Количество транзисторов - Transistor count
Изготовление полупроводниковых приборов |
---|
Масштабирование MOSFET ( технологические узлы ) |
Количество транзисторов - это количество транзисторов в электронном устройстве. Это , как правило , относится к числу МОП - транзисторов (металл-оксид-полупроводник полевых транзисторов или МОП - транзисторов) по отношению к интегральной схемы (ИС), так как все современные микросхемы используют МОП - транзисторов. Это наиболее распространенная мера сложности ИС (хотя большинство транзисторов в современных микропроцессорах содержится в кэш-памяти , состоящей в основном из тех же схем ячеек памяти, многократно реплицированных). Скорость увеличения количества МОП-транзисторов обычно соответствует закону Мура , согласно которому количество транзисторов удваивается примерно каждые два года.
По состоянию 2019, наибольшее число транзисторов в коммерчески доступного микропроцессора 39.54 млрд МОП - транзисторов, в AMD «ы Zen 2 на основе Epyc Рим , который представляет собой 3D интегральной схемы (с восемью штампами в одном корпусе) , изготовленных с использованием TSMC » ы 7 нм Процесс производства полупроводников FinFET . В 2020, самый высокий число транзисторов через Графический процессор (GPU) является Nvidia «ы GA100 Ампер с 54 млрд МОП - транзисторов, изготовленных с использованием TSMC в процесс 7 нм . По состоянию 2019, самый высокий число транзисторов в любом кристалле интегральной схемы был Samsung «ы 1 терабайт eUFS ( 3D стеками ) V-NAND флэш - чип памяти , с 2 триллионов с плавающей затвора полевых МОП - транзисторов ( 4 бита на транзистор ). По состоянию на 2020 год наибольшее количество транзисторов в любой микросхеме IC - это механизм глубокого обучения под названием Wafer Scale Engine 2 от Cerebras , использующий особую конструкцию для обхода любого нефункционального ядра устройства; в нем 2,6 триллиона полевых МОП-транзисторов, изготовленных по 7-нм техпроцессу TSMC FinFET.
Год | Составная часть | Имя | Количество полевых МОП-транзисторов (в миллиардах) |
---|---|---|---|
2019 г. | микропроцессор (коммерческий) |
Эпик Рим | 39 |
2020 г. | GPU | GA100 ампер | 54 |
2019 г. | любая микросхема | Чип Samsung V-NAND | 2000 г. |
2020 г. | любая микросхема | Вафельный двигатель 2 | 2600 |
Что касается компьютерных систем, которые состоят из множества интегральных схем, суперкомпьютером с наибольшим количеством транзисторов по состоянию на 2016 год является разработанный в Китае Sunway TaihuLight , который имеет для всех процессоров / узлов в совокупности «около 400 триллионов транзисторов в вычислительной части аппаратного обеспечения. «и« DRAM включает около 12 квадриллионов транзисторов, а это около 97 процентов всех транзисторов ». Для сравнения: самый маленький компьютер , по состоянию на 2018 год затмеваемый рисовой крупой, имеет порядка 100000 транзисторов. Ранние экспериментальные твердотельные компьютеры имели всего 130 транзисторов, но использовали большое количество диодной логики . Первый компьютер с углеродными нанотрубками имеет 178 транзисторов и представляет собой 1-битный компьютер с одним набором инструкций , более поздний - 16-разрядный (в то время как набор команд - 32-разрядный RISC-V ).
Что касается общего количества существующих транзисторов, было подсчитано, что всего 13 секстиллионов ( 1,3 × 10 22 ) МОП-транзисторы производились во всем мире в период с 1960 по 2018 год. На МОП-транзисторы приходится не менее 99,9% всех транзисторов, большинство из которых использовалось для флеш- памяти NAND, произведенной в начале 21 века. Это делает полевой МОП-транзистор самым широко производимым устройством в истории.
Количество транзисторов
Среди первых продуктов, в которых использовались транзисторы, были портативные транзисторные радиоприемники , представленные в 1954 году, в которых обычно использовалось от 4 до 8 транзисторов, номер часто указывается на корпусе радиоприемника. Однако ранние переходные транзисторы были относительно громоздкими устройствами, которые было трудно производить в массовом производстве , что ограничивало количество транзисторов и ограничивало их использование рядом специализированных приложений.
MOSFET (МОП - транзистор), изобретенный Mohamed Atalla и Давон Канг в Bell Labs в 1959 году, был первым по- настоящему компактный транзистор , который может быть миниатюрными и массового производства для широкого спектра применений. MOSFET позволил создавать интегральные схемы высокой плотности (ИС), используя закон Мура и очень крупномасштабную интеграцию . Аталла впервые предложил концепцию микросхемы МОП-интегральной схемы (МОП-ИС) в 1960 году, а затем Канг в 1961 году, отметив, что простота изготовления МОП-транзистора делает его полезным для интегральных схем. Самой ранней экспериментальной МОП-микросхемой, которая была продемонстрирована, была микросхема с 16 транзисторами, построенная Фредом Хейманом и Стивеном Хофштейном в RCA Laboratories в 1962 году. Дальнейшая крупномасштабная интеграция стала возможной благодаря усовершенствованию производства полупроводниковых устройств MOSFET , процессу CMOS , разработанному компанией Чих-Тан Сах и Фрэнк Ванласс из Fairchild Semiconductor в 1963 году.
По мере того как промышленность по производству микросхем переходит на новые процессы, количество транзисторов на единицу площади продолжает расти. Количество транзисторов и плотность транзисторов часто называют техническими достижениями.
Микропроцессоры
Микропроцессор включает в себя функции компьютера центрального процессора на одной интегральной схеме . Это многоцелевое программируемое устройство, которое принимает цифровые данные в качестве входных, обрабатывает их в соответствии с инструкциями, хранящимися в его памяти, и выдает результаты на выходе.
Развитие технологии интегральных схем МОП в 1960-х годах привело к разработке первых микропроцессоров. 20-битный MP944 , разработанный Garrett AiResearch для ВМС США «s F-14 Tomcat истребителя в 1970 году, по мнению его создателя Ray Холт быть первым микропроцессором. Это был многокристальный микропроцессор, изготовленный на шести МОП-микросхемах. Однако до 1998 года он был классифицирован ВМФ. 4-битный Intel 4004 , выпущенный в 1971 году, был первым однокристальным микропроцессором. Это стало возможным благодаря улучшению МОП - дизайна, MOS кремниевого затвора технологии (СТГ), разработанный в 1968 году в Fairchild Semiconductor по Федерико Фаггин , который продолжал использовать технологию MOS SGT развивать 4004 с Маркиан Хофф , Стэнли Mazor и Masatoshi Шима из Intel .
Все микросхемы, например, более миллиона транзисторов, имеют много памяти, обычно кэш-память на уровне 1 и 2 или более, что составляет большинство транзисторов на микропроцессорах в наше время, где большие кеши стали нормой. Кэш-память уровня 1 кристалла Pentium Pro составляла более 14% его транзисторов, в то время как гораздо больший кэш L2 находился на отдельном кристалле, но внутри корпуса, поэтому он не учитывается в подсчете транзисторов. Более поздние чипы включали больше уровней, L2 или даже L3 на кристалле. В последнем чипе DEC Alpha 90% кэш-памяти.
Хотя небольшой кэш Intel i960CA объемом 1 КБ, содержащий около 50 000 транзисторов, не является большой частью чипа, он сам по себе был бы очень большим в ранних микропроцессорах. В чипе ARM 3 с 4 КБ кэш-память составляла более 63% чипа, а в Intel 80486 его больший объем кеш-памяти составляет лишь более трети его, потому что остальная часть чипа более сложна. Таким образом, кэш-память является самым большим фактором, за исключением ранних чипов с меньшим кешем или даже более ранних чипов без кеша вообще. Тогда внутренняя сложность, например количество инструкций, является доминирующим фактором, больше, чем, например, память, которую представляют регистры микросхемы.
