El recuento de transistores es el número de transistores en un dispositivo electrónico. Por lo general, se refiere a la cantidad de MOSFET (transistores de efecto de campo de semiconductores de óxido metálico o transistores MOS) en un chip de circuito integrado (IC), ya que todos los IC modernos utilizan MOSFET. Es la medida más común de la complejidad de los circuitos integrados (aunque la mayoría de los transistores de los microprocesadores modernos están contenidos en las memorias caché , que consisten principalmente en los mismos circuitos de celda de memoria replicados muchas veces). La velocidad a la que han aumentado los recuentos de transistores MOS generalmente sigue [ cita requerida ] la ley de Moore, que observó que el número de transistores se duplica aproximadamente cada dos años.
Sin embargo, desde 2009, "nodo" se ha convertido en un nombre comercial con fines de marketing [1] que indica nuevas generaciones de tecnologías de proceso, sin ninguna relación con la longitud de la puerta, el paso de metal o el paso de la puerta. [2] [3] [4] Por ejemplo, GlobalFoundries ' 7 nm procesos son similares a Intel ' s 10 nm proceso, por lo tanto la noción convencional de un nodo de proceso se ha convertido en borrosa. [5] Los procesos de 10 nm de TSMC y Samsung están en algún lugar entre los procesos de 14 nm y 10 nm de Intel en densidad de transistores . La densidad del transistor (número de transistores por milímetro cuadrado) es más importante que el tamaño del transistor, ya que los transistores más pequeños ya no significan necesariamente un rendimiento mejorado o un aumento en el número de transistores.
A partir de 2019 [actualizar], el mayor número de transistores en un microprocesador disponible en el mercado es 39.54 mil millones de MOSFETs, en AMD 's Zen 2 basado EPYC Roma , que es un 3D de circuito integrado (con ocho muere en un solo paquete) fabricado usando TSMC ' s 7 nm Proceso de fabricación de semiconductores FinFET . [6] [7] A partir de 2020 , el más alto número de transistores en un procesamiento de gráficos unidad (GPU) es Nvidia 's GA100 Ampere con 54 mil millones de MOSFETs, fabricados utilizando de TSMC 7 proceso nm . [8] A partir de 2019 , el más alto número de transistores en cualquier chip IC era Samsung 's 1 terabyte eUFS ( 3D-apilada ) V-NAND flash chip de memoria , con 2 billones de MOSFETs-puerta flotante ( 4 bits por transistor ). [9] A partir de 2020 , el recuento de transistores más alto en cualquier chip IC es un motor de aprendizaje profundo llamado Wafer Scale Engine 2 de Cerebras, que utiliza un diseño especial para enrutar cualquier núcleo no funcional del dispositivo; tiene 2,6 billones de MOSFET, fabricados mediante el proceso FinFET de 7 nm de TSMC . [10] [11] [12] [13] [14][actualizar] [actualizar] [actualizar]
En términos de sistemas informáticos que constan de numerosos circuitos integrados, la supercomputadora con el mayor número de transistores a partir de 2016 [actualizar]es la Sunway TaihuLight de diseño chino , que tiene para todas las CPU / nodos combinados "alrededor de 400 billones de transistores en la parte de procesamiento del hardware. "y" la DRAM incluye aproximadamente 12 billones de transistores, y eso es aproximadamente el 97 por ciento de todos los transistores ". [15] Para comparar, la computadora más pequeña , a partir de 2018 [actualizar]eclipsada por un grano de arroz, tiene del orden de 100.000 transistores. Las primeras computadoras experimentales de estado sólido tenían tan solo 130 transistores, pero usaban grandes cantidades de lógica de diodos . La primera computadora con nanotubos de carbono tiene 178 transistores y es una computadora con un conjunto de instrucciones de 1 bit , la última es de 16 bits (mientras que el conjunto de instrucciones es RISC-V de 32 bits ).
