 (16-bitowy, 68-stykowy) | 55 000 | 1982 | Intel | 3000 nm | 60mm 2 |
Intel 80286 (16-bitowy, 68-stykowy) | 134 000 | 1982 | Intel | 1500 nm | 49 mm 2 |
WDC 65C816 (8/16-bitów) | 22 000 | 1983 | WDC | 3000 nm | 9 mm 2 |
NEC V20 | 63 000 | 1984 | NEC | ? | ? |
Motorola 68020 (32-bit; użyto 114 pinów) | 190 000 | 1984 | Motorola | 2000 nm | 85mm 2 |
Intel 80386 (32-bitowy, 132-stykowy; bez pamięci podręcznej) | 275 000 | 1985 | Intel | 1500 nm | 104 mm 2 |
ARM 1 (32-bit; bez pamięci podręcznej) | 25 000 | 1985 | Żołądź | 3000 nm | 50 mm 2 |
Novix NC4016 (16-bitowy) | 16 000 | 1985 | Harris Corporation | 3000 nm | ? |
SPARC MB86900 (32-bit; bez pamięci podręcznej) | 110 000 | 1986 | Fujitsu | 1200 nm | ? |
NEC V60 (32-bitowy; bez pamięci podręcznej) | 375 000 | 1986 | NEC | 1500 nm | ? |
ARM 2 (32-bitowy, 84-stykowy; bez pamięci podręcznej) | 27 000 | 1986 | Żołądź | 2000 nm | 30,25 mm 2 |
Z80000 (32-bit; bardzo mała pamięć podręczna) | 91 000 | 1986 | Zilog | ? | ? |
NEC V70 (32-bit; bez pamięci podręcznej) | 385 000 | 1987 | NEC | 1500 nm | ? |
Hitachi Gmicro/200 | 730 000 | 1987 | Hitachi | 1000 nm | ? |
Motorola 68030 (32-bitowa, bardzo małe pamięci podręczne) | 273 000 | 1987 | Motorola | 800 nm | 102 mm 2 |
32-bitowy układ maszyny Lisp TI Explorer | 553 000 | 1987 | Instrumenty Texas | 2000 nm | ? |
DEC WRL MultiTitan | 180 000 | 1988 | DEC WRL | 1500 nm | 61mm 2 |
Intel i960 (32-bitowy, 33-bitowy podsystem pamięci , bez pamięci podręcznej) | 250 000 | 1988 | Intel | 1500 nm | ? |
Intel i960CA (32-bitowy, pamięć podręczna) | 600 000 | 1989 | Intel | 800 nm | 143 mm 2 |
Intel i860 (32/64-bitowy, 128-bitowy SIMD , pamięć podręczna, VLIW ) | 1 000 000 | 1989 | Intel | ? | ? |
Intel 80486 (32-bitowy, 4 KB pamięci podręcznej) | 1180,235 | 1989 | Intel | 1000 nm | 173 mm 2 |
ARM 3 (32-bit, 4 KB pamięci podręcznej) | 310 000 | 1989 | Żołądź | 1500 nm | 87mm 2 |
Motorola 68040 (32-bitowa, 8 KB pamięci podręcznej) | 1 200 000 | 1990 | Motorola | 650 nm | 152 mm 2 |
R4000 (64-bitowy, 16 KB pamięci podręcznej) | 1,350,000 | 1991 | MIPS | 1000 nm | 213 mm 2 |
ARM 6 (32-bit, brak pamięci podręcznej dla tego wariantu 60) | 35 000 | 1991 | RAMIĘ | 800 nm | ? |
Hitachi SH-1 (32-bitowy, bez pamięci podręcznej) | 600 000 | 1992 | Hitachi | 800 nm | 10 mm 2 |
Intel i960CF (32-bitowy, pamięć podręczna) | 900 000 | 1992 | Intel | ? | 125 mm 2 |
DEC Alpha 21064 (64-bitowy, 290-stykowy; 16 KB pamięci podręcznej) | 1 680 000 | 1992 | DEC | 750 nm | 233,52 mm 2 |
Hitachi HARP-1 (32-bitowy, pamięć podręczna) | 2 800 000 | 1993 | Hitachi | 500 nm | 267 mm 2 |
Pentium (32-bit, 16 KB pamięci podręcznej) | 3 100 000 | 1993 | Intel | 800 nm | 294 mm 2 |
ARM700 (32-bit; pamięć podręczna 8 KB) | 578,977 | 1994 | RAMIĘ | 700 mil | 68,51 mm 2 |
MuP21 (21-bitowy, 40-stykowy; zawiera wideo ) | 7000 | 1994 | Przedsiębiorstwa Offete | 1200 nm | ? |
Motorola 68060 (32-bit, 16 KB pamięci podręcznej) | 2 500 000 | 1994 | Motorola | 600 nm | 218 mm 2 |
PowerPC 601 (32-bit, 32 KB pamięci podręcznej) | 2 800 000 | 1994 | Jabłko/IBM/Motorola | 600 nm | 121 mm 2 |
SA-110 (32-bit, 32 KB pamięci podręcznej) | 2 500 000 | 1995 | Żołądź/DEC/ Jabłko | 350 nm | 50 mm 2 |
Pentium Pro (32-bitowy, 16 KB pamięci podręcznych; pamięć podręczna L2 w pakiecie, ale na oddzielnej matrycy) | 5 500 000 | 1995 | Intel | 500 nm | 307 mm 2 |
AMD K5 (32-bit, pamięci podręczne) | 4 300 000 | 1996 | AMD | 500 nm | 251 mm 2 |
Hitachi SH-4 (32-bitowy, pamięci podręczne) | 10 000 000 | 1997 | Hitachi | 200 nm | 42 mm 2 |
Pentium II Klamath (32-bit, 64-bit SIMD , pamięci podręczne) | 7 500 000 | 1997 | Intel | 350 nm | 195 mm 2 |
AMD K6 (32-bit, pamięci podręczne) | 8 800 000 | 1997 | AMD | 350 nm | 162 mm 2 |
F21 (21-bitowy; zawiera np. wideo ) | 15 000 | 1997 | Przedsiębiorstwa Offete | ? | ? |
AVR (8-bitowy, 40-stykowy; z pamięcią) | 140 000 (48 000 bez pamięci ) | 1997 | Nordic VLSI / Atmel | ? | ? |
Deschutes Pentium II (32-bit, duża pamięć podręczna) | 7 500 000 | 1998 | Intel | 250 nm | 113 mm 2 |
ARM 9TDMI (32-bitowy, bez pamięci podręcznej) | 111 000 | 1999 | Żołądź | 350 nm | 4,8 mm 2 |
Pentium III Katmai (32-bit, 128-bit SIMD, pamięci podręczne) | 9 500 000 | 1999 | Intel | 250 nm | 128 mm 2 |
Silnik emocji (64-bitowy, 128-bitowy SIMD , pamięć podręczna) | 13.500.000 | 1999 | Sony / Toshiba | 180 nm | 240 mm 2 |
Pentium II Mobile Dixon (32-bitowy, pamięci podręczne) | 27 400 000 | 1999 | Intel | 180 nm | 180 mm 2 |
AMD K6-III (32-bit, pamięci podręczne) | 21 300 000 | 1999 | AMD | 250 nm | 118mm 2 |
AMD K7 (32-bit, pamięci podręczne) | 22 000 000 | 1999 | AMD | 250 nm | 184 mm 2 |
Gekko (32-bit, duża pamięć podręczna) | 21 000 000 | 2000 | IBM/ Nintendo | 180 nm | 43mm 2 |
Pentium III Coppermine (32-bit, duża pamięć podręczna) | 21 000 000 | 2000 | Intel | 180 nm | 80 mm 2 |
Pentium 4 Willamette (32-bit, duża pamięć podręczna) | 42 000 000 | 2000 | Intel | 180 nm | 217 mm 2 |
SPARC64 V (64-bitowy, duża pamięć podręczna) | 191.000.000 | 2001 | Fujitsu | 130 mil morskich | 290 mm 2 |
Pentium III Tualatin (32-bitowy, duża pamięć podręczna) | 45 000 000 | 2001 | Intel | 130 mil morskich | 81mm 2 |
Pentium 4 Northwood (32-bit, duża pamięć podręczna) | 55 000 000 | 2002 | Intel | 130 mil morskich | 145 mm 2 |
Itanium 2 McKinley (64-bitowy, duża pamięć podręczna) | 220 000 000 | 2002 | Intel | 180 nm | 421 mm 2 |
DEC Alpha 21364 (64-bitowy, 946-pinowy, SIMD, bardzo duże pamięci podręczne) | 152 000 000 | 2003 | DEC | 180 nm | 397 mm 2 |
Barton (32-bitowy, duża pamięć podręczna) | 54 300 000 | 2003 | AMD | 130 mil morskich | 101 mm 2 |
AMD K8 (64-bitowy, duża pamięć podręczna) | 105 900 000 | 2003 | AMD | 130 mil morskich | 193 mm 2 |
Itanium 2 Madison 6M (64-bitowy) | 410 000 000 | 2003 | Intel | 130 mil morskich | 374 mm 2 |
Pentium 4 Prescott (32-bitowy, duża pamięć podręczna) | 112 000 000 | 2004 | Intel | 90 nm | 110 mm 2 |
SPARC64 V+ (64-bitowy, duża pamięć podręczna) | 400 000 000 | 2004 | Fujitsu | 90 nm | 294 mm 2 |
Itanium 2 (64-bitowy; 9 MB pamięci podręcznej) | 592 000 000 | 2004 | Intel | 130 mil morskich | 432 mm 2 |
Pentium 4 Prescott-2M (32-bit, duża pamięć podręczna) | 169 000 000 | 2005 | Intel | 90 nm | 143 mm 2 |
Pentium D Smithfield (32-bit, duża pamięć podręczna) | 228 000 000 | 2005 | Intel | 90 nm | 206 mm 2 |
Xenon (64-bitowy, 128-bitowy SIMD, duża pamięć podręczna) | 165.000.000 | 2005 | IBM | 90 nm | ? |