Процессор | Количество МОП-транзисторов | Дата введения |
Дизайнер |
МОП- процесс ( нм ) |
Площадь ( мм 2 ) |
---|---|---|---|---|---|
MP944 (20 бит, 6 микросхем, всего 28 микросхем) | 74 442 (5360 без ПЗУ и ОЗУ) | 1970 г. | Гаррет АйИсследование | ? | ? |
Intel 4004 (4-битный, 16-контактный) | 2250 | 1971 г. | Intel | 10,000 нм | 12 мм 2 |
TMX 1795 (? -Бит, 24-контактный) | 3078 | 1971 г. | Инструменты Техаса | ? | 30 мм 2 |
Intel 8008 (8-разрядный, 18-контактный) | 3500 | 1972 г. | Intel | 10,000 нм | 14 мм 2 |
NEC μCOM-4 (4-битный, 42-контактный) | 2,500 | 1973 | NEC | 7500 нм | ? |
Toshiba TLCS-12 (12-бит) | 11 000+ | 1973 | Toshiba | 6000 нм | 32 мм 2 |
Intel 4040 (4-битный, 16-контактный) | 3 000 | 1974 г. | Intel | 10,000 нм | 12 мм 2 |
Motorola 6800 (8 бит, 40 контактов) | 4 100 | 1974 г. | Motorola | 6000 нм | 16 мм 2 |
Intel 8080 (8 бит, 40 контактов) | 6000 | 1974 г. | Intel | 6000 нм | 20 мм 2 |
TMS 1000 (4 бит, 28 контактов) | 8 000 | 1974 г. | Инструменты Техаса | 8000 нм | 11 мм 2 |
MOS Technology 6502 (8 бит, 40 контактов) | 4,528 | 1975 г. | Технология MOS | 8000 нм | 21 мм 2 |
Intersil IM6100 (12 бит, 40 контактов; клон PDP-8 ) | 4 000 | 1975 г. | Интерсил | ? | ? |
CDP 1801 (8 бит, 2 микросхемы, 40 контактов) | 5 000 | 1975 г. | RCA | ? | ? |
RCA 1802 (8 бит, 40 контактов) | 5 000 | 1976 г. | RCA | 5000 нм | 27 мм 2 |
Zilog Z80 (8-битный, 4-битный ALU , 40-контактный) | 8 500 | 1976 г. | Зилог | 4000 нм | 18 мм 2 |
Intel 8085 (8 бит, 40 контактов) | 6 500 | 1976 г. | Intel | 3000 нм | 20 мм 2 |
TMS9900 (16 бит) | 8 000 | 1976 г. | Инструменты Техаса | ? | ? |
Bellmac-8 (8-бит) | 7 000 | 1977 г. | Bell Labs | 5000 нм | ? |
Motorola 6809 (8-битный с некоторыми 16-битными функциями , 40-контактный) | 9 000 | 1978 г. | Motorola | 5000 нм | 21 мм 2 |
Intel 8086 (16 бит, 40 контактов) | 29 000 | 1978 г. | Intel | 3000 нм | 33 мм 2 |
Zilog Z8000 (16 бит) | 17 500 | 1979 г. | Зилог | ? | ? |
Intel 8088 (16-битная, 8-битная шина данных) | 29 000 | 1979 г. | Intel | 3000 нм | 33 мм 2 |
Motorola 68000 (16/32-битные, 32-битные регистры, 16-битный ALU ) | 68 000 | 1979 г. | Motorola | 3500 нм | 44 мм 2 |
Intel 8051 (8 бит, 40 контактов) | 50 000 | 1980 г. | Intel | ? | ? |
WDC 65C02 | 11 500 | 1981 г. | WDC | 3000 нм | 6 мм 2 |
ROMP (32-бит) | 45 000 | 1981 г. | IBM | 2000 нм | ? |
Intel 80186 (16 бит, 68 контактов) | 55 000 | 1982 г. | Intel | 3000 нм | 60 мм 2 |
Intel 80286 (16 бит, 68 контактов) | 134 000 | 1982 г. | Intel | 1500 нм | 49 мм 2 |
WDC 65C816 (8/16-бит) | 22 000 | 1983 г. | WDC | 3000 нм | 9 мм 2 |
NEC V20 | 63 000 | 1984 | NEC | ? | ? |
Motorola 68020 (32-бит; используется 114 контактов) | 190 000 | 1984 | Motorola | 2000 нм | 85 мм 2 |
Intel 80386 (32-разрядный, 132-контактный; без кеша) | 275 000 | 1985 г. | Intel | 1500 нм | 104 мм 2 |
ARM 1 (32-разрядная; без кеша) | 25 000 | 1985 г. | Желудь | 3000 нм | 50 мм 2 |
Novix NC4016 (16-бит) | 16 000 | 1985 г. | Harris Corporation | 3000 нм | ? |
SPARC MB86900 (32-разрядный; без кеша) | 110 000 | 1986 г. | Fujitsu | 1200 нм | ? |
NEC V60 (32-разрядная версия, без кеша) | 375 000 | 1986 г. | NEC | 1500 нм | ? |
ARM 2 (32-разрядный, 84-контактный; без кеша) | 27 000 | 1986 г. | Желудь | 2000 нм | 30,25 мм 2 |
Z80000 (32-битный; очень маленький кеш) | 91 000 | 1986 г. | Зилог | ? | ? |
NEC V70 (32-бит, без кеша) | 385 000 | 1987 г. | NEC | 1500 нм | ? |
Hitachi Gmicro / 200 | 730 000 | 1987 г. | Hitachi | 1000 морских миль | ? |
Motorola 68030 (32-бит, очень маленькие кеши) | 273 000 | 1987 г. | Motorola | 800 нм | 102 мм 2 |
Микросхема 32-битной машины Lisp от TI Explorer | 553 000 | 1987 г. | Инструменты Техаса | 2000 нм | ? |
DEC WRL MultiTitan | 180 000 | 1988 г. | DEC WRL | 1500 нм | 61 мм 2 |
Intel i960 (32-разрядная, 33-разрядная подсистема памяти , без кеша) | 250 000 | 1988 г. | Intel | 1500 нм | ? |
Intel i960CA (32-бит, кэш) | 600 000 | 1989 г. | Intel | 800 нм | 143 мм 2 |
Intel i860 (32/64-бит, 128-битный SIMD , кэш, VLIW ) | 1 000 000 | 1989 г. | Intel | ? | ? |
Intel 80486 (32-бит, кэш 4 КБ) | 1 180 235 | 1989 г. | Intel | 1000 нм | 173 мм 2 |
ARM 3 (32-бит, кэш 4 КБ) | 310 000 | 1989 г. | Желудь | 1500 нм | 87 мм 2 |
Motorola 68040 (32-разрядная версия, кэш 8 КБ) | 1,200,000 | 1990 г. | Motorola | 650 нм | 152 мм 2 |
R4000 (64-бит, 16 КБ кешей) | 1,350,000 | 1991 г. | MIPS | 1000 морских миль | 213 мм 2 |
ARM 6 (32-разрядная версия, без кеша для этого варианта 60) | 35 000 | 1991 г. | РУКА | 800 нм | ? |
Hitachi SH-1 (32-бит, без кеша) | 600 000 | 1992 г. | Hitachi | 800 нм | 10 мм 2 |
Intel i960CF (32-бит, кэш) | 900 000 | 1992 г. | Intel | ? | 125 мм 2 |
DEC Alpha 21064 (64-разрядная, 290-контактная; 16 КБ кэш-памяти) | 1,680,000 | 1992 г. | DEC | 750 нм | 233,52 мм 2 |
Hitachi HARP-1 (32-бит, кеш) | 2 800 000 | 1993 г. | Hitachi | 500 нм | 267 мм 2 |
Pentium (32-битный, 16 КБ кешей) | 3 100 000 | 1993 г. | Intel | 800 нм | 294 мм 2 |
ARM700 (32-разрядный; кэш 8 КБ) | 578 977 | 1994 г. | РУКА | 700 нм | 68,51 мм 2 |
MuP21 (21 бит, 40 контактов; включает видео ) | 7 000 | 1994 г. | Offete Enterprises | 1200 нм | ? |
Motorola 68060 (32-бит, 16 КБ кешей) | 2 500 000 | 1994 г. | Motorola | 600 нм | 218 мм 2 |
PowerPC 601 (32-бит, 32 КБ кешей) | 2 800 000 | 1994 г. | Apple / IBM / Motorola | 600 нм | 121 мм 2 |
SA-110 (32-бит, 32 КБ кешей) | 2 500 000 | 1995 г. | Желудь / Дек / Яблоко | 350 нм | 50 мм 2 |
Pentium Pro (32-разрядный, 16 КБ кеш-памяти; кэш L2 входит в комплект поставки, но на отдельном кристалле) | 5 500 000 | 1995 г. | Intel | 500 нм | 307 мм 2 |
AMD K5 (32-бит, кеши) | 4 300 000 | 1996 г. | AMD | 500 нм | 251 мм 2 |
Hitachi SH-4 (32-бит, кеши) | 10 000 000 | 1997 г. | Hitachi | 200 нм | 42 мм 2 |
Pentium II Klamath (32-битный, 64-битный SIMD , кеши) | 7 500 000 | 1997 г. | Intel | 350 нм | 195 мм 2 |
AMD K6 (32-бит, кеши) | 8 800 000 | 1997 г. | AMD | 350 нм | 162 мм 2 |
F21 (21 бит; включает, например, видео ) | 15 000 | 1997 г. | Offete Enterprises | ? | ? |
AVR (8-битный, 40-контактный; с памятью) | 140 000 (48 000 без памяти ) | 1997 г. | Скандинавские СБИС / Atmel | ? | ? |
Pentium II Deschutes (32-разрядный, большой кэш) | 7 500 000 | 1998 г. | Intel | 250 нм | 113 мм 2 |
ARM 9TDMI (32-бит, без кеша) | 111 000 | 1999 г. | Желудь | 350 нм | 4,8 мм 2 |
Pentium III Katmai (32-битный, 128-битный SIMD, кеши) | 9 500 000 | 1999 г. | Intel | 250 нм | 128 мм 2 |
Emotion Engine (64-битный, 128-битный SIMD , кеш) | 13 500 000 | 1999 г. | Sony / Toshiba | 180 нм | 240 мм 2 |
Pentium II Mobile Dixon (32-бит, кэш) | 27 400 000 | 1999 г. | Intel | 180 нм | 180 мм 2 |
AMD K6-III (32-бит, кеши) | 21 300 000 | 1999 г. | AMD | 250 нм | 118 мм 2 |
AMD K7 (32-бит, кеши) | 22 000 000 | 1999 г. | AMD | 250 нм | 184 мм 2 |
Gekko (32-бит, большой кеш) | 21 000 000 | 2000 г. | IBM / Nintendo | 180 нм | 43 мм 2 |
Pentium III Coppermine (32-бит, большой кэш) | 21 000 000 | 2000 г. | Intel | 180 нм | 80 мм 2 |
Pentium 4 Willamette (32-бит, большой кеш) | 42 000 000 | 2000 г. | Intel | 180 нм | 217 мм 2 |
SPARC64 V (64-разрядный, большой кеш) | 191 000 000 | 2001 г. | Fujitsu | 130 нм | 290 мм 2 |
Pentium III Tualatin (32-битный, большой кэш) | 45 000 000 | 2001 г. | Intel | 130 нм | 81 мм 2 |
Pentium 4 Northwood (32-битный, большой кэш) | 55 000 000 | 2002 г. | Intel | 130 нм | 145 мм 2 |
Itanium 2 McKinley (64-разрядная версия, большой кэш) | 220 000 000 | 2002 г. | Intel | 180 нм | 421 мм 2 |
DEC Alpha 21364 (64-разрядная, 946-контактная, SIMD, очень большие кэши) | 152 000 000 | 2003 г. | DEC | 180 нм | 397 мм 2 |
Barton (32-бит, большой кеш) | 54 300 000 | 2003 г. | AMD | 130 нм | 101 мм 2 |
AMD K8 (64-бит, большой кеш) | 105 900 000 | 2003 г. | AMD | 130 нм | 193 мм 2 |