En términos del número total de transistores existentes, se ha estimado que un total de 13 sextillones ( 1.3 × 10 22 ) Los MOSFET se fabricaron en todo el mundo entre 1960 y 2018. Los MOSFET representan al menos el 99,9% de todos los transistores, la mayoría de los cuales se han utilizado para la memoria flash NAND fabricada a principios del siglo XXI. Esto hace que el MOSFET sea el dispositivo más fabricado de la historia. [dieciséis]
Recuento de transistores
Entre los primeros productos en usar transistores se encuentran las radios de transistores portátiles , introducidas en 1954, que generalmente usaban de 4 a 8 transistores, a menudo anunciando el número en la carcasa de la radio. Sin embargo, los primeros transistores de unión eran dispositivos relativamente voluminosos que eran difíciles de fabricar en base a la producción en masa , lo que limitaba el número de transistores y restringía su uso a una serie de aplicaciones especializadas. [17]
El MOSFET (transistor MOS), inventado por Mohamed Atalla y Dawon Kahng en Bell Labs en 1959, [18] fue el primer transistor verdaderamente compacto que pudo miniaturizarse y producirse en masa para una amplia gama de usos. [17] El MOSFET hizo posible la construcción de circuitos integrados de alta densidad (IC), [19] permitiendo la ley de Moore [20] [21] y la integración a muy gran escala . [22] Atalla propuso por primera vez el concepto del chip de circuito integrado MOS (MOS IC) en 1960, seguido de Kahng en 1961, y ambos señalaron que la facilidad de fabricación del MOSFET lo hacía útil para circuitos integrados. [17] [23] El primer MOS IC experimental que se demostró fue un chip de 16 transistores construido por Fred Heiman y Steven Hofstein en RCA Laboratories en 1962. [21] Se hizo posible una mayor integración a gran escala con una mejora en el semiconductor MOSFET fabricación de dispositivos , el proceso CMOS , desarrollado por Chih-Tang Sah y Frank Wanlass en Fairchild Semiconductor en 1963. [24]
A medida que la industria de fabricación de chips avanza hacia procesos más nuevos, la cantidad de transistores por unidad de área sigue aumentando. El recuento y la densidad de transistores a menudo se informan como logros técnicos. [25]
Microprocesadores
Un microprocesador incorpora las funciones de la unidad central de procesamiento de una computadora en un solo circuito integrado . Es un dispositivo programable de usos múltiples que acepta datos digitales como entrada, los procesa de acuerdo con las instrucciones almacenadas en su memoria y proporciona resultados como salida.
El desarrollo de la tecnología de circuitos integrados MOS en la década de 1960 condujo al desarrollo de los primeros microprocesadores. [26] El 20-bit MP944 , desarrollado por Garrett AiResearch para la Marina de los EE.UU. 's F-14 Tomcat luchador en 1970, se considera por su diseñador Ray Holt ser el primer microprocesador. [27] Era un microprocesador de varios chips, fabricado en seis chips MOS. Sin embargo, fue clasificado por la Marina hasta 1998. El Intel 4004 de 4 bits , lanzado en 1971, fue el primer microprocesador de un solo chip. Fue posible gracias a una mejora en el diseño MOSFET , tecnología MOS de puerta de silicio (SGT), desarrollada en 1968 en Fairchild Semiconductor por Federico Faggin , quien pasó a utilizar la tecnología MOS SGT para desarrollar el 4004 con Marcian Hoff , Stanley Mazor y Masatoshi Shima en Intel . [26]
Todos los chips de más de un millón de transistores, por ejemplo, tienen mucha memoria, generalmente memorias de caché en el nivel 1 y 2 o más niveles, lo que representa la mayoría de los transistores en microprocesadores en los tiempos modernos, donde los cachés grandes se han convertido en la norma. Las cachés de nivel 1 de la matriz Pentium Pro representaron más del 14% de sus transistores, mientras que la caché L2 mucho más grande estaba en una matriz separada, pero en el paquete, por lo que no está incluida en el recuento de transistores. Los chips posteriores incluyeron más niveles, L2 o incluso L3 en el chip. El último chip DEC Alpha fabricado tiene un 90% de caché. [28]
Si bien el pequeño caché i960CA de Intel de 1 KB, con aproximadamente 50,000 transistores, no es una gran parte del chip, solo habría sido muy grande en los primeros microprocesadores. En el chip ARM 3 , con 4 KB, la caché era más del 63% del chip, y en el Intel 80486 su caché más grande es solo más de un tercio porque el resto del chip es más complejo. Por lo tanto, las memorias caché son el factor más importante, excepto en los primeros chips con cachés más pequeños o incluso en los chips anteriores sin caché en absoluto. Entonces, la complejidad inherente, por ejemplo, el número de instrucciones, es el factor dominante, más que, por ejemplo, la memoria que representan los registros del chip.