Komórka (32-bitowa, pamięć podręczna) | 250 000 000 | 2005 | Sony/IBM/Toshiba | 90 nm | 221 mm 2 |
Pentium 4 Cedar Mill (32-bit, duża pamięć podręczna) | 184 000 000 | 2006 | Intel | 65 mil morskich | 90 mm 2 |
Pentium D Presler (32-bitowy, duża pamięć podręczna) | 362.000.000 | 2006 | Intel | 65 mil morskich | 162 mm 2 |
Core 2 Duo Conroe (dwurdzeniowy 64-bitowy, duże pamięci podręczne) | 291 000 000 | 2006 | Intel | 65 mil morskich | 143 mm 2 |
Dwurdzeniowy Itanium 2 (64-bitowy, SIMD , duże pamięci podręczne) | 1 700 000 000 | 2006 | Intel | 90 nm | 596 mm 2 |
Czterordzeniowy procesor AMD K10 2 MB L3 (64-bitowy, duże pamięci podręczne) | 463.000.000 | 2007 | AMD | 65 mil morskich | 283 mm 2 |
ARM Cortex-A9 (32-bit, (opcjonalnie) SIMD , pamięci podręczne) | 26 000 000 | 2007 | RAMIĘ | 45 mil morskich | 31 mm 2 |
Core 2 Duo Wolfdale (dwurdzeniowy 64-bitowy, SIMD , pamięci podręczne) | 411 000 000 | 2007 | Intel | 45 mil morskich | 107 mm 2 |
POWER6 (64-bitowy, duże pamięci podręczne) | 789 000 000 | 2007 | IBM | 65 mil morskich | 341 mm 2 |
Core 2 Duo Allendale (dwurdzeniowy 64-bitowy, SIMD , duże pamięci podręczne) | 169 000 000 | 2007 | Intel | 65 mil morskich | 111 mm 2 |
Unifier | 250 000 000 | 2007 | Matsushita | 45 mil morskich | ? |
SPARC64 VI (64-bit, SIMD , duże pamięci podręczne) | 540 000 000 | 2007 | Fujitsu | 90 nm | 421 mm 2 |
Core 2 Duo Wolfdale 3M (dwurdzeniowy 64-bitowy, SIMD , duże pamięci podręczne) | 230 000 000 | 2008 | Intel | 45 mil morskich | 83mm 2 |
Core i7 (czterordzeniowy 64-bitowy, SIMD , duże pamięci podręczne) | 731 000 000 | 2008 | Intel | 45 mil morskich | 263 mm 2 |
Czterordzeniowy procesor AMD K10 6M L3 (64-bitowy, SIMD , duże pamięci podręczne) | 758 000 000 | 2008 | AMD | 45 mil morskich | 258 mm 2 |
Atom (32-bitowy, duża pamięć podręczna) | 47 000 000 | 2008 | Intel | 45 mil morskich | 24 mm 2 |
SPARC64 VII (64-bit, SIMD , duże pamięci podręczne) | 600 000 000 | 2008 | Fujitsu | 65 mil morskich | 445 mm 2 |
Sześciordzeniowy Xeon 7400 (64-bitowy, SIMD , duże pamięci podręczne) | 1 900 000 000 | 2008 | Intel | 45 mil morskich | 503 mm 2 |
Sześciordzeniowy Opteron 2400 (64-bitowy, SIMD , duże pamięci podręczne) | 904 000 000 | 2009 | AMD | 45 mil morskich | 346 mm 2 |
SPARC64 VIIIfx (64-bit, SIMD , duże pamięci podręczne) | 760 000 000 | 2009 | Fujitsu | 45 mil morskich | 513 mm 2 |
SPARC T3 (16-rdzeniowy 64-bitowy, SIMD , duże pamięci podręczne) | 1 000 000 000 | 2010 | Słońce / Wyrocznia | 40 nm | 377 mm 2 |
Sześciordzeniowy Core i7 (Gulftown) | 1 170 000 000 | 2010 | Intel | 32 nm | 240 mm 2 |
POWER7 32M L3 (8-rdzeniowy 64-bitowy, SIMD , duże pamięci podręczne) | 1 200 000 000 | 2010 | IBM | 45 mil morskich | 567 mm 2 |
Czterordzeniowy z196 (64-bitowy, bardzo duże pamięci podręczne) | 1,400,000,000 | 2010 | IBM | 45 mil morskich | 512 mm 2 |
Czterordzeniowy Itanium Tukwila (64-bit, SIMD , duże pamięci podręczne) | 2 000 000 000 | 2010 | Intel | 65 mil morskich | 699 mm 2 |
Xeon Nehalem-EX (8-rdzeniowy 64-bitowy, SIMD , duże pamięci podręczne) | 2 300 000 000 | 2010 | Intel | 45 mil morskich | 684 mm 2 |
SPARC64 IXfx (64-bit, SIMD , duże pamięci podręczne) | 1,870,000,000 | 2011 | Fujitsu | 40 nm | 484 mm 2 |
Czterordzeniowy + GPU Core i7 (64-bit, SIMD , duże pamięci podręczne) | 1 160 000 000 | 2011 | Intel | 32 nm | 216 mm 2 |
Sześciordzeniowy Core i7 /8-rdzeniowy Xeon E5 (Sandy Bridge-E/EP) (64-bitowy, SIMD , duże pamięci podręczne) |
2 270 000 000 | 2011 | Intel | 32 nm | 434 mm 2 |
Xeon Westmere-EX (10-rdzeniowy 64-bitowy, SIMD , duże pamięci podręczne) | 2 600 000 000 | 2011 | Intel | 32 nm | 512 mm 2 |
Atom "Medfield" (64-bitowy) | 432 000 000 | 2012 | Intel | 32 nm | 64 mm 2 |
SPARC64 X (64-bitowy, SIMD , pamięci podręczne) | 2 990 000 000 | 2012 | Fujitsu | 28 mil morskich | 600 mm 2 |
AMD Bulldozer (8-rdzeniowy 64-bitowy, SIMD , pamięci podręczne) | 1 200 000 000 | 2012 | AMD | 32 nm | 315 mm 2 |
Czterordzeniowy + GPU AMD Trinity (64-bit, SIMD , pamięci podręczne) | 1 303 000 000 | 2012 | AMD | 32 nm | 246 mm 2 |
Czterordzeniowy + GPU Core i7 Ivy Bridge (64-bitowy, SIMD , pamięci podręczne) | 1,400,000,000 | 2012 | Intel | 22 mil | 160mm 2 |
POWER7+ (8-rdzeniowy, 64-bitowy, SIMD , 80 MB pamięci podręcznej L3) | 2100 000 000 | 2012 | IBM | 32 nm | 567 mm 2 |
Sześciordzeniowy zEC12 (64-bitowy, SIMD , duże pamięci podręczne) | 2.750.000.000 | 2012 | IBM | 32 nm | 597 mm 2 |
Itanium Poulson (8-rdzeniowy 64-bitowy, SIMD , pamięci podręczne) | 3100 000 000 | 2012 | Intel | 32 nm | 544 mm 2 |
Xeon Phi (61-rdzeniowy, 32-bitowy, 512-bitowy SIMD , pamięci podręczne) | 5 000 000 000 | 2012 | Intel | 22 mil | 720 mm 2 |
Apple A7 (dwurdzeniowy 64/32-bit ARM64 , „mobilny SoC ”, SIMD , pamięci podręczne) | 1 000 000 000 | 2013 | jabłko | 28 mil morskich | 102 mm 2 |
Sześciordzeniowy Core i7 Ivy Bridge E (64-bitowy, SIMD , pamięci podręczne) | 1 860 000 000 | 2013 | Intel | 22 mil | 256 mm 2 |
POWER8 (12-rdzeniowy, 64-bitowy, SIMD , pamięci podręczne) | 4 200 000 000 | 2013 | IBM | 22 mil | 650 mm 2 |
Główny SoC Xbox One (64-bit, SIMD , pamięci podręczne) | 5 000 000 000 | 2013 | Microsoft /AMD | 28 mil morskich | 363 mm 2 |
Czterordzeniowy + GPU Core i7 Haswell (64-bit, SIMD , pamięci podręczne) | 1,400,000,000 | 2014 | Intel | 22 mil | 177 mm 2 |
Apple A8 (dwurdzeniowy 64/32-bit ARM64 „mobilny SoC”, SIMD , pamięci podręczne) | 2 000 000 000 | 2014 | jabłko | 20 mil | 89mm 2 |
Core i7 Haswell-E (8-rdzeniowy 64-bit, SIMD , pamięci podręczne) | 2 600 000 000 | 2014 | Intel | 22 mil | 355 mm 2 |
Apple A8X (trójrdzeniowy 64/32-bit ARM64 „mobilny SoC”, SIMD , pamięci podręczne) | 3 000 000 000 | 2014 | jabłko | 20 mil | 128 mm 2 |
Xeon Ivy Bridge-EX (15-rdzeniowy, 64-bitowy, SIMD , pamięci podręczne) | 4 310 000 000 | 2014 | Intel | 22 mil | 541 mm 2 |
Xeon Haswell-E5 (18-rdzeniowy 64-bitowy, SIMD , pamięci podręczne) | 5 560 000 000 | 2014 | Intel | 22 mil | 661 mm 2 |
Czterordzeniowy + GPU GT2 Core i7 Skylake K (64-bitowy, SIMD , pamięci podręczne) | 1 750 000 000 | 2015 | Intel | 14 mil morskich | 122 mm 2 |
Dwurdzeniowy + GPU Iris Core i7 Broadwell-U (64-bitowy, SIMD , pamięci podręczne) | 1 900 000 000 | 2015 | Intel | 14 mil morskich | 133 mm 2 |
Apple A9 (dwurdzeniowy 64/32-bit ARM64 „mobilny SoC”, SIMD , pamięci podręczne) | 2 000 000 000+ | 2015 | jabłko | 14 nm ( Samsung ) |
96 mm 2 ( Samsung ) |
16 nm ( TSMC ) |
104,5 mm 2 ( TSMC ) |
||||