Itanium 2 Madison 6M (64-разрядная) | 410 000 000 | 2003 г. | Intel | 130 нм | 374 мм 2 |
Pentium 4 Prescott (32-битный, большой кэш) | 112 000 000 | 2004 г. | Intel | 90 нм | 110 мм 2 |
SPARC64 V + (64-бит, большой кеш) | 400 000 000 | 2004 г. | Fujitsu | 90 нм | 294 мм 2 |
Itanium 2 (64-разрядная; кэш 9 МБ ) | 592 000 000 | 2004 г. | Intel | 130 нм | 432 мм 2 |
Pentium 4 Prescott-2M (32-битный, большой кэш) | 169 000 000 | 2005 г. | Intel | 90 нм | 143 мм 2 |
Pentium D Smithfield (32-битный, большой кэш) | 228 000 000 | 2005 г. | Intel | 90 нм | 206 мм 2 |
Ксенон (64 бит, 128 бит SIMD, большой кеш) | 165 000 000 | 2005 г. | IBM | 90 нм | ? |
Ячейка (32-битная, кеш) | 250 000 000 | 2005 г. | Sony / IBM / Toshiba | 90 нм | 221 мм 2 |
Pentium 4 Cedar Mill (32-бит, большой кэш) | 184 000 000 | 2006 г. | Intel | 65 нм | 90 мм 2 |
Pentium D Presler (32-бит, большой кеш) | 362 000 000 | 2006 г. | Intel | 65 нм | 162 мм 2 |
Core 2 Duo Conroe (двухъядерный 64-разрядный, большие кеши) | 291 000 000 | 2006 г. | Intel | 65 нм | 143 мм 2 |
Двухъядерный Itanium 2 (64-бит, SIMD , большие кеши) | 1 700 000 000 | 2006 г. | Intel | 90 нм | 596 мм 2 |
Четырехъядерный процессор AMD K10 2M L3 (64-разрядная версия, большой кэш) | 463 000 000 | 2007 г. | AMD | 65 нм | 283 мм 2 |
ARM Cortex-A9 (32-битная, (опционально) SIMD , кеши) | 26 000 000 | 2007 г. | РУКА | 45 нм | 31 мм 2 |
Core 2 Duo Wolfdale (двухъядерный 64-бит, SIMD , кеши) | 411 000 000 | 2007 г. | Intel | 45 нм | 107 мм 2 |
POWER6 (64-битные, большие кеши) | 789 000 000 | 2007 г. | IBM | 65 нм | 341 мм 2 |
Core 2 Duo Allendale (двухъядерный 64-разрядный, SIMD , большие кеши) | 169 000 000 | 2007 г. | Intel | 65 нм | 111 мм 2 |
Uniphier | 250 000 000 | 2007 г. | Мацусита | 45 нм | ? |
SPARC64 VI (64-бит, SIMD , большие кеши) | 540 000 000 | 2007 г. | Fujitsu | 90 нм | 421 мм 2 |
Core 2 Duo Wolfdale 3M (двухъядерный 64-разрядный, SIMD , большие кеши) | 230 000 000 | 2008 г. | Intel | 45 нм | 83 мм 2 |
Core i7 (четырехъядерный 64-бит, SIMD , большие кеши) | 731 000 000 | 2008 г. | Intel | 45 нм | 263 мм 2 |
Четырехъядерный процессор AMD K10 6M L3 (64-бит, SIMD , большие кеши) | 758 000 000 | 2008 г. | AMD | 45 нм | 258 мм 2 |
Atom (32-бит, большой кеш) | 47 000 000 | 2008 г. | Intel | 45 нм | 24 мм 2 |
SPARC64 VII (64-бит, SIMD , большие кеши) | 600 000 000 | 2008 г. | Fujitsu | 65 нм | 445 мм 2 |
Шестиядерный Xeon 7400 (64-бит, SIMD , большие кеши) | 1 900 000 000 | 2008 г. | Intel | 45 нм | 503 мм 2 |
Шестиядерный Opteron 2400 (64-бит, SIMD , большие кеши) | 904 000 000 | 2009 г. | AMD | 45 нм | 346 мм 2 |
SPARC64 VIIIfx (64-бит, SIMD , большие кеши) | 760 000 000 | 2009 г. | Fujitsu | 45 нм | 513 мм 2 |
SPARC T3 (16-ядерный, 64-битный, SIMD , большие кеши) | 1 000 000 000 | 2010 г. | Солнце / Оракул | 40 нм | 377 мм 2 |
Шестиядерный Core i7 (Gulftown) | 1 170 000 000 | 2010 г. | Intel | 32 нм | 240 мм 2 |
POWER7 32M L3 (8-ядерный, 64-разрядный, SIMD , большие кэши) | 1 200 000 000 | 2010 г. | IBM | 45 нм | 567 мм 2 |
Четырехъядерный процессор z196 (64-битный, очень большой кэш) | 1,400,000,000 | 2010 г. | IBM | 45 нм | 512 мм 2 |
Четырехъядерный Itanium Tukwila (64-бит, SIMD , большие кеши) | 2 000 000 000 | 2010 г. | Intel | 65 нм | 699 мм 2 |
Xeon Nehalem-EX (8-ядерный 64-бит, SIMD , большие кеши) | 2 300 000 000 | 2010 г. | Intel | 45 нм | 684 мм 2 |
SPARC64 IXfx (64-бит, SIMD , большие кеши) | 1 870 000 000 | 2011 г. | Fujitsu | 40 нм | 484 мм 2 |
Четырехъядерный + GPU Core i7 (64-бит, SIMD , большие кеши) | 1 160 000 000 | 2011 г. | Intel | 32 нм | 216 мм 2 |
Шестиядерный Core i7 / 8-ядерный Xeon E5 (Sandy Bridge-E / EP) (64-бит, SIMD , большие кеши) |
2 270 000 000 | 2011 г. | Intel | 32 нм | 434 мм 2 |
Xeon Westmere-EX (10-ядерный 64-битный, SIMD , большие кеши) | 2 600 000 000 | 2011 г. | Intel | 32 нм | 512 мм 2 |
Атом "Медфилд" (64-бит) | 432 000 000 | 2012 г. | Intel | 32 нм | 64 мм 2 |
SPARC64 X (64-бит, SIMD , кеши) | 2 990 000 000 | 2012 г. | Fujitsu | 28 нм | 600 мм 2 |
AMD Bulldozer (8-ядерный 64-бит, SIMD , кеши) | 1 200 000 000 | 2012 г. | AMD | 32 нм | 315 мм 2 |
Четырехъядерный + GPU AMD Trinity (64-бит, SIMD , кеши) | 1 303 000 000 | 2012 г. | AMD | 32 нм | 246 мм 2 |
Четырехъядерный + GPU Core i7 Ivy Bridge (64-бит, SIMD , кеши) | 1,400,000,000 | 2012 г. | Intel | 22 морских миль | 160 мм 2 |
POWER7 + (8-ядерный, 64-разрядный, SIMD , кэш L3 80 МБ) | 2 100 000 000 | 2012 г. | IBM | 32 нм | 567 мм 2 |
Шесть-жильный zEC12 (64-бит, SIMD , большие кэши) | 2 750 000 000 | 2012 г. | IBM | 32 нм | 597 мм 2 |
Itanium Poulson (8-ядерный 64-бит, SIMD , кеши) | 3 100 000 000 | 2012 г. | Intel | 32 нм | 544 мм 2 |
Xeon Phi (61-ядерный 32-битный, 512-битный SIMD , кеши) | 5 000 000 000 | 2012 г. | Intel | 22 морских миль | 720 мм 2 |
Apple A7 (двухъядерный 64/32-битный ARM64 , «мобильная SoC », SIMD , кеши) | 1 000 000 000 | 2013 | яблоко | 28 нм | 102 мм 2 |
Шестиядерный Core i7 Ivy Bridge E (64-бит, SIMD , кеши) | 1 860 000 000 | 2013 | Intel | 22 морских миль | 256 мм 2 |
POWER8 (12-ядерный 64-битный, SIMD , кеши) | 4 200 000 000 | 2013 | IBM | 22 морских миль | 650 мм 2 |
Основная SoC Xbox One (64-разрядная, SIMD , кеши) | 5 000 000 000 | 2013 | Microsoft / AMD | 28 нм | 363 мм 2 |
Четырехъядерный + GPU Core i7 Haswell (64-бит, SIMD , кеши) | 1,400,000,000 | 2014 г. | Intel | 22 морских миль | 177 мм 2 |
Apple A8 (двухъядерный 64/32-битный ARM64 «мобильная SoC», SIMD , кеши) | 2 000 000 000 | 2014 г. | яблоко | 20 нм | 89 мм 2 |
Core i7 Haswell-E (8-ядерный 64-бит, SIMD , кеши) | 2 600 000 000 | 2014 г. | Intel | 22 морских миль | 355 мм 2 |
Apple A8X (трехъядерный 64/32-битный ARM64 «мобильная SoC», SIMD , кеши) | 3 000 000 000 | 2014 г. | яблоко | 20 нм | 128 мм 2 |
Xeon Ivy Bridge-EX (15-ядерный 64-бит, SIMD , кеши) | 4 310 000 000 | 2014 г. | Intel | 22 морских миль | 541 мм 2 |
Xeon Haswell-E5 (18-ядерный 64-бит, SIMD , кеши) | 5 560 000 000 | 2014 г. | Intel | 22 морских миль | 661 мм 2 |
Четырехъядерный + GPU GT2 Core i7 Skylake K (64-бит, SIMD , кеши) | 1,750,000,000 | 2015 г. | Intel | 14 морских миль | 122 мм 2 |
Двухъядерный + GPU Iris Core i7 Broadwell-U (64-бит, SIMD , кеши) | 1 900 000 000 | 2015 г. | Intel | 14 морских миль | 133 мм 2 |
Apple A9 (двухъядерный 64/32-битный ARM64 «мобильная SoC», SIMD , кеши) | 2 000 000 000+ | 2015 г. | яблоко | 14 нм ( Samsung ) |
96 мм 2 ( Samsung ) |
16 нм ( TSMC ) |
104,5 мм 2 ( TSMC ) |
||||
Apple A9X (двухъядерный 64/32-битный ARM64 «мобильная SoC», SIMD , кеши) | 3 000 000 000+ | 2015 г. | яблоко | 16 нм | 143,9 мм 2 |
IBM z13 (64-бит, кеши) | 3 990 000 000 | 2015 г. | IBM | 22 морских миль | 678 мм 2 |
Контроллер хранения IBM z13 | 7 100 000 000 | 2015 г. | IBM | 22 морских миль | 678 мм 2 |
SPARC M7 (32-ядерный, 64-битный, SIMD , кеши) | 10 000 000 000 | 2015 г. | Oracle | 20 нм | ? |
Qualcomm Snapdragon 835 (восьмиядерный 64/32-битный ARM64 «мобильная SoC», SIMD , кеши) | 3 000 000 000 | 2016 г. | Qualcomm | 10 нм | 72,3 мм 2 |
Core i7 Broadwell-E (10-ядерный 64-бит, SIMD , кеши) | 3 200 000 000 | 2016 г. | Intel | 14 морских миль | 246 мм 2 |
Apple A10 Fusion (четырехъядерный 64/32-битный ARM64 «мобильная SoC», SIMD , кеши) | 3 300 000 000 | 2016 г. | яблоко | 16 нм | 125 мм 2 |
HiSilicon Kirin 960 (восьмиядерный 64/32-битный ARM64 «мобильная SoC», SIMD , кеши) | 4 000 000 000 | 2016 г. | Huawei | 16 нм | 110.00 мм 2 |
Xeon Broadwell-E5 (22 ядра, 64 бит, SIMD , кеши) | 7 200 000 000 | 2016 г. | Intel | 14 морских миль | 456 мм 2 |
Xeon Phi (72-ядерный 64-битный, 512-битный SIMD , кеши) | 8 000 000 000 | 2016 г. | Intel | 14 морских миль | 683 мм 2 |
Zip CPU (32-битный, для FPGA ) | 1286 6-LUT | 2016 г. | Технология Gisselquist | ? | ? |