Procesador | Recuento de transistores MOS | Fecha de introducción | Diseñador | Proceso MOS ( nm ) | Área ( mm 2 ) |
---|---|---|---|---|---|
MP944 (20 bits, 6 chips, 28 chips en total) | 74,442 (5,360 sin incluir ROM y RAM) [29] [30] | 1970 [27] [a] | Garrett AiResearch | ? | ? |
Intel 4004 (4 bits, 16 pines) | 2.250 | 1971 | Intel | 10,000 nm | 12 mm 2 |
TMX 1795 (? -Bit, 24 pines) | 3.078 [31] | 1971 | Instrumentos Texas | ? | 30 mm 2 |
Intel 8008 (8 bits, 18 pines) | 3500 | 1972 | Intel | 10,000 nm | 14 mm 2 |
NEC μCOM-4 (4 bits, 42 pines) | 2.500 [32] [33] | 1973 | Comité ejecutivo nacional | 7.500 millas náuticas [34] | ? |
Toshiba TLCS-12 (12 bits) | Más de 11.000 [35] | 1973 | Toshiba | 6.000 millas náuticas | 32 mm 2 |
Intel 4040 (4 bits, 16 pines) | 3000 | 1974 | Intel | 10,000 nm | 12 mm 2 |
Motorola 6800 (8 bits, 40 pines) | 4.100 | 1974 | Motorola | 6.000 millas náuticas | 16 mm 2 |
Intel 8080 (8 bits, 40 pines) | 6.000 | 1974 | Intel | 6.000 millas náuticas | 20 mm 2 |
TMS 1000 (4 bits, 28 pines) | 8.000 | 1974 [36] | Instrumentos Texas | 8.000 nm | 11 mm 2 |
Tecnología MOS 6502 (8 bits, 40 pines) | 4.528 [b] [37] | 1975 | Tecnología MOS | 8.000 nm | 21 mm 2 |
Intersil IM6100 (12 bits, 40 pines; clon de PDP-8 ) | 4000 | 1975 | Intersil | ? | ? |
CDP 1801 (8 bits, 2 chips, 40 pines) | 5,000 | 1975 | RCA | ? | ? |
RCA 1802 (8 bits, 40 pines) | 5,000 | 1976 | RCA | 5,000 nm | 27 mm 2 |
Zilog Z80 ( ALU de 8 bits, 4 bits , 40 pines) | 8.500 [c] | 1976 | Zilog | 4000 millas náuticas | 18 mm 2 |
Intel 8085 (8 bits, 40 pines) | 6.500 | 1976 | Intel | 3.000 millas náuticas | 20 mm 2 |
TMS9900 (16 bits) | 8.000 | 1976 | Instrumentos Texas | ? | ? |
Bellmac-8 (8 bits) | 7.000 | 1977 | Laboratorios Bell | 5,000 nm | ? |
Motorola 6809 (8 bits con algunas funciones de 16 bits , 40 pines) | 9.000 | 1978 | Motorola | 5,000 nm | 21 mm 2 |
Intel 8086 (16 bits, 40 pines) | 29.000 | 1978 | Intel | 3.000 millas náuticas | 33 mm 2 |
Zilog Z8000 (16 bits) | 17.500 [38] | 1979 | Zilog | ? | ? |
Intel 8088 (bus de datos de 16 bits y 8 bits) | 29.000 | 1979 | Intel | 3.000 millas náuticas | 33 mm 2 |
Motorola 68000 ( 16/32 bits, registros de 32 bits, ALU de 16 bits ) | 68.000 [39] | 1979 | Motorola | 3500 millas náuticas | 44 mm 2 |
Intel 8051 (8 bits, 40 pines) | 50.000 | 1980 | Intel | ? | ? |
WDC 65C02 | 11,500 [40] | 1981 | WDC | 3.000 millas náuticas | 6 mm 2 |
ROMP (32 bits) | 45.000 | 1981 | IBM | 2.000 millas náuticas | ? |
Intel 80186 (16 bits, 68 pines) | 55.000 | mil novecientos ochenta y dos | Intel | 3.000 millas náuticas | 60 mm 2 |
Intel 80286 (16 bits, 68 pines) | 134.000 | mil novecientos ochenta y dos | Intel | 1.500 millas náuticas | 49 mm 2 |
WDC 65C816 ( 8/16 bits) | 22.000 [41] | 1983 | WDC | 3.000 millas náuticas [42] | 9 mm 2 |
NEC V20 | 63.000 | 1984 | Comité ejecutivo nacional | ? | ? |
Motorola 68020 (32 bits; 114 pines usados) | 190.000 [43] | 1984 | Motorola | 2.000 millas náuticas | 85 mm 2 |