Apple A9X (dwurdzeniowy 64/32-bit ARM64 "mobilny SoC", SIMD , pamięci podręczne) | 3 000 000 000+ | 2015 | jabłko | 16 mil | 143,9 mm 2 |
IBM z13 (64-bitowy, pamięci podręczne) | 3 990 000 000 | 2015 | IBM | 22 mil | 678 mm 2 |
Kontroler pamięci masowej IBM z13 | 7 100 000 000 | 2015 | IBM | 22 mil | 678 mm 2 |
SPARC M7 (32-rdzeniowy 64-bitowy, SIMD , pamięci podręczne) | 10 000 000 000 | 2015 | Wyrocznia | 20 mil | ? |
Qualcomm Snapdragon 835 (ośmiordzeniowy 64/32-bitowy ARM64 „mobilny SoC”, SIMD , pamięci podręczne) | 3 000 000 000 | 2016 | Qualcomm | 10 nm | 72,3 mm 2 |
Core i7 Broadwell-E (10-rdzeniowy 64-bitowy, SIMD , pamięci podręczne) | 3 200 000 000 | 2016 | Intel | 14 mil morskich | 246 mm 2 |
Apple A10 Fusion (czterordzeniowy 64/32-bitowy ARM64 „mobilny SoC”, SIMD , pamięci podręczne) | 3 300 000 000 | 2016 | jabłko | 16 mil | 125 mm 2 |
HiSilicon Kirin 960 (ośmiordzeniowy 64/32-bitowy ARM64 „mobilny SoC”, SIMD , pamięci podręczne) | 4 000 000 000 | 2016 | Huawei | 16 mil | 110,00 mm 2 |
Xeon Broadwell-E5 (22-rdzeniowy 64-bitowy, SIMD , pamięci podręczne) | 7 200 000 000 | 2016 | Intel | 14 mil morskich | 456 mm 2 |
Xeon Phi (72-rdzeniowy, 64-bitowy, 512-bitowy SIMD , pamięci podręczne) | 8 000 000 000 | 2016 | Intel | 14 mil morskich | 683 mm 2 |
Procesor Zip (32-bitowy, dla FPGA ) | 1286 6-LUT | 2016 | Technologia Gisselquista | ? | ? |
Qualcomm Snapdragon 845 (ośmiordzeniowy 64/32-bitowy ARM64 „mobilny SoC”, SIMD , pamięci podręczne) | 5 300 000 000 | 2017 | Qualcomm | 10 nm | 94mm 2 |
Qualcomm Snapdragon 850 (ośmiordzeniowy 64/32-bitowy ARM64 „mobilny SoC”, SIMD , pamięci podręczne) | 5 300 000 000 | 2017 | Qualcomm | 10 nm | 94mm 2 |
Apple A11 Bionic (hexa-core 64/32-bit ARM64 „mobilny SoC”, SIMD , pamięci podręczne) | 4 300 000 000 | 2017 | jabłko | 10 nm | 89,23 mm 2 |
Zeppelin SoC Ryzen (64-bitowy, SIMD , pamięci podręczne) | 4 800 000 000 | 2017 | AMD | 14 mil morskich | 192 mm 2 |
Ryzen 5 1600 Ryzen (64-bitowy, SIMD , pamięci podręczne) | 4 800 000 000 | 2017 | AMD | 14 mil morskich | 213 mm 2 |
Ryzen 5 1600 X Ryzen (64-bitowy, SIMD , pamięci podręczne) | 4 800 000 000 | 2017 | AMD | 14 mil morskich | 213 mm 2 |
IBM z14 (64-bitowy, SIMD , pamięci podręczne) | 6 100 000 000 | 2017 | IBM | 14 mil morskich | 696 mm 2 |
Kontroler pamięci masowej IBM z14 (64-bitowy) | 9 700 000 000 | 2017 | IBM | 14 mil morskich | 696 mm 2 |
HiSilicon Kirin 970 (ośmiordzeniowy 64/32-bitowy ARM64 „mobilny SoC”, SIMD , pamięci podręczne) | 5 500 000 000 | 2017 | Huawei | 10 nm | 96,72 mm 2 |
Główny układ SoC Xbox One X (Project Scorpio) (64-bitowy, SIMD , pamięci podręczne) | 7 000 000 000 | 2017 | Microsoft/AMD | 16 mil | 360 mm 2 |
Xeon Platinum 8180 (28-rdzeniowy 64-bitowy, SIMD , pamięci podręczne) | 8 000 000 000 | 2017 | Intel | 14 mil morskich | ? |
POWER9 (64-bitowy, SIMD , pamięci podręczne) | 8 000 000 000 | 2017 | IBM | 14 mil morskich | 695 mm 2 |
Czip platformy bazowej Freedom U500 (E51, 4×U54) RISC-V (64-bitowy, pamięci podręczne) | 250 000 000 | 2017 | SiFive | 28 mil morskich | ~30mm 2 |
SPARC64 XII (12-rdzeniowy 64-bitowy, SIMD , pamięci podręczne) | 5 450 000 000 | 2017 | Fujitsu | 20 mil | 795 mm 2 |
Apple A10X Fusion (heksa-rdzeniowy 64/32-bit ARM64 „mobilny SoC”, SIMD , pamięci podręczne) | 4 300 000 000 | 2017 | jabłko | 10 nm | 96,40 mm 2 |
Centriq 2400 (64/32-bit, SIMD , pamięci podręczne) | 18 000 000 000 | 2017 | Qualcomm | 10 nm | 398 mm 2 |
AMD Epyc (32-rdzeniowy, 64-bitowy, SIMD , pamięci podręczne) | 19 200 000 000 | 2017 | AMD | 14 mil morskich | 768 mm 2 |
HiSilicon Kirin 710 (ośmiordzeniowy ARM64 „mobilny SoC”, SIMD , pamięci podręczne) | 5 500 000 000 | 2018 | Huawei | 12 mil | ? |
Apple A12 Bionic (hexa-core ARM64 „mobilny SoC”, SIMD , pamięci podręczne) | 6 900 000 000 | 2018 | jabłko | 7 mil | 83,27 mm 2 |
HiSilicon Kirin 980 (ośmiordzeniowy ARM64 „mobilny SoC”, SIMD , pamięci podręczne) | 6 900 000 000 | 2018 | Huawei | 7 mil | 74,13 mm 2 |
Qualcomm Snapdragon 8cx / SCX8180 (ośmiordzeniowy ARM64 „mobilny SoC”, SIMD , pamięci podręczne) | 8 500 000 000 | 2018 | Qualcomm | 7 mil | 112 mm 2 |
Qualcomm Snapdragon 855 (ośmiordzeniowy 64/32-bitowy ARM64 „mobilny SoC”, SIMD , pamięci podręczne) | 6 700 000 000 | 2019 | Qualcomm | 7 mil | 73 mm² |
Qualcomm Snapdragon 865 (ośmiordzeniowy 64/32-bitowy ARM64 „mobilny SoC”, SIMD , pamięci podręczne) | 10 300 000 000 | 2020 | Qualcomm | 7 mil | 83,54 mm2 |
Apple A12X Bionic (ośmiordzeniowy 64/32-bitowy ARM64 „mobilny SoC”, SIMD , pamięci podręczne) | 10 000 000 000 | 2018 | jabłko | 7 mil | 122 mm 2 |
Fujitsu A64FX (64/32-bit, SIMD , pamięci podręczne) | 8 786 000 000 | 2018 | Fujitsu | 7 mil | ? |
Tegra Xavier SoC (64/32-bitowy) | 9 000 000 000 | 2018 | Nvidia | 12 mil | 350 mm 2 |
AMD Ryzen 7 3700X (64-bit, SIMD , pamięci podręczne, matryca I/O) | 5 990 000 000 | 2019 | AMD | 7 i 12 nm ( TSMC ) | 199 (74+125) mm 2 |
HiSilicon Kirin 990 4G | 8 000 000 000 | 2019 | Huawei | 7 mil | 90,00 mm 2 |
Apple A13 (heksa-rdzeniowy 64-bitowy ARM64 „mobilny SoC”, SIMD , pamięci podręczne) | 8 500 000 000 | 2019 | jabłko | 7 mil | 98,48 mm 2 |
AMD Ryzen 9 3900X (64-bit, SIMD , pamięci podręczne, matryca I/O) | 9 890 000 000 | 2019 | AMD | 7 i 12 nm ( TSMC ) | 273 mm 2 |
HiSilicon Kirin 990 5G | 10 300 000 000 | 2019 | Huawei | 7 mil | 113,31 mm 2 |
AWS Graviton2 (64-bitowy, 64-rdzeniowy ARM, SIMD , pamięci podręczne) | 30 000 000 000 | 2019 | Amazonka | 7 mil | ? |
AMD Epyc Rome (64-bit, SIMD , pamięci podręczne) | 39 540 000 000 | 2019 | AMD | 7 i 12 nm ( TSMC ) | 1008 mm 2 |
TI Jacinto TDA4VM (ARM A72, DSP, SRAM) | 3 500 000 000 | 2020 | Instrumenty Texas | 16 mil | |
Apple A14 Bionic (heksa-rdzeniowy 64-bitowy ARM64 „mobilny SoC”, SIMD , pamięci podręczne) | 11 800 000 000 | 2020 | jabłko | 5 nm | 88mm 2 |
Apple M1 (ośmiordzeniowy, 64-bitowy ARM64 SoC, SIMD , pamięci podręczne) | 16 000 000 000 | 2020 | jabłko | 5 nm | 119 mm 2 |
HiSilicon Kirin 9000 | 15 300 000 000 | 2020 | Huawei | 5 nm | 114 mm 2 |
Jabłko A15 | 15 000 000 000 | 2021 | jabłko | 5 nm | 107,68 mm 2 |
AMD Ryzen 7 5800H (64-bit, SIMD , pamięci podręczne, I/O i GPU) | 10 700 000 000 | 2021 | AMD | 7 mil | 180 mm 2 |
Apple M1 Max (10-rdzeniowy, 64-bitowy) | 57 000 000 000 | 2021 | jabłko | 5 nm |
GPU
Procesor graficzny (GPU) to wyspecjalizowany obwód elektroniczny zaprojektowany do szybkiego manipulowania pamięcią i zmieniania jej w celu przyspieszenia tworzenia obrazów w buforze ramki przeznaczonym do wyświetlania na wyświetlaczu.