Qualcomm Snapdragon 845 (восьмиядерный 64/32-битный ARM64 «мобильная SoC», SIMD , кеши) | 5 300 000 000 | 2017 г. | Qualcomm | 10 нм | 94 мм 2 |
Qualcomm Snapdragon 850 (восьмиядерный 64/32-битный ARM64 «мобильная SoC», SIMD , кеши) | 5 300 000 000 | 2017 г. | Qualcomm | 10 нм | 94 мм 2 |
Apple A11 Bionic (шестиядерный 64/32-битный ARM64 «мобильная SoC», SIMD , кеши) | 4 300 000 000 | 2017 г. | яблоко | 10 нм | 89,23 мм 2 |
Zeppelin SoC Ryzen (64-бит, SIMD , кеши) | 4 800 000 000 | 2017 г. | AMD | 14 морских миль | 192 мм 2 |
Ryzen 5 1600 Ryzen (64-бит, SIMD , кеши) | 4 800 000 000 | 2017 г. | AMD | 14 морских миль | 213 мм 2 |
Ryzen 5 1600 X Ryzen (64-бит, SIMD , кеши) | 4 800 000 000 | 2017 г. | AMD | 14 морских миль | 213 мм 2 |
IBM z14 (64-бит, SIMD , кеши) | 6 100 000 000 | 2017 г. | IBM | 14 морских миль | 696 мм 2 |
Контроллер хранения IBM z14 (64-разрядная версия ) | 9 700 000 000 | 2017 г. | IBM | 14 морских миль | 696 мм 2 |
HiSilicon Kirin 970 (восьмиядерный 64/32-битный ARM64 «мобильная SoC», SIMD , кеши) | 5 500 000 000 | 2017 г. | Huawei | 10 нм | 96,72 мм 2 |
Xbox One X (Project Scorpio) основная SoC (64-бит, SIMD , кеши) | 7 000 000 000 | 2017 г. | Microsoft / AMD | 16 нм | 360 мм 2 |
Xeon Platinum 8180 (28-ядерный, 64-битный, SIMD , кеш-память) | 8 000 000 000 | 2017 г. | Intel | 14 морских миль | ? |
POWER9 (64-бит, SIMD , кеши) | 8 000 000 000 | 2017 г. | IBM | 14 морских миль | 695 мм 2 |
Чип базовой платформы Freedom U500 (E51, 4 × U54) RISC-V (64-бит, кэш) | 250 000 000 | 2017 г. | SiFive | 28 нм | ~ 30 мм 2 |
SPARC64 XII (12-ядерный 64-разрядный, SIMD , кеши) | 5 450 000 000 | 2017 г. | Fujitsu | 20 нм | 795 мм 2 |
Apple A10X Fusion (шестиядерный 64/32-битный ARM64 «мобильная SoC», SIMD , кеши) | 4 300 000 000 | 2017 г. | яблоко | 10 нм | 96,40 мм 2 |
Centriq 2400 (64/32-бит, SIMD , кеши) | 18 000 000 000 | 2017 г. | Qualcomm | 10 нм | 398 мм 2 |
AMD Epyc (32-ядерный, 64-битный, SIMD , кеши) | 19 200 000 000 | 2017 г. | AMD | 14 морских миль | 768 мм 2 |
HiSilicon Kirin 710 (восьмиядерный ARM64 «мобильная SoC», SIMD , кеши) | 5 500 000 000 | 2018 г. | Huawei | 12 нм | ? |
Apple A12 Bionic (шестиядерный ARM64 «мобильная SoC», SIMD , кеши) | 6 900 000 000 | 2018 г. | яблоко | 7 нм | 83,27 мм 2 |
HiSilicon Kirin 980 (восьмиядерный ARM64 «мобильная SoC», SIMD , кеши) | 6 900 000 000 | 2018 г. | Huawei | 7 нм | 74,13 мм 2 |
Qualcomm Snapdragon 8cx / SCX8180 (восьмиядерный ARM64 «мобильная SoC», SIMD , кеши) | 8 500 000 000 | 2018 г. | Qualcomm | 7 нм | 112 мм 2 |
Qualcomm Snapdragon 855 (восьмиядерный 64/32-битный ARM64 «мобильный SoC», SIMD , кеши) | 6 700 000 000 | 2019 г. | Qualcomm | 7 нм | 73 мм² |
Qualcomm Snapdragon 865 (восьмиядерный 64/32-битный ARM64 «мобильная SoC», SIMD , кеши) | 10 300 000 000 | 2020 г. | Qualcomm | 7 нм | 83,54 мм2 |
Apple A12X Bionic (восьмиядерный 64/32-битный ARM64 «мобильная SoC», SIMD , кеши) | 10 000 000 000 | 2018 г. | яблоко | 7 нм | 122 мм 2 |
Fujitsu A64FX (64/32-бит, SIMD , кэш) | 8 786 000 000 | 2018 г. | Fujitsu | 7 нм | ? |
Tegra Xavier SoC (64/32-разрядная) | 9 000 000 000 | 2018 г. | Nvidia | 12 нм | 350 мм 2 |
AMD Ryzen 7 3700X (64-разрядная, SIMD , кэш, матрица ввода-вывода) | 5 990 000 000 | 2019 г. | AMD | 7 и 12 нм ( TSMC ) | 199 (74 + 125) мм 2 |
HiSilicon Kirin 990 4G | 8 000 000 000 | 2019 г. | Huawei | 7 нм | 90.00 мм 2 |
Apple A13 (шестиядерный 64-битный ARM64 «мобильная SoC», SIMD , кеши) | 8 500 000 000 | 2019 г. | яблоко | 7 нм | 98,48 мм 2 |
AMD Ryzen 9 3900X (64-разрядная версия, SIMD , кеш- память, матрица ввода-вывода) | 9 890 000 000 | 2019 г. | AMD | 7 и 12 нм ( TSMC ) | 273 мм 2 |
HiSilicon Kirin 990 5G | 10 300 000 000 | 2019 г. | Huawei | 7 нм | 113.31 мм 2 |
AWS Graviton2 (64-разрядная, 64-ядерная на базе ARM, SIMD , кеши) | 30 000 000 000 | 2019 г. | Амазонка | 7 нм | ? |
AMD Epyc Rome (64-бит, SIMD , кеши) | 39 540 000 000 | 2019 г. | AMD | 7 и 12 нм ( TSMC ) | 1008 мм 2 |
TI Jacinto TDA4VM (ARM A72, DSP, SRAM) | 3 500 000 000 | 2020 г. | Инструменты Техаса | 16 нм | |
Apple A14 Bionic (шестиядерный 64-битный ARM64 «мобильная SoC», SIMD , кеши) | 11 800 000 000 | 2020 г. | яблоко | 5 нм | 88 мм 2 |
Apple M1 (восьмиядерный 64-битный ARM64 SoC, SIMD , кеши) | 16 000 000 000 | 2020 г. | яблоко | 5 нм | 119 мм 2 |
HiSilicon Kirin 9000 | 15 300 000 000 | 2020 г. | Huawei | 5 нм | 114 мм 2 |
Яблоко A15 | 15 000 000 000 | 2021 г. | яблоко | 5 нм | 107,68 мм 2 |
AMD Ryzen 7 5800H (64-разрядная, SIMD , кеши, ввод-вывод и графический процессор) | 10 700 000 000 | 2021 г. | AMD | 7 нм | 180 мм 2 |
Apple M1 Max (10 ядер, 64 бит) | 57 000 000 000 | 2021 г. | яблоко | 5 нм |
Графические процессоры
А графический процессор (GPU) является специализированной электронной схемой предназначена для быстрого манипулировать и альтер памяти для ускорения здания изображений в буфере кадра , предназначенных для вывода на дисплей.
Разработчик обращается к технологической компании, которая разрабатывает логику микросхемы интегральной схемы (например, Nvidia и AMD ). Под производителем подразумевается полупроводниковая компания, которая изготавливает микросхемы, используя свой процесс производства полупроводников на литейном производстве (например, TSMC и Samsung Semiconductor ). Количество транзисторов в микросхеме зависит от производственного процесса производителя, при этом меньшие полупроводниковые узлы обычно обеспечивают более высокую плотность транзисторов и, следовательно, большее количество транзисторов.
Память с произвольным доступом (ОЗУ) , который поставляется с графическими процессорами (например, VRAM , SGRAM или НВМ ) значительно увеличивает общее число транзисторов, причем память , как правило , составляет большинство транзисторов в видеокартах . Например, Nvidia «S Тесла Р100 имеет 15 млрд FinFETs ( 16 нм ) в GPU в дополнение к 16 ГБ из HBM2 памяти, на общую сумму около 150 миллиардов транзисторов на графической плате. Следующая таблица не включает память. Сведения о количестве транзисторов памяти см. В разделе « Память » ниже.
Процессор | Количество МОП-транзисторов | Дата введения | Дизайнер (ы) | Производитель (и) | MOS процесс | Площадь | Ссылка |
---|---|---|---|---|---|---|---|
µPD7220 GDC | 40 000 | 1982 г. | NEC | NEC | 5000 нм | ||
ARTC HD63484 | 60 000 | 1984 | Hitachi | Hitachi | |||
CBM Agnus | 21 000 | 1985 г. | Коммодор | CSG | 5000 нм | ||
YM7101 VDP | 100 000 | 1988 г. | Ямаха , Сега | Ямаха | |||
Том и Джерри | 750 000 | 1993 г. | Вспышка | IBM | |||
VDP1 | 1 000 000 | 1994 г. | Sega | Hitachi | 500 нм | ||
Sony GPU | 1 000 000 | 1994 г. | Toshiba | LSI | 500 нм | ||
NV1 | 1 000 000 | 1995 г. | Nvidia , Sega | SGS | 500 нм | 90 мм 2 | |
Реальный сопроцессор | 2 600 000 | 1996 г. | SGI | NEC | 350 нм | 81 мм 2 | |
PowerVR | 1,200,000 | 1996 г. | VideoLogic | NEC | 350 нм | ||
Вуду Графика | 1 000 000 | 1996 г. | 3dfx | TSMC | 500 нм | ||
Вуду Раш | 1 000 000 | 1997 г. | 3dfx | TSMC | 500 нм | ||
NV3 | 3 500 000 | 1997 г. | Nvidia | SGS, TSMC | 350 нм | 90 мм 2 | |
PowerVR2 CLX2 | 10 000 000 | 1998 г. | VideoLogic | NEC | 250 нм | 116 мм 2 | |
i740 | 3 500 000 | 1998 г. | Intel , Real3D | Real3D | 350 нм | ||
Вуду 2 | 4 000 000 | 1998 г. | 3dfx | TSMC | 350 нм | ||
Вуду Раш | 4 000 000 | 1998 г. | 3dfx | TSMC | 350 нм | ||
Рива ТНТ | 7 000 000 | 1998 г. | Nvidia | TSMC | 350 нм | ||
PowerVR2 PMX1 | 6 000 000 | 1999 г. | VideoLogic | NEC | 250 нм | ||
Ярость 128 | 8 000 000 | 1999 г. | ATI | TSMC, UMC | 250 нм | 70 мм 2 | |
Вуду 3 | 8 100 000 | 1999 г. | 3dfx | TSMC | 250 нм | ||
Графический синтезатор | 43 000 000 | 1999 г. | Sony , Toshiba | Sony , Toshiba | 180 нм | 279 мм 2 | |
NV5 | 15 000 000 | 1999 г. | Nvidia | TSMC | 250 нм | ||