Intel 80386 (32 bits, 132 pines; sin caché) | 275.000 | 1985 | Intel | 1.500 millas náuticas | 104 mm 2 |
ARM 1 (32 bits; sin caché) | 25.000 [43] | 1985 | Bellota | 3.000 millas náuticas | 50 mm 2 |
Novix NC4016 (16 bits) | 16.000 [44] | 1985 [45] | Harris Corporation | 3.000 millas náuticas [46] | ? |
SPARC MB86900 (32 bits; sin caché) | 110.000 [47] | 1986 | Fujitsu | 1200 nm | ? |
NEC V60 [48] (32 bits; sin caché) | 375.000 | 1986 | Comité ejecutivo nacional | 1.500 millas náuticas | ? |
ARM 2 (32 bits, 84 pines; sin caché) | 27.000 [49] [43] | 1986 | Bellota | 2.000 millas náuticas | 30,25 mm 2 |
Z80000 (32 bits; caché muy pequeña) | 91.000 | 1986 | Zilog | ? | ? |
NEC V70 [48] (32 bits; sin caché) | 385.000 | 1987 | Comité ejecutivo nacional | 1.500 millas náuticas | ? |
Hitachi Gmicro / 200 [50] | 730.000 | 1987 | Hitachi | 1.000 nm | ? |
Motorola 68030 (32 bits, cachés muy pequeños) | 273.000 | 1987 | Motorola | 800 nm | 102 mm 2 |
Chip de máquina Lisp de 32 bits de TI Explorer | 553.000 [51] | 1987 | Instrumentos Texas | 2.000 millas náuticas [52] | ? |
DEC WRL MultiTitan | 180.000 [53] | 1988 | DEC WRL | 1.500 millas náuticas | 61 mm 2 |
Intel i960 ( subsistema de memoria de 32 bits, 33 bits , sin caché) | 250 000 [54] | 1988 | Intel | 1.500 millas náuticas [55] | ? |
Intel i960CA (32 bits, caché) | 600.000 [55] | 1989 | Intel | 800 nm | 143 mm 2 |
Intel i860 (32/64 bits, SIMD de 128 bits , caché, VLIW ) | 1.000.000 [56] | 1989 | Intel | ? | ? |
Intel 80486 (32 bits, caché de 4 KB) | 1,180,235 | 1989 | Intel | 1000 nm | 173 mm 2 |
ARM 3 (32 bits, caché de 4 KB) | 310 000 | 1989 | Bellota | 1.500 millas náuticas | 87 mm 2 |
Motorola 68040 (32 bits, caché de 8 KB) | 1.200.000 | 1990 | Motorola | 650 nm | 152 mm 2 |
R4000 (64 bits, 16 KB de cachés) | 1.350.000 | 1991 | MIPS | 1.000 nm | 213 mm 2 |
ARM 6 (32 bits, sin caché para esta variante 60) | 35.000 | 1991 | BRAZO | 800 nm | ? |
Hitachi SH-1 (32 bits, sin caché) | 600.000 [57] | 1992 [58] | Hitachi | 800 nm | 10 mm 2 |
Intel i960CF (32 bits, caché) | 900.000 [55] | 1992 | Intel | ? | 125 mm 2 |
DEC Alpha 21064 (64 bits, 290 pines; 16 KB de cachés) | 1,680,000 | 1992 | DIC | 750 nm | 233,52 mm 2 |
Hitachi HARP-1 (32 bits, caché) | 2.800.000 [59] | 1993 | Hitachi | 500 nm | 267 mm 2 |
Pentium (32 bits, 16 KB de cachés) | 3,100,000 | 1993 | Intel | 800 nm | 294 mm 2 |
ARM700 (32 bits; caché de 8 KB) | 578,977 [60] | 1994 | BRAZO | 700 nm | 68,51 mm 2 |
MuP21 (21 bits, [61] 40 pines; incluye video ) | 7.000 [62] | 1994 | Empresas ofensivas | 1200 nm | ? |
Motorola 68060 (32 bits, 16 KB de cachés) | 2.500.000 | 1994 | Motorola | 600 nm | 218 mm 2 |
PowerPC 601 (32 bits, 32 KB de cachés) | 2.800.000 [63] | 1994 | Apple / IBM / Motorola | 600 nm | 121 mm 2 |
SA-110 (32 bits, 32 KB de cachés) | 2.500.000 [43] | 1995 | Bellota / DEC / Manzana | 350 nm | 50 mm 2 |
Pentium Pro (32 bits, 16 KB de cachés; [64] caché L2 en el paquete, pero en una matriz separada) | 5.500.000 [65] | 1995 | Intel | 500 nm | 307 mm 2 |