Projektant odwołuje się do firmy technologicznej, która projektuje logikę układu scalonego (np. Nvidia i AMD ). Producent odnosi się do firmy półprzewodnikowej, która wytwarza chip przy użyciu procesu produkcji półprzewodników w odlewni (takiej jak TSMC i Samsung Semiconductor ). Liczba tranzystorów w chipie zależy od procesu produkcyjnego producenta, przy czym mniejsze węzły półprzewodnikowe zazwyczaj umożliwiają większą gęstość tranzystorów, a tym samym większą liczbę tranzystorów.
Pamięć o dostępie swobodnym (RAM), który jest wyposażony w procesory graficzne (takie jak VRAM , SGRAM lub HBM ) znacznie zwiększają łączną liczbę tranzystorów, z pamięci zwykle stanowiące większość tranzystorów w karcie graficznej . Na przykład, NVidia „S Tesla P100 zawiera 15 miliardów FinFETs ( 16 nm ) w GPU dodatkowo do 16 GB w HBM2 pamięci, w sumie około 150 miliardów MOSFET karty graficznej. Poniższa tabela nie obejmuje pamięci. Aby uzyskać informacje o liczbie tranzystorów pamięci, zobacz sekcję Pamięć poniżej.
Edytor | Liczba tranzystorów MOS | Data wprowadzenia | Projektanci | Producent(y) | Proces MOS | Powierzchnia | Ref |
---|---|---|---|---|---|---|---|
µPD7220 GDC | 40 000 | 1982 | NEC | NEC | 5000 nm | ||
ARTC HD63484 | 60 000 | 1984 | Hitachi | Hitachi | |||
CBM Agnus | 21 000 | 1985 | Komandor | CSG | 5000 nm | ||
YM7101 VDP | 100 000 | 1988 | Yamaha , Sega | Yamaha | |||
Tom Jerry | 750 000 | 1993 | Migotać | IBM | |||
VDP1 | 1 000 000 | 1994 | Sega | Hitachi | 500 nm | ||
Sony GPU | 1 000 000 | 1994 | Toshiba | LSI | 500 nm | ||
NV1 | 1 000 000 | 1995 | Nvidia , Sega | SGS | 500 nm | 90 mm 2 | |
Koprocesor rzeczywistości | 2 600 000 | 1996 | SGI | NEC | 350 nm | 81mm 2 | |
PowerVR | 1 200 000 | 1996 | VideoLogic | NEC | 350 nm | ||
Grafika voodoo | 1 000 000 | 1996 | 3dfx | TSMC | 500 nm | ||
Pośpiech voodoo | 1 000 000 | 1997 | 3dfx | TSMC | 500 nm | ||
NV3 | 3 500 000 | 1997 | Nvidia | SGS, TSMC | 350 nm | 90 mm 2 | |
PowerVR2 CLX2 | 10 000 000 | 1998 | VideoLogic | NEC | 250 nm | 116 mm 2 | |
i740 | 3 500 000 | 1998 | Intel , Real3D | Real3D | 350 nm | ||
Voodoo 2 | 4 000 000 | 1998 | 3dfx | TSMC | 350 nm | ||
Pośpiech voodoo | 4 000 000 | 1998 | 3dfx | TSMC | 350 nm | ||
Riva TNT | 7 000 000 | 1998 | Nvidia | TSMC | 350 nm | ||
PowerVR2 PMX1 | 6 000 000 | 1999 | VideoLogic | NEC | 250 nm | ||
Wściekłość 128 | 8 000 000 | 1999 | ATI | TSMC, UMC | 250 nm | 70 mm 2 | |
Voodoo 3 | 8 100 000 | 1999 | 3dfx | TSMC | 250 nm | ||
Syntezator grafiki | 43 000 000 | 1999 | Sony , Toshiba | Sony , Toshiba | 180 nm | 279 mm 2 | |
NV5 | 15 000 000 | 1999 | Nvidia | TSMC | 250 nm | ||
NV10 | 17 000 000 | 1999 | Nvidia | TSMC | 220 nm | 111 mm 2 | |
Voodoo 4 | 14 000 000 | 2000 | 3dfx | TSMC | 220 nm | ||
NV11 | 20 000 000 | 2000 | Nvidia | TSMC | 180 nm | 65 mm 2 | |
NV15 | 25 000 000 | 2000 | Nvidia | TSMC | 180 nm | 81mm 2 | |
Voodoo 5 | 28 000 000 | 2000 | 3dfx | TSMC | 220 nm | ||
R100 | 30 000 000 | 2000 | ATI | TSMC | 180 nm | 97 mm 2 | |
Płetwa | 51 000 000 | 2000 | ArtX | NEC | 180 nm | 106 mm 2 | |
PowerVR3 KYRO | 14 000 000 | 2001 | Wyobraźnia | NS | 250 nm | ||
PowerVR3 KYRO II | 15 000 000 | 2001 | Wyobraźnia | NS | 180 nm | ||
NV2A | 60 000 000 | 2001 | Nvidia | TSMC | 150 nm | ||
NV20 | 57 000 000 | 2001 | Nvidia | TSMC | 150 nm | 128 mm 2 | |
R200 | 60 000 000 | 2001 | ATI | TSMC | 150 nm | 68mm 2 | |
NV25 | 63 000 000 | 2002 | Nvidia | TSMC | 150 nm | 142 mm 2 | |
R300 | 107 000 000 | 2002 | ATI | TSMC | 150 nm | 218 mm 2 | |
R360 | 117 000 000 | 2003 | ATI | TSMC | 150 nm | 218 mm 2 | |
NV38 | 135 000 000 | 2003 | Nvidia | TSMC | 130 mil morskich | 207 mm 2 | |
R480 | 160 000 000 | 2004 | ATI | TSMC | 130 mil morskich | 297 mm 2 | |
NV40 | 222 000 000 | 2004 | Nvidia | IBM | 130 mil morskich | 305 mm 2 | |
Xenos | 232 000 000 | 2005 | ATI | TSMC | 90 nm | 182 mm 2 | |
Syntezator RSX Reality | 300 000 000 | 2005 | Nvidia, Sony | Sony | 90 nm | 186mm 2 | |
G70 | 303 000 000 | 2005 | Nvidia | TSMC, czarterowany | 110 nm | 333 mm 2 | |
R520 | 321 000 000 | 2005 | ATI | TSMC | 90 nm | 288 mm 2 | |
R580 | 384 000 000 | 2006 | ATI | TSMC | 90 nm | 352 mm 2 | |
G80 | 681.000.000 | 2006 | Nvidia | TSMC | 90 nm | 480 mm 2 | |
G86 Tesla | 210 000 000 | 2007 | Nvidia | TSMC | 80 nm | 127 mm 2 | |
G84 Tesla | 289 000 000 | 2007 | Nvidia | TSMC | 80 nm | 169 mm 2 | |
R600 | 700 000 000 | 2007 | ATI | TSMC | 80 nm | 420 mm 2 | |
G92 | 754.000.000 | 2007 | Nvidia | TSMC, UMC | 65 mil morskich | 324 mm 2 | |
G98 Tesla | 210 000 000 | 2008 | Nvidia | TSMC | 65 mil morskich | 86mm 2 | |
RV710 | 242.000.000 | 2008 | ATI | TSMC | 55 nm | 73 mm 2 | |
G96 Tesla | 314 000 000 | 2008 | Nvidia | TSMC | 55 nm | 121 mm 2 | |
G94 Tesla | 505.000.000 | 2008 | Nvidia | TSMC | 65 mil morskich | 240 mm 2 | |
RV730 | 514 000 000 | 2008 | ATI | TSMC | 55 nm | 146 mm 2 | |
RV670 | 666.000.000 | 2008 | ATI | TSMC | 55 nm | 192 mm 2 | |
RV770 | 956 000 000 | 2008 | ATI | TSMC | 55 nm | 256 mm 2 | |
RV790 | 959 000 000 | 2008 | ATI | TSMC | 55 nm | 282 mm 2 | |
GT200b Tesla | 1,400,000,000 | 2008 | Nvidia | TSMC, UMC | 55 nm | 470 mm 2 | |
GT200 Tesla | 1,400,000,000 | 2008 | Nvidia | TSMC | 65 mil morskich | 576 mm 2 | |
GT218 Tesla | 260.000.000 | 2009 | Nvidia | TSMC | 40 nm | 57mm 2 | |
GT216 Tesla | 486 000 000 | 2009 | Nvidia | TSMC | 40 nm | 100 mm 2 | |
GT215 Tesla | 727 000 000 | 2009 | Nvidia | TSMC | 40 nm | 144 mm 2 | |
RV740 | 826 000 000 | 2009 | ATI | TSMC | 40 nm | 137 mm 2 | |
Jałowiec RV840 | 1,040 000 000 | 2009 | ATI | TSMC | 40 nm | 166 mm 2 | |
Cyprys RV870 | 2 154 000 000 | 2009 | ATI | TSMC | 40 nm | 334 mm 2 | |
Cedr RV810 | 292.000.000 | 2010 | AMD (dawniej ATI) | TSMC | 40 nm | 59mm 2 | |
Redwood RV830 | 627 000 000 | 2010 | AMD | TSMC | 40 nm | 104 mm 2 | |
GF106 Fermi | 1 170 000 000 | 2010 | Nvidia | TSMC | 40 nm | 238 mm 2 | |
Barts RV940 | 1 700 000 000 | 2010 | AMD | TSMC | 40 nm | 255 mm 2 | |
Kajmany RV970 | 2 640 000 000 | 2010 | AMD | TSMC | 40 nm | 389 mm 2 | |
GF100 Fermi | 3 200 000 000 | Marzec 2010 | Nvidia | TSMC | 40 nm | 526 mm 2 | |
GF110 Fermi | 3 000 000 000 | Listopad 2010 | Nvidia | TSMC | 40 nm | 520 mm 2 | |
GF119 Fermi | 292.000.000 | 2011 | Nvidia | TSMC | 40 nm | 79 mm 2 | |
Caicos RV910 | 370.000.000 | 2011 | AMD | TSMC | 40 nm | 67mm 2 | |
GF108 Fermi | 585 000 000 | 2011 | Nvidia | TSMC | 40 nm | 116 mm 2 | |
Turcy RV930 | 716 000 000 | 2011 | AMD | TSMC | 40 nm | 118mm 2 | |
GF104 Fermi | 1 950 000 000 | 2011 | Nvidia | TSMC | 40 nm | 332 mm 2 | |