NV10 | 17 000 000 | 1999 г. | Nvidia | TSMC | 220 нм | 111 мм 2 | |
Вуду 4 | 14 000 000 | 2000 г. | 3dfx | TSMC | 220 нм | ||
NV11 | 20 000 000 | 2000 г. | Nvidia | TSMC | 180 нм | 65 мм 2 | |
NV15 | 25 000 000 | 2000 г. | Nvidia | TSMC | 180 нм | 81 мм 2 | |
Вуду 5 | 28 000 000 | 2000 г. | 3dfx | TSMC | 220 нм | ||
R100 | 30 000 000 | 2000 г. | ATI | TSMC | 180 нм | 97 мм 2 | |
Флиппер | 51 000 000 | 2000 г. | ArtX | NEC | 180 нм | 106 мм 2 | |
PowerVR3 KYRO | 14 000 000 | 2001 г. | Воображение | ST | 250 нм | ||
PowerVR3 KYRO II | 15 000 000 | 2001 г. | Воображение | ST | 180 нм | ||
NV2A | 60 000 000 | 2001 г. | Nvidia | TSMC | 150 нм | ||
NV20 | 57 000 000 | 2001 г. | Nvidia | TSMC | 150 нм | 128 мм 2 | |
R200 | 60 000 000 | 2001 г. | ATI | TSMC | 150 нм | 68 мм 2 | |
NV25 | 63 000 000 | 2002 г. | Nvidia | TSMC | 150 нм | 142 мм 2 | |
R300 | 107 000 000 | 2002 г. | ATI | TSMC | 150 нм | 218 мм 2 | |
R360 | 117 000 000 | 2003 г. | ATI | TSMC | 150 нм | 218 мм 2 | |
NV38 | 135 000 000 | 2003 г. | Nvidia | TSMC | 130 нм | 207 мм 2 | |
R480 | 160 000 000 | 2004 г. | ATI | TSMC | 130 нм | 297 мм 2 | |
NV40 | 222 000 000 | 2004 г. | Nvidia | IBM | 130 нм | 305 мм 2 | |
Ксенос | 232 000 000 | 2005 г. | ATI | TSMC | 90 нм | 182 мм 2 | |
Синтезатор реальности RSX | 300 000 000 | 2005 г. | Nvidia, Sony | Sony | 90 нм | 186 мм 2 | |
G70 | 303 000 000 | 2005 г. | Nvidia | TSMC, сертифицированный | 110 нм | 333 мм 2 | |
R520 | 321 000 000 | 2005 г. | ATI | TSMC | 90 нм | 288 мм 2 | |
R580 | 384 000 000 | 2006 г. | ATI | TSMC | 90 нм | 352 мм 2 | |
G80 | 681 000 000 | 2006 г. | Nvidia | TSMC | 90 нм | 480 мм 2 | |
G86 Тесла | 210 000 000 | 2007 г. | Nvidia | TSMC | 80 нм | 127 мм 2 | |
G84 Тесла | 289 000 000 | 2007 г. | Nvidia | TSMC | 80 нм | 169 мм 2 | |
R600 | 700 000 000 | 2007 г. | ATI | TSMC | 80 нм | 420 мм 2 | |
G92 | 754 000 000 | 2007 г. | Nvidia | TSMC, UMC | 65 нм | 324 мм 2 | |
G98 Тесла | 210 000 000 | 2008 г. | Nvidia | TSMC | 65 нм | 86 мм 2 | |
RV710 | 242 000 000 | 2008 г. | ATI | TSMC | 55 нм | 73 мм 2 | |
G96 Тесла | 314 000 000 | 2008 г. | Nvidia | TSMC | 55 нм | 121 мм 2 | |
G94 Тесла | 505 000 000 | 2008 г. | Nvidia | TSMC | 65 нм | 240 мм 2 | |
RV730 | 514 000 000 | 2008 г. | ATI | TSMC | 55 нм | 146 мм 2 | |
RV670 | 666 000 000 | 2008 г. | ATI | TSMC | 55 нм | 192 мм 2 | |
RV770 | 956 000 000 | 2008 г. | ATI | TSMC | 55 нм | 256 мм 2 | |
RV790 | 959 000 000 | 2008 г. | ATI | TSMC | 55 нм | 282 мм 2 | |
GT200b Тесла | 1,400,000,000 | 2008 г. | Nvidia | TSMC, UMC | 55 нм | 470 мм 2 | |
GT200 Тесла | 1,400,000,000 | 2008 г. | Nvidia | TSMC | 65 нм | 576 мм 2 | |
GT218 Тесла | 260 000 000 | 2009 г. | Nvidia | TSMC | 40 нм | 57 мм 2 | |
GT216 Тесла | 486 000 000 | 2009 г. | Nvidia | TSMC | 40 нм | 100 мм 2 | |
GT215 Тесла | 727 000 000 | 2009 г. | Nvidia | TSMC | 40 нм | 144 мм 2 | |
RV740 | 826 000 000 | 2009 г. | ATI | TSMC | 40 нм | 137 мм 2 | |
Можжевельник RV840 | 1 040 000 000 | 2009 г. | ATI | TSMC | 40 нм | 166 мм 2 | |
Кипарисовый RV870 | 2 154 000 000 | 2009 г. | ATI | TSMC | 40 нм | 334 мм 2 | |
Кедр RV810 | 292 000 000 | 2010 г. | AMD (ранее ATI) | TSMC | 40 нм | 59 мм 2 | |
Редвуд RV830 | 627 000 000 | 2010 г. | AMD | TSMC | 40 нм | 104 мм 2 | |
GF106 Fermi | 1 170 000 000 | 2010 г. | Nvidia | TSMC | 40 нм | 238 мм 2 | |
Бартс RV940 | 1 700 000 000 | 2010 г. | AMD | TSMC | 40 нм | 255 мм 2 | |
Каймановы острова RV970 | 2 640 000 000 | 2010 г. | AMD | TSMC | 40 нм | 389 мм 2 | |
GF100 Ферми | 3 200 000 000 | Март 2010 г. | Nvidia | TSMC | 40 нм | 526 мм 2 | |
GF110 Ферми | 3 000 000 000 | Ноябрь 2010 г. | Nvidia | TSMC | 40 нм | 520 мм 2 | |
GF119 Ферми | 292 000 000 | 2011 г. | Nvidia | TSMC | 40 нм | 79 мм 2 | |
Кайкос RV910 | 370 000 000 | 2011 г. | AMD | TSMC | 40 нм | 67 мм 2 | |
GF108 Ферми | 585 000 000 | 2011 г. | Nvidia | TSMC | 40 нм | 116 мм 2 | |
Турки RV930 | 716 000 000 | 2011 г. | AMD | TSMC | 40 нм | 118 мм 2 | |
GF104 Ферми | 1 950 000 000 | 2011 г. | Nvidia | TSMC | 40 нм | 332 мм 2 | |
Таити | 4 312 711 873 | 2011 г. | AMD | TSMC | 28 нм | 365 мм 2 | |
GK107 Кеплер | 1 270 000 000 | 2012 г. | Nvidia | TSMC | 28 нм | 118 мм 2 | |
Кабо-Верде | 1 500 000 000 | 2012 г. | AMD | TSMC | 28 нм | 123 мм 2 | |
GK106 Кеплер | 2 540 000 000 | 2012 г. | Nvidia | TSMC | 28 нм | 221 мм 2 | |
Питкэрн | 2 800 000 000 | 2012 г. | AMD | TSMC | 28 нм | 212 мм 2 | |
GK104 Кеплер | 3 540 000 000 | 2012 г. | Nvidia | TSMC | 28 нм | 294 мм 2 | |
GK110 Кеплер | 7 080 000 000 | 2012 г. | Nvidia | TSMC | 28 нм | 561 мм 2 | |
Oland | 1 040 000 000 | 2013 | AMD | TSMC | 28 нм | 90 мм 2 | |
Бонэйр | 2 080 000 000 | 2013 | AMD | TSMC | 28 нм | 160 мм 2 | |
Дуранго ( Xbox One ) | 4 800 000 000 | 2013 | AMD | TSMC | 28 нм | 375 мм 2 | |
Ливерпуль ( PlayStation 4 ) | Неизвестный | 2013 | AMD | TSMC | 28 нм | 348 мм 2 | |
Гавайи | 6 300 000 000 | 2013 | AMD | TSMC | 28 нм | 438 мм 2 | |
GM107 Максвелл | 1 870 000 000 | 2014 г. | Nvidia | TSMC | 28 нм | 148 мм 2 | |
GM206 Максвелл | 2 940 000 000 | 2014 г. | Nvidia | TSMC | 28 нм | 228 мм 2 | |
Тонга | 5 000 000 000 | 2014 г. | AMD | TSMC, GlobalFoundries | 28 нм | 366 мм 2 | |
GM204 Максвелл | 5 200 000 000 | 2014 г. | Nvidia | TSMC | 28 нм | 398 мм 2 | |
GM200 Максвелл | 8 000 000 000 | 2015 г. | Nvidia | TSMC | 28 нм | 601 мм 2 | |
Фиджи | 8 900 000 000 | 2015 г. | AMD | TSMC | 28 нм | 596 мм 2 | |
Полярис 11 "Баффин" | 3 000 000 000 | 2016 г. | AMD | Samsung , GlobalFoundries | 14 морских миль | 123 мм 2 | |
GP108 Паскаль | 4 400 000 000 | 2016 г. | Nvidia | TSMC | 16 нм | 200 мм 2 | |
Durango 2 ( Xbox One S ) | 5 000 000 000 | 2016 г. | AMD | TSMC | 16 нм | 240 мм 2 | |
Neo ( PlayStation 4 Pro ) | 5 700 000 000 | 2016 г. | AMD | TSMC | 16 нм | 325 мм 2 | |
Полярис 10 "Элсмир" | 5 700 000 000 | 2016 г. | AMD | Samsung, GlobalFoundries | 14 морских миль | 232 мм 2 | |
GP104 Паскаль | 7 200 000 000 | 2016 г. | Nvidia | TSMC | 16 нм | 314 мм 2 | |
GP100 Паскаль | 15 300 000 000 | 2016 г. | Nvidia | TSMC, Samsung | 16 нм | 610 мм 2 | |
GP108 Паскаль | 1,850,000,000 | 2017 г. | Nvidia | Samsung | 14 морских миль | 74 мм 2 | |
Полярис 12 "Лекса" | 2 200 000 000 | 2017 г. | AMD | Samsung, GlobalFoundries | 14 морских миль | 101 мм 2 | |
GP107 Паскаль | 3 300 000 000 | 2017 г. | Nvidia | Samsung | 14 морских миль | 132 мм 2 | |
Скорпион ( Xbox One X ) | 6 600 000 000 | 2017 г. | AMD | TSMC | 16 нм | 367 мм 2 | |
GP102 Паскаль | 11 800 000 000 | 2017 г. | Nvidia | TSMC, Samsung | 16 нм | 471 мм 2 | |
Вега 10 | 12 500 000 000 | 2017 г. | AMD | Samsung, GlobalFoundries | 14 морских миль | 484 мм 2 | |
GV100 Volta | 21 100 000 000 | 2017 г. | Nvidia | TSMC | 12 нм | 815 мм 2 | |
ТУ106 Тьюринг | 10 800 000 000 | 2018 г. | Nvidia | TSMC | 12 нм | 445 мм 2 | |
Вега 20 | 13 230 000 000 | 2018 г. | AMD | TSMC | 7 нм | 331 мм 2 | |
ТУ104 Тьюринг | 13 600 000 000 | 2018 г. | Nvidia | TSMC | 12 нм | 545 мм 2 | |
ТУ102 Тьюринг | 18 600 000 000 | 2018 г. | Nvidia | TSMC | 12 нм | 754 мм 2 | |
ТУ117 Тьюринг | 4 700 000 000 | 2019 г. | Nvidia | TSMC | 12 нм | 200 мм 2 | |
ТУ116 Тьюринг | 6 600 000 000 | 2019 г. | Nvidia | TSMC | 12 нм | 284 мм 2 | |
Navi 14 | 6 400 000 000 | 2019 г. | AMD | TSMC | 7 нм | 158 мм 2 | |
Navi 10 | 10 300 000 000 | 2019 г. | AMD | TSMC | 7 нм | 251 мм 2 | |
GA100 ампер | 54 000 000 000 | 2020 г. | Nvidia | TSMC | 7 нм | 826 мм 2 | |
GA102 Ампер | 28 000 000 000 | 2020 г. | Nvidia | Samsung | 8 нм | 628 мм 2 | |
GA104 ампер | 17 400 000 000 | 2020 г. | Nvidia | Samsung | 8 нм | 392 мм² |
ПЛИС
Вентильная матрица, программируемая (FPGA) , является интегральной схемой предназначены для конфигурирования пользователем или разработчиком после изготовления.
ПЛИС | Количество МОП-транзисторов | Дата введения | Дизайнер | Производитель | MOS процесс | Площадь | Ссылка |
---|---|---|---|---|---|---|---|
Virtex | 70 000 000 | 1997 г. | Xilinx | ||||
Virtex-E | 200 000 000 | 1998 г. | Xilinx | ||||
Виртекс-II | 350 000 000 | 2000 г. | Xilinx | 130 нм | |||
Virtex-II PRO | 430 000 000 | 2002 г. | Xilinx | ||||
Виртекс-4 | 1 000 000 000 | 2004 г. | Xilinx | 90 нм | |||
Виртекс-5 | 1 100 000 000 | 2006 г. | Xilinx | TSMC | 65 нм | ||
Стратикс IV | 2 500 000 000 | 2008 г. | Альтера | TSMC | 40 нм | ||
Стратикс V | 3 800 000 000 | 2011 г. | Альтера | TSMC | 28 нм | ||
Аррия 10 | 5 300 000 000 | 2014 г. | Альтера | TSMC | 20 нм | ||
Виртекс-7 2000Т | 6 800 000 000 | 2011 г. | Xilinx | TSMC | 28 нм | ||
Stratix 10 SX 2800 | 17 000 000 000 | TBD | Intel | Intel | 14 морских миль | 560 мм 2 | |
Virtex-Ultrascale VU440 | 20 000 000 000 | 1 квартал 2015 г. | Xilinx | TSMC | 20 нм | ||
Virtex-Ultrascale + VU19P | 35 000 000 000 | 2020 г. | Xilinx | TSMC | 16 нм | 900 мм 2 | |
Versal VC1902 | 37 000 000 000 | 2 полугодие 2019 г. | Xilinx | TSMC | 7 нм | ||
Stratix 10 GX 10M | 43 300 000 000 | 4 квартал 2019 г. | Intel | Intel | 14 морских миль | 1400 мм 2 | |
Versal VP1802 | 92 000 000 000 | 2021 год ? | Xilinx | TSMC | 7 нм | ? |
объем памяти
Полупроводниковая память - это электронное устройство хранения данных , часто используемое в качестве компьютерной памяти , реализованное на интегральных схемах . Почти во всех полупроводниковых запоминающих устройствах с 1970-х годов использовались полевые МОП-транзисторы (МОП-транзисторы), которые заменили более ранние биполярные переходные транзисторы . Существует два основных типа полупроводниковой памяти: оперативная память (RAM) и энергонезависимая память (NVM). В свою очередь, существует два основных типа RAM: динамическая память с произвольным доступом (DRAM) и статическая память с произвольным доступом (SRAM), а также два основных типа NVM: флэш-память и постоянная память (ROM).
Типичная CMOS SRAM состоит из шести транзисторов на ячейку. Для DRAM обычно используется 1T1C, что означает структуру с одним транзистором и одним конденсатором. Заряженный или незаряженный конденсатор используется для хранения 1 или 0. Для флэш-памяти данные хранятся в плавающем затворе, а сопротивление транзистора измеряется для интерпретации сохраненных данных. В зависимости от того, насколько точно можно разделить сопротивление, один транзистор может хранить до 3 битов , что означает восемь различных уровней сопротивления, возможных для каждого транзистора. Однако тонкая шкала требует повторяемости, а значит, и надежности. Обычно для флеш-накопителей используется 2-битная MLC-флеш-память низкого качества , поэтому флеш-накопитель на 16 ГБ содержит примерно 64 миллиарда транзисторов.
Для микросхем SRAM стандартом были ячейки с шестью транзисторами (шесть транзисторов на бит). Чипы DRAM в начале 1970-х годов имели ячейки с тремя транзисторами (три транзистора на бит), до того, как ячейки с одним транзистором (один транзистор на бит) стали стандартом с эпохи 4 КБ DRAM в середине 1970-х годов. В одноуровневой флэш-памяти каждая ячейка содержит один полевой МОП- транзистор с плавающим затвором (один транзистор на бит), тогда как многоуровневая флэш - память содержит 2, 3 или 4 бита на транзистор.
Микросхемы флэш-памяти обычно складываются в несколько слоев, до 128 слоев при производстве и 136 уровней управления, и доступны в устройствах конечных пользователей до 69 слоев от производителей.
Название чипа | Емкость ( биты ) | Тип RAM | Количество транзисторов | Дата введения | Производитель (и) | MOS процесс | Площадь | Ссылка |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
N / A | 1 бит | SRAM ( ячейка ) | 6 | 1963 г. | Fairchild | N / A | N / A | |
N / A | 1 бит | DRAM (ячейка) | 1 | 1965 г. | Toshiba | N / A | N / A | |
? | 8-битный | SRAM ( биполярный ) | 48 | 1965 г. | SDS , Signetics | ? | ? | |
SP95 | 16 бит | SRAM (биполярный) | 80 | 1965 г. | IBM | ? | ? | |
TMC3162 | 16 бит | SRAM ( TTL ) | 96 | 1966 г. | Транзитрон | N / A | ? | |
? | ? | SRAM ( MOS ) | ? | 1966 г. | NEC | ? | ? | |
256 бит | DRAM ( IC ) | 256 | 1968 г. | Fairchild | ? | ? | ||
64-битный | SRAM ( PMOS ) | 384 | 1968 г. | Fairchild | ? | ? | ||
144-битный | SRAM ( NMOS ) | 864 | 1968 г. | NEC | ||||
1101 | 256 бит | SRAM (PMOS) | 1,536 | 1969 г. | Intel | 12000 нм | ? | |
1102 | 1 Кб | DRAM (PMOS) | 3072 | 1970 г. | Intel , Honeywell | ? | ? | |
1103 | 1 Кб | DRAM (PMOS) | 3072 | 1970 г. | Intel | 8000 нм | 10 мм 2 | |
μPD403 | 1 Кб | DRAM (NMOS) | 3072 | 1971 г. | NEC | ? | ? | |
? | 2 Кб | DRAM (PMOS) | 6 144 | 1971 г. | Общий инструмент | ? | 12,7 мм 2 | |
2102 | 1 Кб | SRAM (NMOS) | 6 144 | 1972 г. | Intel | ? | ? | |
? | 8 Кб | DRAM (PMOS) | 8192 | 1973 | IBM | ? | 18,8 мм 2 | |
5101 | 1 Кб | SRAM ( CMOS ) | 6 144 | 1974 г. | Intel | ? | ? | |
2116 | 16 Кб | DRAM (NMOS) | 16 384 | 1975 г. | Intel | ? | ? | |
2114 | 4 Кб | SRAM (NMOS) | 24 576 | 1976 г. | Intel | ? | ? | |
? | 4 Кб | SRAM (CMOS) | 24 576 | 1977 г. | Toshiba | ? | ? | |
64 Кб | DRAM (NMOS) | 65 536 | 1977 г. | NTT | ? | 35,4 мм 2 | ||
DRAM ( VMOS ) | 65 536 | 1979 г. | Сименс | ? | 25,2 мм 2 | |||
16 Кб | SRAM (CMOS) | 98 304 | 1980 г. | Hitachi , Toshiba | ? | ? | ||
256 Кб | DRAM (NMOS) | 262 144 | 1980 г. | NEC | 1500 нм | 41,6 мм 2 | ||
NTT | 1000 морских миль | 34,4 мм 2 | ||||||
64 Кб | SRAM (CMOS) | 393 216 | 1980 г. | Мацусита | ? | ? | ||
288 Кб | DRAM | 294 912 | 1981 г. | IBM | ? | 25 мм 2 | ||
64 Кб | SRAM (NMOS) | 393 216 | 1982 г. | Intel | 1500 нм | ? | ||
256 Кб | SRAM (CMOS) | 1 572 864 | 1984 | Toshiba | 1200 нм | ? | ||
8 Мб | DRAM | 8 388 608 | 5 января 1984 г. | Hitachi | ? | ? | ||
16 Мб | DRAM ( CMOS ) | 16 777 216 | 1987 г. | NTT | 700 нм | 148 мм 2 | ||
4 Мб | SRAM (CMOS) | 25 165 824 | 1990 г. | NEC, Toshiba, Hitachi, Mitsubishi | ? | ? | ||
64 Мб | DRAM (CMOS) | 67 108 864 | 1991 г. | Matsushita , Mitsubishi, Fujitsu , Toshiba | 400 нм | |||
KM48SL2000 | 16 Мб | SDRAM | 16 777 216 | 1992 г. | Samsung | ? | ? | |
? | 16 Мб | SRAM (CMOS) | 100 663 296 | 1992 г. | Fujitsu, NEC | 400 нм | ? | |
256 Мб | DRAM (CMOS) | 268 435 456 | 1993 г. | Hitachi, NEC | 250 нм | |||
1 Гб | DRAM | 1 073 741 824 | 9 января 1995 г. | NEC | 250 нм | ? | ||
Hitachi | 160 нм | ? | ||||||
SDRAM | 1 073 741 824 | 1996 г. | Mitsubishi | 150 нм | ? | |||
SDRAM ( SOI ) | 1 073 741 824 | 1997 г. | Hyundai | ? | ? | |||
4ГБ | DRAM ( 4 бита ) | 1 073 741 824 | 1997 г. | NEC | 150 нм | ? | ||
DRAM | 4 294 967 296 | 1998 г. | Hyundai | ? | ? | |||
8 Гб | SDRAM ( DDR3 ) | 8,589,934,592 | Апрель 2008 г. | Samsung | 50 нм | ? | ||
16 гигабайт | SDRAM (DDR3) | 17 179 869 184 | 2008 г. | |||||
32 Гб | SDRAM ( HBM2 ) | 34 359 738 368 | 2016 г. | Samsung | 20 нм | ? | ||
64 Гб | SDRAM (HBM2) | 68 719 476 736 | 2017 г. | |||||
128 Гб | SDRAM ( DDR4 ) | 137 438 953 472 | 2018 г. | Samsung | 10 нм | ? | ||
? | RRAM (3DSoC) | ? | 2019 г. | SkyWater Technology | 90 нм | ? |
Название чипа | Емкость ( биты ) | Тип вспышки | Количество транзисторов FGMOS | Дата введения | Производитель (и) | MOS процесс | Площадь | Ссылка |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
? | 256 Кб | НИ | 262 144 | 1985 г. | Toshiba | 2000 нм | ? | |
1 Мб | НИ | 1 048 576 | 1989 г. | Seeq , Intel | ? | |||
4 Мб | NAND | 4 194 304 | 1989 г. | Toshiba | 1000 морских миль | |||
16 Мб | НИ | 16 777 216 | 1991 г. | Mitsubishi | 600 нм | |||
DD28F032SA | 32 Мб | НИ | 33 554 432 | 1993 г. | Intel | ? | 280 мм 2 | |
? | 64 Мб | НИ | 67 108 864 | 1994 г. | NEC | 400 нм | ? | |
NAND | 67 108 864 | 1996 г. | Hitachi | |||||
128 Мб | NAND | 134 217 728 | 1996 г. | Samsung , Hitachi | ? | |||
256 Мб | NAND | 268 435 456 | 1999 г. | Hitachi , Toshiba | 250 нм | |||
512 Мб | NAND | 536 870 912 | 2000 г. | Toshiba | ? | ? | ||
1 Гб | 2-битная NAND | 536 870 912 | 2001 г. | Samsung | ? | ? | ||
Toshiba, SanDisk | 160 нм | ? | ||||||