Tahiti | 4 312 711 873 | 2011 | AMD | TSMC | 28 mil morskich | 365 mm 2 | |
GK107 Kepler | 1 270 000 000 | 2012 | Nvidia | TSMC | 28 mil morskich | 118mm 2 | |
Wyspy Zielonego Przylądka | 1 500 000 000 | 2012 | AMD | TSMC | 28 mil morskich | 123 mm 2 | |
Kepler GK106 | 2 540 000 000 | 2012 | Nvidia | TSMC | 28 mil morskich | 221 mm 2 | |
Pitcairn | 2 800 000 000 | 2012 | AMD | TSMC | 28 mil morskich | 212 mm 2 | |
GK104 Kepler | 3 540 000 000 | 2012 | Nvidia | TSMC | 28 mil morskich | 294 mm 2 | |
Kepler GK110 | 7 080 000 000 | 2012 | Nvidia | TSMC | 28 mil morskich | 561 mm 2 | |
Olandia | 1,040 000 000 | 2013 | AMD | TSMC | 28 mil morskich | 90 mm 2 | |
Bonaire | 2 080 000 000 | 2013 | AMD | TSMC | 28 mil morskich | 160mm 2 | |
Durango ( Xbox One ) | 4 800 000 000 | 2013 | AMD | TSMC | 28 mil morskich | 375 mm 2 | |
Liverpool ( PlayStation 4 ) | Nieznany | 2013 | AMD | TSMC | 28 mil morskich | 348 mm 2 | |
Hawaje | 6 300 000 000 | 2013 | AMD | TSMC | 28 mil morskich | 438 mm 2 | |
GM107 Maxwell | 1,870,000,000 | 2014 | Nvidia | TSMC | 28 mil morskich | 148 mm 2 | |
GM206 Maxwell | 2 940 000 000 | 2014 | Nvidia | TSMC | 28 mil morskich | 228 mm 2 | |
Tonga | 5 000 000 000 | 2014 | AMD | TSMC, Global Foundries | 28 mil morskich | 366 mm 2 | |
GM204 Maxwell | 5 200 000 000 | 2014 | Nvidia | TSMC | 28 mil morskich | 398 mm 2 | |
GM200 Maxwell | 8 000 000 000 | 2015 | Nvidia | TSMC | 28 mil morskich | 601 mm 2 | |
Fidżi | 8 900 000 000 | 2015 | AMD | TSMC | 28 mil morskich | 596 mm 2 | |
Polaris 11 "Baffin" | 3 000 000 000 | 2016 | AMD | Samsung , Global Foundries | 14 mil morskich | 123 mm 2 | |
GP108 Pascal | 4 400 000 000 | 2016 | Nvidia | TSMC | 16 mil | 200 mm 2 | |
Durango 2 ( Xbox One S ) | 5 000 000 000 | 2016 | AMD | TSMC | 16 mil | 240 mm 2 | |
Neo ( PlayStation 4 Pro ) | 5 700 000 000 | 2016 | AMD | TSMC | 16 mil | 325 mm 2 | |
Polaris 10 "Ellesmere" | 5 700 000 000 | 2016 | AMD | Samsung, Global Foundries | 14 mil morskich | 232 mm 2 | |
GP104 Pascal | 7 200 000 000 | 2016 | Nvidia | TSMC | 16 mil | 314 mm 2 | |
GP100 Pascal | 15 300 000 000 | 2016 | Nvidia | TSMC, Samsung | 16 mil | 610 mm 2 | |
GP108 Pascal | 1.850.000.000 | 2017 | Nvidia | Samsung | 14 mil morskich | 74 mm 2 | |
Polaris 12 "Lexa" | 2 200 000 000 | 2017 | AMD | Samsung, Global Foundries | 14 mil morskich | 101 mm 2 | |
GP107 Pascal | 3 300 000 000 | 2017 | Nvidia | Samsung | 14 mil morskich | 132 mm 2 | |
Skorpion ( Xbox One X ) | 6 600 000 000 | 2017 | AMD | TSMC | 16 mil | 367 mm 2 | |
GP102 Pascal | 11 800 000 000 | 2017 | Nvidia | TSMC, Samsung | 16 mil | 471 mm 2 | |
Wega 10 | 12 500 000 000 | 2017 | AMD | Samsung, Global Foundries | 14 mil morskich | 484 mm 2 | |
GV100 Volta | 21 100 000 000 | 2017 | Nvidia | TSMC | 12 mil | 815 mm 2 | |
TU106 Turing | 10 800 000 000 | 2018 | Nvidia | TSMC | 12 mil | 445 mm 2 | |
Wega 20 | 13.230.000.000 | 2018 | AMD | TSMC | 7 mil | 331 mm 2 | |
TU104 Turing | 13 600 000 000 | 2018 | Nvidia | TSMC | 12 mil | 545 mm 2 | |
TU102 Turing | 18 600 000 000 | 2018 | Nvidia | TSMC | 12 mil | 754 mm 2 | |
TU117 Turing | 4 700 000 000 | 2019 | Nvidia | TSMC | 12 mil | 200 mm 2 | |
TU116 Turing | 6 600 000 000 | 2019 | Nvidia | TSMC | 12 mil | 284 mm 2 | |
Nawigacja 14 | 6 400 000 000 | 2019 | AMD | TSMC | 7 mil | 158 mm 2 | |
Nawigacja 10 | 10 300 000 000 | 2019 | AMD | TSMC | 7 mil | 251 mm 2 | |
GA100 Amper | 54 000 000 000 | 2020 | Nvidia | TSMC | 7 mil | 826 mm 2 | |
GA102 Amper | 28 000 000 000 | 2020 | Nvidia | Samsung | 8 nm | 628 mm 2 | |
GA104 Amper | 17 400 000 000 | 2020 | Nvidia | Samsung | 8 nm | 392 mm² |
FPGA
Pola programowalna macierz bramek (FPGA) jest scalony zaprojektowany być konfigurowane przez klienta lub projektanta po wytworzeniu.
FPGA | Liczba tranzystorów MOS | Data wprowadzenia | Projektant | Producent | Proces MOS | Powierzchnia | Ref |
---|---|---|---|---|---|---|---|
Virtex | 70 000 000 | 1997 | Xilinx | ||||
Virtex-E | 200 000 000 | 1998 | Xilinx | ||||
Virtex-II | 350 000 000 | 2000 | Xilinx | 130 mil morskich | |||
Virtex-II PRO | 430 000 000 | 2002 | Xilinx | ||||
Virtex-4 | 1 000 000 000 | 2004 | Xilinx | 90 nm | |||
Virtex-5 | 1 100 000 000 | 2006 | Xilinx | TSMC | 65 mil morskich | ||
Stratix IV | 2 500 000 000 | 2008 | Alternatywa | TSMC | 40 nm | ||
Stratix V | 3 800 000 000 | 2011 | Alternatywa | TSMC | 28 mil morskich | ||
Arria 10 | 5 300 000 000 | 2014 | Alternatywa | TSMC | 20 mil | ||
Virtex-7 2000T | 6 800 000 000 | 2011 | Xilinx | TSMC | 28 mil morskich | ||
Stratix 10 SX 2800 | 17 000 000 000 | TBD | Intel | Intel | 14 mil morskich | 560 mm 2 | |
Virtex-Ultrascale VU440 | 20 000 000 000 | I kwartał 2015 r. | Xilinx | TSMC | 20 mil | ||
Virtex-Ultrascale+ VU19P | 35 000 000 000 | 2020 | Xilinx | TSMC | 16 mil | 900 mm 2 | |
Versal VC1902 | 37 000 000 000 | 2H 2019 | Xilinx | TSMC | 7 mil | ||
Stratix 10 GX 10M | 43 300 000 000 | IV kwartał 2019 | Intel | Intel | 14 mil morskich | 1400 mm 2 | |
Versal VP1802 | 92 000 000 000 | 2021 ? | Xilinx | TSMC | 7 mil | ? |
Pamięć
Pamięć półprzewodnikowa jest elektronicznym nośnikiem danych , często wykorzystywanym jako pamięć komputerowa , zaimplementowanym na układach scalonych . Prawie wszystkie pamięci półprzewodnikowe od lat 70. XX wieku wykorzystywały tranzystory MOSFET (tranzystory MOS), zastępując wcześniejsze tranzystory bipolarne . Istnieją dwa główne typy pamięci półprzewodnikowej: pamięć o dostępie swobodnym (RAM) i pamięć nieulotna (NVM). Z kolei istnieją dwa główne typy pamięci RAM, dynamiczna pamięć o dostępie swobodnym (DRAM) i statyczna pamięć o dostępie swobodnym (SRAM), a także dwa główne typy NVM, pamięć flash i pamięć tylko do odczytu (ROM).
Typowa pamięć CMOS SRAM składa się z sześciu tranzystorów na komórkę. W przypadku pamięci DRAM 1T1C, co oznacza strukturę jednego tranzystora i jednego kondensatora, jest wspólne. Kondensator naładowany lub nie jest używany do przechowywania 1 lub 0. W przypadku pamięci flash dane są przechowywane w ruchomej bramce, a rezystancja tranzystora jest wykrywana w celu interpretacji przechowywanych danych. W zależności od tego, jak precyzyjnie można oddzielić rezystancję, jeden tranzystor może przechowywać do 3 bitów , co oznacza, że każdy tranzystor może mieć osiem różnych poziomów rezystancji. Jednak drobna skala wiąże się z kosztem powtarzalności, a więc niezawodnością. Zazwyczaj do dysków flash używa się niskiej jakości 2-bitowej pamięci flash MLC , więc dysk flash o pojemności 16 GB zawiera około 64 miliardy tranzystorów.