2 Гб | NAND | 2 147 483 648 | 2002 г. | Samsung, Toshiba | ? | ? | ||
8 Гб | NAND | 8,589,934,592 | 2004 г. | Samsung | 60 нм | ? | ||
16 гигабайт | NAND | 17 179 869 184 | 2005 г. | Samsung | 50 нм | ? | ||
32 Гб | NAND | 34 359 738 368 | 2006 г. | Samsung | 40 нм | |||
THGAM | 128 Гб | Сложенная NAND | 128 000 000 000 | Апрель 2007 г. | Toshiba | 56 нм | 252 мм 2 | |
THGBM | 256 Гб | Сложенная NAND | 256 000 000 000 | 2008 г. | Toshiba | 43 нм | 353 мм 2 | |
THGBM2 | 1 Тб | Сложенная 4-битная NAND | 256 000 000 000 | 2010 г. | Toshiba | 32 нм | 374 мм 2 | |
KLMCG8GE4A | 512 Гб | Сложенная 2-битная NAND | 256 000 000 000 | 2011 г. | Samsung | ? | 192 мм 2 | |
KLUFG8R1EM | 4 Тб | Составная 3-битная V-NAND | 1 365 333 333 504 | 2017 г. | Samsung | ? | 150 мм 2 | |
eUFS (1 ТБ) | 8 Тб | Сложенная 4-битная V-NAND | 2 048 000 000 000 | 2019 г. | Samsung | ? | 150 мм 2 |
Название чипа | Емкость ( биты ) | Тип ПЗУ | Количество транзисторов | Дата введения | Производитель (и) | MOS процесс | Площадь | Ссылка |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
? | ? | ВЫПУСКНОЙ ВЕЧЕР | ? | 1956 г. | Arma | N / A | ? | |
1 Кб | ROM ( MOS ) | 1,024 | 1965 г. | General Microelectronics | ? | ? | ||
3301 | 1 Кб | ROM ( биполярный ) | 1,024 | 1969 г. | Intel | N / A | ? | |
1702 г. | 2 Кб | СППЗУ (МОП) | 2 048 | 1971 г. | Intel | ? | 15 мм 2 | |
? | 4 Кб | ROM (MOS) | 4096 | 1974 г. | AMD , General Instrument | ? | ? | |
2708 | 8 Кб | СППЗУ (МОП) | 8192 | 1975 г. | Intel | ? | ? | |
? | 2 Кб | EEPROM (MOS) | 2 048 | 1976 г. | Toshiba | ? | ? | |
ПЗУ µCOM-43 | 16 Кб | ПРОМ ( PMOS ) | 16 000 | 1977 г. | NEC | ? | ? | |
2716 | 16 Кб | СППЗУ ( TTL ) | 16 384 | 1977 г. | Intel | N / A | ? | |
EA8316F | 16 Кб | ПЗУ ( NMOS ) | 16 384 | 1978 г. | Электронные массивы | ? | 436 мм 2 | |
2732 | 32 Кб | EPROM | 32 768 | 1978 г. | Intel | ? | ? | |
2364 | 64 Кб | ПЗУ | 65 536 | 1978 г. | Intel | ? | ? | |
2764 | 64 Кб | EPROM | 65 536 | 1981 г. | Intel | 3500 нм | ? | |
27128 | 128 Кб | EPROM | 131 072 | 1982 г. | Intel | ? | ||
27256 | 256 Кб | СППЗУ ( HMOS ) | 262 144 | 1983 г. | Intel | ? | ? | |
? | 256 Кб | СППЗУ ( CMOS ) | 262 144 | 1983 г. | Fujitsu | ? | ? | |
512 Кб | СППЗУ (NMOS) | 524 288 | 1984 | AMD | 1700 нм | ? | ||
27512 | 512 Кб | СППЗУ (HMOS) | 524 288 | 1984 | Intel | ? | ? | |
? | 1 Мб | СППЗУ (CMOS) | 1 048 576 | 1984 | NEC | 1200 нм | ? | |
4 Мб | СППЗУ (CMOS) | 4 194 304 | 1987 г. | Toshiba | 800 нм | |||
16 Мб | СППЗУ (CMOS) | 16 777 216 | 1990 г. | NEC | 600 нм | |||
MROM | 16 777 216 | 1995 г. | АКМ , Hitachi | ? | ? |
Транзисторные компьютеры
До того, как были изобретены транзисторы, реле использовались в коммерческих счетных машинах и первых экспериментальных компьютерах. Первый в мире работающий программируемый , полностью автоматический цифровой компьютер , компьютер 1941 Z3 с длиной слова 22 бита , имел 2600 реле и работал с тактовой частотой около 4–5 Гц . Компьютер со сложными числами 1940 года имел менее 500 реле, но он не был полностью программируемым. Самые ранние практические компьютеры использовали вакуумные лампы и логику на твердотельных диодах . ENIAC имел 18 000 электронных ламп, 7200 кристаллических диодов и 1500 реле, причем многие из электронных ламп содержали два триодных элемента.
Второе поколение компьютеров представляло собой транзисторные компьютеры с платами, заполненными дискретными транзисторами, твердотельными диодами и сердечниками магнитной памяти . Экспериментальный 48-битный транзисторный компьютер 1953 года , разработанный в Манчестерском университете , считается первым транзисторным компьютером, введенным в эксплуатацию в любой точке мира (прототип имел 92 точечных транзистора и 550 диодов). Более поздняя версия машины 1955 года имела в общей сложности 250 переходных транзисторов и 1300 точечных диодов. Компьютер также использовал небольшое количество ламп в своем тактовом генераторе, поэтому он не был первым полностью транзисторным. ETL Mark III, разработанный в Электротехнической лаборатории в 1956 году, возможно, был первым электронным компьютером на основе транзисторов, использующим метод хранимых программ . В нем было примерно 130 точечных транзисторов и около 1800 германиевых диодов, которые использовались для логических элементов, и они были размещены на 300 сменных блоках, которые можно было вставлять и вынимать ». Десятичная архитектура IBM 7070 1958 года была первым полностью программируемым транзисторным компьютером. В нем было около 30 000 германиевых транзисторов с переходом из сплава и 22 000 германиевых диодов на примерно 14 000 плат стандартной модульной системы (SMS). MOBIDIC 1959 года , сокращенно от «MOBIle DIgital Computer», весом 12 000 фунтов (6,0 коротких тонн), установленный в трейлере полуприцепа , был транзисторным компьютером для данных поля боя.
В компьютерах третьего поколения использовались интегральные схемы (ИС). 15-разрядный управляющий компьютер Apollo 1962 года использовал «около 4000 схем типа G (3-входной вентиль ИЛИ-НЕ)» для около 12000 транзисторов плюс 32000 резисторов. Системы IBM / 360 , введены в 1964 году, используются дискретные транзисторы в гибридных схемах пакетов. 12-битный процессор PDP-8 1965 года имел 1409 дискретных транзисторов и более 10 000 диодов на многих картах. В более поздних версиях, начиная с PDP-8 / I 1968 года, использовались интегральные схемы. Позднее PDP-8 был преобразован в микропроцессор под названием Intersil 6100 , см. Ниже.
Следующим поколением компьютеров были микрокомпьютеры , начиная с Intel 4004 1971 года . в котором использовались МОП- транзисторы. Они использовались в домашних компьютерах или персональных компьютерах (ПК).
В этот список входят ранние транзисторные компьютеры (второе поколение) и компьютеры на базе микросхем (третье поколение) 1950-х и 1960-х годов.
Компьютер | Количество транзисторов | Год | Производитель | Примечания | Ссылка |
---|---|---|---|---|---|
Транзисторный компьютер | 92 | 1953 г. | Манчестерский университет | Транзисторы точечные , 550 диодов. Недостаток возможностей хранимой программы. | |
TRADIC | 700 | 1954 г. | Bell Labs | Точечно-контактные транзисторы | |
Транзисторный компьютер (полный размер) | 250 | 1955 г. | Манчестерский университет | Дискретные точечные транзисторы, 1300 диодов | |
IBM 608 | 3 000 | 1955 г. | IBM | Германиевые транзисторы | |
ETL Mark III | 130 | 1956 г. | Электротехническая лаборатория | Точечно-контактные транзисторы, 1800 диодов, возможность сохранения программ | |
Метровик 950 | 200 | 1956 г. | Метрополитен-Виккерс | Транзисторы с дискретным переходом | |
NEC NEAC-2201 | 600 | 1958 г. | NEC | Германиевые транзисторы | |
Hitachi МАРС-1 | 1,000 | 1958 г. | Hitachi | ||
IBM 7070 | 30 000 | 1958 г. | IBM | Германиевые транзисторы с легкосплавным соединением , 22000 диодов | |
Мацусита МАДИК-I | 400 | 1959 г. | Мацусита | Биполярные транзисторы | |
NEC NEAC-2203 | 2,579 | 1959 г. | NEC | ||
Toshiba TOSBAC-2100 | 5 000 | 1959 г. | Toshiba | ||
IBM 7090 | 50 000 | 1959 г. | IBM | Дискретные германиевые транзисторы | |
PDP-1 | 2 700 | 1959 г. | Корпорация цифрового оборудования | Дискретные транзисторы | |
Mitsubishi MELCOM 1101 | 3500 | 1960 г. | Mitsubishi | Германиевые транзисторы | |
M18 FADAC | 1,600 | 1960 г. | Автонетика | Дискретные транзисторы | |
Д-17Б | 1,521 | 1962 г. | Автонетика | Дискретные транзисторы | |
NEC NEAC-L2 | 16 000 | 1964 г. | NEC | Ge транзисторы | |
IBM System / 360 | ? | 1964 г. | IBM | Гибридные схемы | |
PDP-8 / I | 1409 | 1968 г. | Корпорация цифрового оборудования | Цепи TTL серии 74 | |
Компьютерный блок управления Apollo I | 12 300 | 1966 г. | Инструментальная лаборатория Raytheon / Массачусетского технологического института | 4100 ИС , каждая из которых содержит 3-транзисторный затвор ИЛИ-НЕ с 3 входами. (В блоке II было 2800 двойных ИС логических элементов ИЛИ-НЕ с 3 входами.) |
Логические функции
Количество транзисторов для общих логических функций основано на статической реализации КМОП .