W przypadku chipów SRAM standardem były ogniwa z sześcioma tranzystorami (sześć tranzystorów na bit). Układy DRAM we wczesnych latach 70. miały komórki z trzema tranzystorami (trzy tranzystory na bit), zanim komórki z jednym tranzystorem (jeden tranzystor na bit) stały się standardem od czasów 4 KB DRAM w połowie lat 70. W jednopoziomowej pamięci flash każda komórka zawiera jeden tranzystor MOSFET z pływającą bramką (jeden tranzystor na bit), podczas gdy wielopoziomowa pamięć flash zawiera 2, 3 lub 4 bity na tranzystor.
Chipy pamięci flash są zwykle układane w warstwy, do 128 warstw w produkcji i zarządzane przez 136 warstw, i są dostępne w urządzeniach użytkowników końcowych do 69 warstw od producentów.
Nazwa chipa | Pojemność ( bity ) | Typ pamięci RAM | Liczba tranzystorów | Data wprowadzenia | Producent(y) | Proces MOS | Powierzchnia | Ref |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Nie dotyczy | 1-bitowy | SRAM ( komórka ) | 6 | 1963 | Fairchild | Nie dotyczy | Nie dotyczy | |
Nie dotyczy | 1-bitowy | DRAM (komórka) | 1 | 1965 | Toshiba | Nie dotyczy | Nie dotyczy | |
? | 8 bitowy | SRAM ( bipolarny ) | 48 | 1965 | karty charakterystyki , sygnetyka | ? | ? | |
SP95 | 16-bitowy | SRAM (dwubiegunowy) | 80 | 1965 | IBM | ? | ? | |
TMC3162 | 16-bitowy | SRAM ( TTL ) | 96 | 1966 | Transitron | Nie dotyczy | ? | |
? | ? | SRAM ( MOS ) | ? | 1966 | NEC | ? | ? | |
256-bitowy | DRAM ( IC ) | 256 | 1968 | Fairchild | ? | ? | ||
64-bitowy | SRAM ( PMOS ) | 384 | 1968 | Fairchild | ? | ? | ||
144-bitowy | SRAM ( NMOS ) | 864 | 1968 | NEC | ||||
1101 | 256-bitowy | SRAM (PMOS) | 1536 | 1969 | Intel | 12 000 mil morskich | ? | |
1102 | 1 KB | DRAM (PMOS) | 3072 | 1970 | Intel , Honeywell | ? | ? | |
1103 | 1 KB | DRAM (PMOS) | 3072 | 1970 | Intel | 8000 nm | 10 mm 2 | |
μPD403 | 1 KB | DRAM (NMOS) | 3072 | 1971 | NEC | ? | ? | |
? | 2 KB | DRAM (PMOS) | 6144 | 1971 | Instrument ogólny | ? | 12,7 mm 2 | |
2102 | 1 KB | SRAM (NMOS) | 6144 | 1972 | Intel | ? | ? | |
? | 8 KB | DRAM (PMOS) | 8192 | 1973 | IBM | ? | 18,8 mm 2 | |
5101 | 1 KB | SRAM ( CMOS ) | 6144 | 1974 | Intel | ? | ? | |
2116 | 16 KB | DRAM (NMOS) | 16 384 | 1975 | Intel | ? | ? | |
2114 | 4 KB | SRAM (NMOS) | 24 576 | 1976 | Intel | ? | ? | |
? | 4 KB | SRAM (CMOS) | 24 576 | 1977 | Toshiba | ? | ? | |
64 KB | DRAM (NMOS) | 65 536 | 1977 | NTT | ? | 35,4 mm 2 | ||
DRAM ( VMOS ) | 65 536 | 1979 | Siemens | ? | 25,2 mm 2 | |||
16 KB | SRAM (CMOS) | 98,304 | 1980 | Hitachi , Toshiba | ? | ? | ||
256 KB | DRAM (NMOS) | 262,144 | 1980 | NEC | 1500 nm | 41,6 mm 2 | ||
NTT | 1000 nm | 34,4 mm 2 | ||||||
64 KB | SRAM (CMOS) | 393 216 | 1980 | Matsushita | ? | ? | ||
288 KB | NAPARSTEK | 294 912 | 1981 | IBM | ? | 25 mm 2 | ||
64 KB | SRAM (NMOS) | 393 216 | 1982 | Intel | 1500 nm | ? | ||
256 KB | SRAM (CMOS) | 1 572 864 | 1984 | Toshiba | 1200 nm | ? | ||
8 Mb | NAPARSTEK | 8 388 608 | 5 stycznia 1984 r. | Hitachi | ? | ? | ||
16 Mb | DRAM ( CMOS ) | 16 777 216 | 1987 | NTT | 700 mil | 148 mm 2 | ||
4 Mb | SRAM (CMOS) | 25 165 824 | 1990 | NEC, Toshiba, Hitachi, Mitsubishi | ? | ? | ||
64 Mb | DRAM (CMOS) | 67 108 864 | 1991 | Matsushita , Mitsubishi, Fujitsu , Toshiba | 400 nm | |||
KM48SL2000 | 16 Mb | SDRAM | 16 777 216 | 1992 | Samsung | ? | ? | |
? | 16 Mb | SRAM (CMOS) | 100 663 296 | 1992 | Fujitsu, NEC | 400 nm | ? | |
256 Mb | DRAM (CMOS) | 268 435 456 | 1993 | Hitachi, NEC | 250 nm | |||
1 GB | NAPARSTEK | 1 073 741 824 | 9 stycznia 1995 | NEC | 250 nm | ? | ||
Hitachi | 160 nm | ? | ||||||
SDRAM | 1 073 741 824 | 1996 | Mitsubishi | 150 nm | ? | |||
SDRAM ( SOI ) | 1 073 741 824 | 1997 | Hyundai | ? | ? | |||
4 GB | DRAM ( 4-bitowy ) | 1 073 741 824 | 1997 | NEC | 150 nm | ? | ||
NAPARSTEK | 4 294 967 296 | 1998 | Hyundai | ? | ? | |||
8 GB | SDRAM ( DDR3 ) | 8 589 934 592 | kwiecień 2008 | Samsung | 50 nm | ? | ||
16 giga bajtów | SDRAM (DDR3) | 17 179 869 184 | 2008 | |||||
32 GB | SDRAM ( HBM2 ) | 34 359 738 368 | 2016 | Samsung | 20 mil | ? | ||
64 GB | SDRAM (HBM2) | 68 719 476 736 | 2017 | |||||
128 GB | SDRAM ( DDR4 ) | 137 438 953 472 | 2018 | Samsung | 10 nm | ? | ||
? | RAM (3DSoC) | ? | 2019 | Technologia SkyWater | 90 nm | ? |
Nazwa chipa | Pojemność ( bity ) | Typ lampy błyskowej | Liczba tranzystorów FGMOS | Data wprowadzenia | Producent(y) | Proces MOS | Powierzchnia | Ref |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
? | 256 KB | ANI | 262,144 | 1985 | Toshiba | 2000 nm | ? | |
1 Mb | ANI | 1 048 576 | 1989 | Zobaczq , Intel | ? | |||
4 Mb | NAND | 4194 304 | 1989 | Toshiba | 1000 nm | |||
16 Mb | ANI | 16 777 216 | 1991 | Mitsubishi | 600 nm | |||
DD28F032SA | 32 Mb | ANI | 33.554.432 | 1993 | Intel | ? | 280 mm 2 | |
? | 64 Mb | ANI | 67 108 864 | 1994 | NEC | 400 nm | ? | |
NAND | 67 108 864 | 1996 | Hitachi | |||||
128 MB | NAND | 134 217 728 | 1996 | Samsung , Hitachi | ? | |||
256 Mb | NAND | 268 435 456 | 1999 | Hitachi , Toshiba | 250 nm | |||
512 Mb | NAND | 536 870 912 | 2000 | Toshiba | ? | ? | ||
1 GB | 2-bitowa pamięć NAND | 536 870 912 | 2001 | Samsung | ? | ? | ||
Toshiba, SanDisk | 160 nm | ? | ||||||
2 GB | NAND | 2147483648 | 2002 | Samsung, Toshiba | ? | ? | ||
8 GB | NAND | 8 589 934 592 | 2004 | Samsung | 60 nm | ? | ||
16 giga bajtów | NAND | 17 179 869 184 | 2005 | Samsung | 50 nm | ? | ||
32 GB | NAND | 34 359 738 368 | 2006 | Samsung | 40 nm | |||
THGAM | 128 GB | Ułożone NAND | 128 000 000 000 | kwiecień 2007 | Toshiba | 56 nm | 252 mm 2 | |
THGBM | 256 GB | Ułożone NAND | 256 000 000 000 | 2008 | Toshiba | 43 mil morskich | 353 mm 2 | |
THGBM2 | 1 łyżka | Skumulowany 4-bitowy NAND | 256 000 000 000 | 2010 | Toshiba | 32 nm | 374 mm 2 | |
KLMCG8GE4A | 512 GB | Skumulowany 2-bitowy NAND | 256 000 000 000 | 2011 | Samsung | ? | 192 mm 2 | |
KLUFG8R1EM | 4 Tb | Skumulowany 3-bitowy V-NAND | 1 365 333 333 504 | 2017 | Samsung | ? | 150 mm 2 | |
eUFS (1 TB) | 8 Tb | Skumulowany 4-bitowy V-NAND | 2 048 000 000 000 | 2019 | Samsung | ? | 150 mm 2 |
Nazwa chipa | Pojemność ( bity ) | Typ pamięci ROM | Liczba tranzystorów | Data wprowadzenia | Producent(y) | Proces MOS | Powierzchnia | Ref |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
? | ? | BAL STUDENCKI | ? | 1956 | Arma | Nie dotyczy | ? | |
1 KB | ROM ( MOS ) | 1024 | 1965 | Ogólna mikroelektronika | ? | ? | ||
3301 | 1 KB | ROM ( dwubiegunowy ) | 1024 | 1969 | Intel | Nie dotyczy | ? | |
1702 | 2 KB | EPROM (MOS) | 2048 | 1971 | Intel | ? | 15 mm 2 | |
? | 4 KB | ROM (MOS) | 4096 | 1974 | AMD , instrument ogólny | ? | ? | |
2708 | 8 KB | EPROM (MOS) | 8192 | 1975 | Intel | ? | ? | |
? | 2 KB | EEPROM (MOS) | 2048 | 1976 | Toshiba | ? | ? | |
µCOM-43 ROM | 16 KB | PROM ( PMO ) | 16 000 | 1977 | NEC | ? | ? | |
2716 | 16 KB | EPROM ( TTL ) | 16 384 | 1977 | Intel | Nie dotyczy | ? | |
EA8316F | 16 KB | ROM ( NMOS ) | 16 384 | 1978 | Tablice elektroniczne | ? | 436 mm 2 | |
2732 | 32 KB | EPROM | 32 768 | 1978 | Intel | ? | ? | |
2364 | 64 KB | ROM | 65 536 | 1978 | Intel | ? | ? | |
2764 | 64 KB | EPROM | 65 536 | 1981 | Intel | 3500 nm | ? | |
27128 | 128 KB | EPROM | 131 072 | 1982 | Intel | ? | ||
27256 | 256 KB | EPROM ( HMOS ) | 262,144 | 1983 | Intel | ? | ? | |
? | 256 KB | EPROM ( CMOS ) | 262,144 | 1983 | Fujitsu | ? | ? | |
512 KB | EPROM (NMOS) | 524 288 | 1984 | AMD | 1700 nm | ? | ||
27512 | 512 KB | EPROM (HMOS) | 524 288 | 1984 | Intel | ? | ? | |
? | 1 Mb | EPROM (CMOS) | 1 048 576 | 1984 | NEC | 1200 nm | ? | |
4 Mb | EPROM (CMOS) | 4194 304 | 1987 | Toshiba | 800 nm | |||
16 Mb | EPROM (CMOS) | 16 777 216 | 1990 | NEC | 600 nm | |||
MROM | 16 777 216 | 1995 | AKM , Hitachi | ? | ? |
Komputery tranzystorowe
Zanim wynaleziono tranzystory, przekaźniki były używane w komercyjnych maszynach do tablicowania i wczesnych eksperymentalnych komputerach. Pierwszy na świecie roboczego programowalne , w pełni automatyczny komputer cyfrowy , 1941 Z3 22- bitowe słowo długość komputer, miał 2600 przekaźników, a pracuje przy częstotliwości zegara około 4-5 Hz . Komputer o numerach zespolonych z 1940 roku miał mniej niż 500 przekaźników, ale nie był w pełni programowalny. Najwcześniejsze praktyczne komputery wykorzystywały lampy próżniowe i logikę półprzewodnikową . ENIAC miał 18 000 lamp próżniowych, 7200 diod krystalicznych i 1500 przekaźników, przy czym wiele lamp próżniowych zawierało dwa elementy triodowe .
Druga generacja komputerów to komputery tranzystorowe z płytami wypełnionymi dyskretnymi tranzystorami, diodami półprzewodnikowymi i magnetycznymi rdzeniami pamięci . Eksperymentalny 48-bitowy komputer tranzystorowy z 1953 r. , opracowany na Uniwersytecie w Manchesterze , jest powszechnie uważany za pierwszy komputer tranzystorowy, który został uruchomiony w dowolnym miejscu na świecie (prototyp miał 92 tranzystory stykowe i 550 diod). Późniejsza wersja maszyny z 1955 roku miała łącznie 250 tranzystorów złączowych i 1300 diod stykowych. Komputer zastosował również niewielką liczbę lamp w generatorze zegara, więc nie był to pierwszy w pełni tranzystorowy. ETL Mark III, opracowany w Laboratorium Elektrotechnicznym w 1956 roku, mógł być pierwszym komputerem elektronicznym opartym na tranzystorach, wykorzystującym metodę programów zapisanych w pamięci . Miał około „130 tranzystorów stykowych i około 1800 diod germanowych wykorzystanych do elementów logicznych, które były umieszczone na 300 pakietach wtyczek, które można było wsuwać i wysuwać”. Architektura dziesiętna IBM 7070 z 1958 roku była pierwszym w pełni programowalnym komputerem tranzystorowym. Posiadał około 30 000 tranzystorów germanowych ze złączami stopowymi i 22 000 diod germanowych na około 14 000 kartach Standard Modular System (SMS). MOBIDIC z 1959 roku , skrót od „MOBIle Digital Computer”, o wadze 12 000 funtów (6,0 ton amerykańskich) zamontowany w przyczepie ciężarówki z naczepą , był komputerem tranzystorowym do danych z pola bitwy.
Trzecia generacja komputerów wykorzystywała układy scalone (IC). 15-bitowy komputer Apollo Guidance Computer z 1962 roku wykorzystywał „około 4000 obwodów typu G” (3-wejściowa bramka NOR) dla około 12 000 tranzystorów plus 32 000 rezystorów. IBM System / 360 , wprowadzono 1964 stosowane dyskretnych tranzystorów hybrydowych obwodu opakowania. 12-bitowy procesor PDP-8 z 1965 r. miał 1409 dyskretnych tranzystorów i ponad 10 000 diod na wielu kartach. Późniejsze wersje, począwszy od 1968 PDP-8/I, wykorzystywały układy scalone. PDP-8 został później ponownie zaimplementowany jako mikroprocesor jako Intersil 6100 , patrz poniżej.
Kolejną generacją komputerów były mikrokomputery , począwszy od Intel 4004 z 1971 roku . który używał tranzystorów MOS . Były one używane w komputerach domowych lub komputerach osobistych (PC).
Ta lista obejmuje wczesne komputery tranzystorowe (druga generacja) i komputery oparte na układach scalonych (trzecia generacja) z lat 50. i 60. XX wieku.
Komputer | Liczba tranzystorów | Rok | Producent | Uwagi | Ref |
---|---|---|---|---|---|
Komputer tranzystorowy | 92 | 1953 | Uniwersytet w Manchesterze | Tranzystory punktowe , 550 diod. Brak możliwości przechowywania programu. | |
TRADYC | 700 | 1954 | Laboratoria Bell | Tranzystory punktowe | |
Komputer tranzystorowy (pełny rozmiar) | 250 | 1955 | Uniwersytet w Manchesterze | Dyskretne tranzystory stykowe, 1300 diod | |
IBM 608 | 3000 | 1955 | IBM | Tranzystory germanowe | |
ETL Mark III | 130 | 1956 | Laboratorium Elektrotechniczne | Tranzystory punktowe, 1800 diod, możliwość przechowywania programu | |
Metrovicka 950 | 200 | 1956 | Metropolitan-Vickers | Dyskretne tranzystory złączowe | |
NEC NEAC-2201 | 600 | 1958 | NEC | Tranzystory germanowe | |
Hitachi MARS-1 | 1000 | 1958 | Hitachi | ||
IBM 7070 | 30 000 | 1958 | IBM | Tranzystory germanowe ze złączem stopowym, 22 000 diod | |
Matsushita MADIC-I | 400 | 1959 | Matsushita | Tranzystory bipolarne | |
NEC NEAC-2203 | 2579 | 1959 | NEC | ||
Toshiba TOSBAC-2100 | 5000 | 1959 | Toshiba | ||
IBM 7090 | 50 000 | 1959 | IBM | Dyskretne tranzystory germanowe | |
PDP-1 | 2700 | 1959 | Digital Equipment Corporation | Tranzystory dyskretne | |
Mitsubishi MELCOM 1101 | 3500 | 1960 | Mitsubishi | Tranzystory germanowe | |
M18 FADAC | 1600 | 1960 | Autonetyka | Tranzystory dyskretne | |
D-17B | 1521 | 1962 | Autonetyka | Tranzystory dyskretne | |
NEC NEAC-L2 | 16 000 | 1964 | NEC | Tranzystory Ge | |
System IBM/360 | ? | 1964 | IBM | Obwody hybrydowe | |
PDP-8/I | 1409 | 1968 | Digital Equipment Corporation | Obwody TTL serii 74 | |
Blok komputera naprowadzania Apollo I | 12.300 | 1966 | Raytheon / Laboratorium Aparatury MIT | 4100 układów scalonych , z których każdy zawiera 3-tranzystorową, 3-wejściową bramkę NOR. (Blok II miał 2800 podwójnych 3-wejściowych układów NOR bramek.) |
Funkcje logiczne
Liczba tranzystorów dla ogólnych funkcji logicznych jest oparta na statycznej implementacji CMOS .
Funkcjonować | Liczba tranzystorów | Ref |
---|---|---|
NIE | 2 | |
Bufor | 4 | |
NAND 2 wejścia | 4 | |
NOR 2 wejścia | 4 | |
ORAZ 2 wejścia | 6 | |
LUB 2 wejścia | 6 | |
NAND 3 wejścia | 6 | |
NOR 3-wejściowy | 6 | |
XOR 2 wejścia | 6 | |
XNOR 2 wejścia | 8 | |
MUX 2 wejścia z TG | 6 | |
MUX 4-wejściowy z TG | 18 | |
NIE MUX 2 wejścia | 8 | |
MUX 4-wejściowy | 24 | |
1-bitowy sumator pełny | 28 | |
1-bitowy sumator–odejmujący | 48 | |
AND-LUB-INVERT | 6 | |
Zatrzask, D bramkowany | 8 | |
Flip-flop, dynamiczne D wyzwalane krawędzią z resetem | 12 | |
8-bitowy mnożnik | 3000 | |
16-bitowy mnożnik | 9000 | |
32-bitowy mnożnik | 21 000 | |
integracja na małą skalę | 2–100 | |
integracja na średnią skalę | 100–500 | |
integracja na dużą skalę | 500–20 000 | |
integracja na bardzo dużą skalę | 20 000–1 000 000 | |
integracja na bardzo dużą skalę | >1 000 000 |
Systemy równoległe
Historycznie każdy element przetwarzający we wcześniejszych systemach równoległych — podobnie jak wszystkie ówczesne procesory — był komputerem szeregowym zbudowanym z wielu chipów. Wraz ze wzrostem liczby tranzystorów na chip, każdy element przetwarzający może być zbudowany z mniejszej liczby chipów, a później każdy chip procesora wielordzeniowego może zawierać więcej elementów przetwarzających.