Функция | Количество транзисторов | Ссылка |
---|---|---|
НЕТ | 2 | |
Буфер | 4 | |
NAND 2 входа | 4 | |
НИ 2 входа | 4 | |
И 2 входа | 6 | |
ИЛИ 2 входа | 6 | |
NAND 3 входа | 6 | |
ИЛИ 3 входа | 6 | |
XOR 2 входа | 6 | |
XNOR 2 входа | 8 | |
MUX 2 входа с TG | 6 | |
MUX 4 входа с TG | 18 | |
НЕ MUX 2 входа | 8 | |
MUX 4 входа | 24 | |
1-битный сумматор заполнен | 28 год | |
1-битный сумматор-вычитатель | 48 | |
И-ИЛИ-ОБРАТИТЬ | 6 | |
Защелка, D закрытая | 8 | |
Триггер, динамический запуск по фронту D со сбросом | 12 | |
8-битный умножитель | 3 000 | |
16-битный умножитель | 9 000 | |
32-битный множитель | 21 000 | |
мелкомасштабная интеграция | 2–100 | |
средняя интеграция | 100–500 | |
крупномасштабная интеграция | 500–20 000 | |
очень крупномасштабная интеграция | 20 000–1 000 000 | |
сверхбольшая интеграция | > 1 000 000 |
Параллельные системы
Исторически сложилось так, что каждый элемент обработки в более ранних параллельных системах - как и все процессоры того времени - был последовательным компьютером, построенным из нескольких микросхем. По мере увеличения количества транзисторов на микросхему каждый элемент обработки может быть построен из меньшего количества микросхем, а затем каждая микросхема многоядерного процессора может содержать больше элементов обработки.
Goodyear MPP : (1983?) 8 пиксельных процессоров на чип, от 3000 до 8000 транзисторов на кристалл.
Brunel University Scape (однокристальный элемент обработки массива): (1983) 256 пиксельных процессоров на кристалл, от 120 000 до 140 000 транзисторов на кристалл.
Cell Broadband Engine : (2006 г.) с 9 ядрами на чип, имел 234 миллиона транзисторов на чип.
Другие устройства
Тип устройства | Имя устройства | Количество транзисторов | Дата введения | Дизайнер (ы) | Производитель (и) | MOS процесс | Площадь | Ссылка |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Механизм глубокого обучения / IPU | Колосс GC2 | 23 600 000 000 | 2018 г. | Graphcore | TSMC | 16 нм | ~ 800 мм 2 | |
Механизм глубокого обучения / IPU | Двигатель вафельной шкалы | 1 200 000 000 000 | 2019 г. | Церебры | TSMC | 16 нм | 46,225 мм 2 | |
Механизм глубокого обучения / IPU | Вафельный двигатель 2 | 2 600 000 000 000 | 2020 г. | Церебры | TSMC | 7 нм | 46,225 мм 2 |
Плотность транзистора
Плотность транзисторов - это количество транзисторов, которые изготавливаются на единицу площади, обычно измеряемое количеством транзисторов на квадратный миллиметр (мм 2 ). Плотность транзистора обычно коррелирует с длиной затвора полупроводникового узла (также известной как процесс производства полупроводников ), обычно измеряемой в нанометрах (нм). По состоянию на 2019 год полупроводниковым узлом с самой высокой плотностью транзисторов является 5-нанометровый узел TSMC с 171,3 миллиона транзисторов на квадратный миллиметр.
Узлы MOSFET
Имя узла | Плотность транзисторов (транзисторов / мм 2 ) | Производственный год | Процесс | МОП-транзистор | Производитель (и) | Ссылка |
---|---|---|---|---|---|---|
? | ? | 1960 г. | 20000 нм | PMOS | Bell Labs | |
? | ? | 1960 г. | 20000 нм | NMOS | ||
? | ? | 1963 г. | ? | CMOS | Fairchild | |
? | ? | 1964 г. | ? | PMOS | General Microelectronics | |
? | ? | 1968 г. | 20000 нм | CMOS | RCA | |
? | ? | 1969 г. | 12000 нм | PMOS | Intel | |
? | ? | 1970 г. | 10,000 нм | CMOS | RCA | |
? | 300 | 1970 г. | 8000 нм | PMOS | Intel | |
? | ? | 1971 г. | 10,000 нм | PMOS | Intel | |
? | 480 | 1971 г. | ? | PMOS | Общий инструмент | |
? | ? | 1973 | ? | NMOS | Инструменты Техаса | |
? | 220 | 1973 | ? | NMOS | Mostek | |
? | ? | 1973 | 7500 нм | NMOS | NEC | |
? | ? | 1973 | 6000 нм | PMOS | Toshiba | |
? | ? | 1976 г. | 5000 нм | NMOS | Hitachi , Intel | |
? | ? | 1976 г. | 5000 нм | CMOS | RCA | |
? | ? | 1976 г. | 4000 нм | NMOS | Зилог | |
? | ? | 1976 г. | 3000 нм | NMOS | Intel | |
? | 1850 | 1977 г. | ? | NMOS | NTT | |
? | ? | 1978 г. | 3000 нм | CMOS | Hitachi | |
? | ? | 1978 г. | 2,500 нм | NMOS | Инструменты Техаса | |
? | ? | 1978 г. | 2000 нм | NMOS | NEC, NTT | |
? | 2600 | 1979 г. | ? | VMOS | Сименс | |
? | 7 280 | 1979 г. | 1000 морских миль | NMOS | NTT | |
? | 7 620 | 1980 г. | 1000 морских миль | NMOS | NTT | |
? | ? | 1983 г. | 2000 нм | CMOS | Toshiba | |
? | ? | 1983 г. | 1500 нм | CMOS | Intel | |
? | ? | 1983 г. | 1200 нм | CMOS | Intel | |
? | ? | 1984 | 800 нм | CMOS | NTT | |
? | ? | 1987 г. | 700 нм | CMOS | Fujitsu | |
? | ? | 1989 г. | 600 нм | CMOS | Mitsubishi , NEC, Toshiba | |
? | ? | 1989 г. | 500 нм | CMOS | Hitachi, Mitsubishi, NEC, Toshiba | |
? | ? | 1991 г. | 400 нм | CMOS | Matsushita , Mitsubishi, Fujitsu, Toshiba | |
? | ? | 1993 г. | 350 нм | CMOS | Sony | |
? | ? | 1993 г. | 250 нм | CMOS | Hitachi, NEC | |
3LM | 32 000 | 1994 г. | 350 нм | CMOS | NEC | |
? | ? | 1995 г. | 160 нм | CMOS | Hitachi | |
? | ? | 1996 г. | 150 нм | CMOS | Mitsubishi | |
TSMC 180 нм | ? | 1998 г. | 180 нм | CMOS | TSMC | |
CS80 | ? | 1999 г. | 180 нм | CMOS | Fujitsu | |
? | ? | 1999 г. | 180 нм | CMOS | Intel, Sony, Toshiba | |
CS85 | ? | 1999 г. | 170 нм | CMOS | Fujitsu | |
Samsung 140 нм | ? | 1999 г. | 140 нм | CMOS | Samsung | |
? | ? | 2001 г. | 130 нм | CMOS | Fujitsu, Intel | |
Samsung 100 нм | ? | 2001 г. | 100 нм | CMOS | Samsung | |
? | ? | 2002 г. | 90 нм | CMOS | Sony, Toshiba, Samsung | |
CS100 | ? | 2003 г. | 90 нм | CMOS | Fujitsu | |
Intel 90 нм | 1,450,000 | 2004 г. | 90 нм | CMOS | Intel | |
Samsung 80 нм | ? | 2004 г. | 80 нм | CMOS | Samsung | |
? | ? | 2004 г. | 65 нм | CMOS | Fujitsu, Toshiba | |
Samsung 60 нм | ? | 2004 г. | 60 нм | CMOS | Samsung | |
TSMC 45 нм | ? | 2004 г. | 45 нм | CMOS | TSMC | |
Эльпида 90 нм | ? | 2005 г. | 90 нм | CMOS | Эльпида Память | |
CS200 | ? | 2005 г. | 65 нм | CMOS | Fujitsu | |
Samsung 50 нм | ? | 2005 г. | 50 нм | CMOS | Samsung | |
Intel 65 нм | 2 080 000 | 2006 г. | 65 нм | CMOS | Intel | |
Samsung 40 нм | ? | 2006 г. | 40 нм | CMOS | Samsung | |
Toshiba 56 нм | ? | 2007 г. | 56 нм | CMOS | Toshiba | |
Мацусита 45 нм | ? | 2007 г. | 45 нм | CMOS | Мацусита | |
Intel 45 нм | 3 300 000 | 2008 г. | 45 нм | CMOS | Intel | |
Toshiba 43 нм | ? | 2008 г. | 43 нм | CMOS | Toshiba | |
TSMC 40 нм | ? | 2008 г. | 40 нм | CMOS | TSMC | |
Toshiba 32 нм | ? | 2009 г. | 32 нм | CMOS | Toshiba | |
Intel 32 нм | 7 500 000 | 2010 г. | 32 нм | CMOS | Intel | |
? | ? | 2010 г. | 20 нм | CMOS | Hynix , Samsung | |
Intel 22 нм | 15 300 000 | 2012 г. | 22 морских миль | CMOS | Intel | |
IMFT 20 нм | ? | 2012 г. | 20 нм | CMOS | IMFT | |
Toshiba 19 нм | ? | 2012 г. | 19 морских миль | CMOS | Toshiba | |
Hynix 16 нм | ? | 2013 | 16 нм | FinFET | СК Хайникс | |
TSMC 16 нм | 28 880 000 | 2013 | 16 нм | FinFET | TSMC | |
Samsung 10 нм | 51 820 000 | 2013 | 10 нм | FinFET | Samsung | |
Intel 14 нм | 37 500 000 | 2014 г. | 14 морских миль | FinFET | Intel | |
14LP | 32 940 000 | 2015 г. | 14 морских миль | FinFET | Samsung | |
TSMC 10 нм | 52 510 000 | 2016 г. | 10 нм | FinFET | TSMC | |
12LP | 36 710 000 | 2017 г. | 12 нм | FinFET | GlobalFoundries , Samsung | |
N7FF | 96 500 000 | 2017 г. | 7 нм | FinFET | TSMC | |
8LPP | 61 180 000 | 2018 г. | 8 нм | FinFET | Samsung | |
7LPE | 95 300 000 | 2018 г. | 7 нм | FinFET | Samsung | |
Intel 10 нм | 100 760 000 | 2018 г. | 14 морских миль | FinFET | Intel | |
5LPE | 126 530 000 | 2018 г. | 5 нм | FinFET | Samsung | |
N7FF + | 113 900 000 | 2019 г. | 7 нм | FinFET | TSMC | |
CLN5FF | 171 300 000 | 2019 г. | 5 нм | FinFET | TSMC | |
Intel 7 | 100 760 000 | 2021 г. | 10 нм | FinFET | Intel | |
TSMC 3 нм | ? | ? | 3 нм | FinFET | TSMC | |
Samsung 3 нм | ? | ? | 3 нм | GAAFET | Samsung | |
Intel 4 | ? | ? | 7 нм | FinFET | Intel |
Смотрите также
- Количество ворот , альтернативный показатель
- Масштабирование Деннарда
- Электронная промышленность
- Интегральная схема
- Список самых продаваемых электронных устройств
- Список примеров полупроводниковой шкалы
- МОП-транзистор
- Полупроводник
- Полупроводниковый прибор
- Изготовление полупроводниковых приборов
- Полупроводниковая промышленность
- Транзистор
- Системы Cerebras