Goodyear MPP : (1983?) 8 procesorów pikselowych na chip, od 3000 do 8000 tranzystorów na chip.
Brunel University Scape (jednoukładowy element przetwarzania macierzy): (1983) 256 procesorów pikseli na chip, od 120 000 do 140 000 tranzystorów na chip.
Cell Broadband Engine : (2006) z 9 rdzeniami na chip, miał 234 miliony tranzystorów na chip.
Inne urządzenia
Rodzaj urządzenia | Nazwa urządzenia | Liczba tranzystorów | Data wprowadzenia | Projektanci | Producent(y) | Proces MOS | Powierzchnia | Ref |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Silnik głębokiego uczenia / IPU | Kolos GC2 | 23 600 000 000 | 2018 | Rdzeń graficzny | TSMC | 16 mil | ~800 mm 2 | |
Silnik głębokiego uczenia / IPU | Silnik waflowy | 1 200 000 000 000 | 2019 | Cerebras | TSMC | 16 mil | 46 225 mm 2 | |
Silnik głębokiego uczenia / IPU | Silnik waflowy 2 | 2 600 000 000 000 | 2020 | Cerebras | TSMC | 7 mil | 46 225 mm 2 |
Gęstość tranzystorów
Gęstość tranzystora liczba tranzystorów jest wytwarzanych na jednostkę powierzchni, zwykle mierzoną w kategoriach liczby tranzystorów na milimetr kwadratowy (w mm 2 ). Gęstość tranzystora zwykle koreluje z długością bramki węzła półprzewodnikowego (znaną również jako proces wytwarzania półprzewodników ), zwykle mierzoną w nanometrach (nm). Od 2019 r. węzeł półprzewodnikowy o największej gęstości tranzystorów to 5 nanometrowy węzeł TSMC , z 171,3 milionami tranzystorów na milimetr kwadratowy.
Węzły MOSFET
Nazwa węzła | Gęstość tranzystorów (tranzystory/mm 2 ) | Rok produkcji | Proces | MOSFET | Producent(y) | Ref |
---|---|---|---|---|---|---|
? | ? | 1960 | 20 000 nm | PMO | Laboratoria Bell | |
? | ? | 1960 | 20 000 nm | NMOS | ||
? | ? | 1963 | ? | CMOS | Fairchild | |
? | ? | 1964 | ? | PMO | Ogólna mikroelektronika | |
? | ? | 1968 | 20 000 nm | CMOS | RCA | |
? | ? | 1969 | 12 000 mil morskich | PMO | Intel | |
? | ? | 1970 | 10 000 nm | CMOS | RCA | |
? | 300 | 1970 | 8000 nm | PMO | Intel | |
? | ? | 1971 | 10 000 nm | PMO | Intel | |
? | 480 | 1971 | ? | PMO | Instrument ogólny | |
? | ? | 1973 | ? | NMOS | Instrumenty Texas | |
? | 220 | 1973 | ? | NMOS | Mostek | |
? | ? | 1973 | 7500 nm | NMOS | NEC | |
? | ? | 1973 | 6000 nm | PMO | Toshiba | |
? | ? | 1976 | 5000 nm | NMOS | Hitachi , Intel | |
? | ? | 1976 | 5000 nm | CMOS | RCA | |
? | ? | 1976 | 4000 nm | NMOS | Zilog | |
? | ? | 1976 | 3000 nm | NMOS | Intel | |
? | 1850 | 1977 | ? | NMOS | NTT | |
? | ? | 1978 | 3000 nm | CMOS | Hitachi | |
? | ? | 1978 | 2500 nm | NMOS | Instrumenty Texas | |
? | ? | 1978 | 2000 nm | NMOS | NEC, NTT | |
? | 2600 | 1979 | ? | VMOS | Siemens | |
? | 7280 | 1979 | 1000 nm | NMOS | NTT | |
? | 7620 | 1980 | 1000 nm | NMOS | NTT | |
? | ? | 1983 | 2000 nm | CMOS | Toshiba | |
? | ? | 1983 | 1500 nm | CMOS | Intel | |
? | ? | 1983 | 1200 nm | CMOS | Intel | |
? | ? | 1984 | 800 nm | CMOS | NTT | |
? | ? | 1987 | 700 mil | CMOS | Fujitsu | |
? | ? | 1989 | 600 nm | CMOS | Mitsubishi , NEC, Toshiba | |
? | ? | 1989 | 500 nm | CMOS | Hitachi, Mitsubishi, NEC, Toshiba | |
? | ? | 1991 | 400 nm | CMOS | Matsushita , Mitsubishi, Fujitsu, Toshiba | |
? | ? | 1993 | 350 nm | CMOS | Sony | |
? | ? | 1993 | 250 nm | CMOS | Hitachi, NEC | |
3LM | 32 000 | 1994 | 350 nm | CMOS | NEC | |
? | ? | 1995 | 160 nm | CMOS | Hitachi | |
? | ? | 1996 | 150 nm | CMOS | Mitsubishi | |
TSMC 180 nm | ? | 1998 | 180 nm | CMOS | TSMC | |
CS80 | ? | 1999 | 180 nm | CMOS | Fujitsu | |
? | ? | 1999 | 180 nm | CMOS | Intel, Sony, Toshiba | |
CS85 | ? | 1999 | 170 nm | CMOS | Fujitsu | |
Samsung 140 nm | ? | 1999 | 140 mil morskich | CMOS | Samsung | |
? | ? | 2001 | 130 mil morskich | CMOS | Fujitsu, Intel | |
Samsung 100 nm | ? | 2001 | 100 nm | CMOS | Samsung | |
? | ? | 2002 | 90 nm | CMOS | Sony, Toshiba, Samsung | |
CS100 | ? | 2003 | 90 nm | CMOS | Fujitsu | |
Intel 90 nm | 1,450,000 | 2004 | 90 nm | CMOS | Intel | |
Samsung 80 nm | ? | 2004 | 80 nm | CMOS | Samsung | |
? | ? | 2004 | 65 mil morskich | CMOS | Fujitsu, Toshiba | |
Samsung 60 nm | ? | 2004 | 60 nm | CMOS | Samsung | |
TSMC 45 nm | ? | 2004 | 45 mil morskich | CMOS | TSMC | |
Elpida 90 nm | ? | 2005 | 90 nm | CMOS | Pamięć Elpidy | |
CS200 | ? | 2005 | 65 mil morskich | CMOS | Fujitsu | |
Samsung 50 nm | ? | 2005 | 50 nm | CMOS | Samsung | |
Intel 65 nm | 2 080 000 | 2006 | 65 mil morskich | CMOS | Intel | |
Samsung 40 nm | ? | 2006 | 40 nm | CMOS | Samsung | |
Toshiba 56 nm | ? | 2007 | 56 nm | CMOS | Toshiba | |
Matsushita 45 mil morskich | ? | 2007 | 45 mil morskich | CMOS | Matsushita | |
Intel 45 nm | 3 300 000 | 2008 | 45 mil morskich | CMOS | Intel | |
Toshiba 43 mil morskich | ? | 2008 | 43 mil morskich | CMOS | Toshiba | |
TSMC 40 nm | ? | 2008 | 40 nm | CMOS | TSMC | |
Toshiba 32 nm | ? | 2009 | 32 nm | CMOS | Toshiba | |
Intel 32 nm | 7 500 000 | 2010 | 32 nm | CMOS | Intel | |
? | ? | 2010 | 20 mil | CMOS | Hynix , Samsung | |
Intel 22 nm | 15 300 000 | 2012 | 22 mil | CMOS | Intel | |
IMFT 20 nm | ? | 2012 | 20 mil | CMOS | IMFT | |
Toshiba 19 mil morskich | ? | 2012 | 19 mil | CMOS | Toshiba | |
Hynix 16 nm | ? | 2013 | 16 mil | FinFET | SK Hynix | |
TSMC 16 nm | 28 880 000 | 2013 | 16 mil | FinFET | TSMC | |
Samsung 10 nm | 51 820 000 | 2013 | 10 nm | FinFET | Samsung | |
Inteligentna 14 nm | 37 500 000 | 2014 | 14 mil morskich | FinFET | Intel | |
14LP | 32 940 000 | 2015 | 14 mil morskich | FinFET | Samsung | |
TSMC 10 nm | 52.5100.000 | 2016 | 10 nm | FinFET | TSMC | |
12LP | 36 710 000 | 2017 | 12 mil | FinFET | GlobalFoundries , Samsung | |
N7FF | 96 500 000 | 2017 | 7 mil | FinFET | TSMC | |
8LPP | 61 180 000 | 2018 | 8 nm | FinFET | Samsung | |
7LPE | 95 300 000 | 2018 | 7 mil | FinFET | Samsung | |
Intel 10 nm | 100 760 000 | 2018 | 14 mil morskich | FinFET | Intel | |
5LPE | 126 530 000 | 2018 | 5 nm | FinFET | Samsung | |
N7FF+ | 113 900 000 | 2019 | 7 mil | FinFET | TSMC | |
CLN5FF | 171 300 000 | 2019 | 5 nm | FinFET | TSMC | |
Intel 7 | 100 760 000 | 2021 | 10 nm | FinFET | Intel | |
TSMC 3 nm | ? | ? | 3 nm | FinFET | TSMC | |
Samsung 3 nm | ? | ? | 3 nm | GAAFET | Samsung | |
Intel 4 | ? | ? | 7 mil | FinFET | Intel |
Zobacz też
- Liczba bramek , alternatywna metryka
- Skalowanie Dennarda
- Branża elektroniczna
- Układ scalony
- Lista najlepiej sprzedających się urządzeń elektronicznych
- Lista przykładów skali półprzewodnikowej
- MOSFET
- Półprzewodnik
- Urządzenie półprzewodnikowe
- Produkcja urządzeń półprzewodnikowych
- Przemysł półprzewodników
- Tranzystor
- Systemy Cerebras