AMD K5 (32 bits, cachés) | 4.300.000 | 1996 | AMD | 500 nm | 251 mm 2 |
Hitachi SH-4 (32 bits, cachés) | 10,000,000 [66] | 1997 | Hitachi | 200 millas náuticas [67] | 42 mm 2 [68] |
Pentium II Klamath (32 bits, SIMD de 64 bits , cachés) | 7.500.000 | 1997 | Intel | 350 nm | 195 mm 2 |
AMD K6 (32 bits, cachés) | 8.800.000 | 1997 | AMD | 350 nm | 162 mm 2 |
F21 (21 bits; incluye, por ejemplo, video ) | 15.000 | 1997 [62] | Empresas ofensivas | ? | ? |
AVR (8 bits, 40 pines; con memoria) | 140.000 (48.000 sin memoria [69] ) | 1997 | Nórdico VLSI / Atmel | ? | ? |
Pentium II Deschutes (32 bits, caché grande) | 7.500.000 | 1998 | Intel | 250 nm | 113 mm 2 |
ARM 9TDMI (32 bits, sin caché) | 111.000 [43] | 1999 | Bellota | 350 nm | 4,8 mm 2 |
Pentium III Katmai (32 bits, SIMD de 128 bits, cachés) | 9.500.000 | 1999 | Intel | 250 nm | 128 mm 2 |
Emotion Engine (64 bits, SIMD de 128 bits , caché) | 13,500,000 [70] | 1999 | Sony / Toshiba | 180 millas náuticas [71] | 240 mm 2 [72] |
Pentium II Mobile Dixon (32 bits, cachés) | 27,400,000 | 1999 | Intel | 180 nm | 180 mm 2 |
AMD K6-III (32 bits, cachés) | 21,300,000 | 1999 | AMD | 250 nm | 118 mm 2 |
AMD K7 (32 bits, cachés) | 22.000.000 | 1999 | AMD | 250 nm | 184 mm 2 |
Gekko (32 bits, caché grande) | 21.000.000 [73] | 2000 | IBM / Nintendo | 180 nm | 43 mm 2 |
Pentium III Coppermine (32 bits, caché grande) | 21.000.000 | 2000 | Intel | 180 nm | 80 mm 2 |
Pentium 4 Willamette (32 bits, caché grande) | 42.000.000 | 2000 | Intel | 180 nm | 217 mm 2 |
SPARC64 V (64 bits, caché grande) | 191.000.000 [74] | 2001 | Fujitsu | 130 millas náuticas [75] | 290 mm 2 |
Pentium III Tualatin (32 bits, caché grande) | 45.000.000 | 2001 | Intel | 130 nm | 81 mm 2 |
Pentium 4 Northwood (32 bits, caché grande) | 55.000.000 | 2002 | Intel | 130 nm | 145 mm 2 |
Itanium 2 McKinley (64 bits, caché grande) | 220.000.000 | 2002 | Intel | 180 nm | 421 mm 2 |
DEC Alpha 21364 (64 bits, 946 pines, SIMD, cachés muy grandes) | 152.000.000 [28] | 2003 | DIC | 180 nm | 397 mm 2 |
Barton (32 bits, caché grande) | 54,300,000 | 2003 | AMD | 130 nm | 101 mm 2 |
AMD K8 (64 bits, caché grande) | 105,900,000 | 2003 | AMD | 130 nm | 193 mm 2 |
Itanium 2 Madison 6M (64 bits) | 410.000.000 | 2003 | Intel | 130 nm | 374 mm 2 |
Pentium 4 Prescott (32 bits, caché grande) | 112.000.000 | 2004 | Intel | 90 nm | 110 mm 2 |
SPARC64 V + (64 bits, caché grande) | 400.000.000 [76] | 2004 | Fujitsu | 90 nm | 294 mm 2 |
Itanium 2 (64 bits; caché de 9 MB ) | 592.000.000 | 2004 | Intel | 130 nm | 432 mm 2 |
Pentium 4 Prescott-2M (32 bits, caché grande) | 169.000.000 | 2005 | Intel | 90 nm | 143 mm 2 |
Pentium D Smithfield (32 bits, caché grande) | 228.000.000 | 2005 | Intel | 90 nm | 206 mm 2 |
Xenón (64 bits, SIMD de 128 bits, caché grande) | 165.000.000 | 2005 | IBM | 90 nm | ? |
Celda (32 bits, caché) | 250.000.000 [77] | 2005 | Sony / IBM / Toshiba | 90 nm | 221 mm 2 |
Pentium 4 Cedar Mill (32 bits, caché grande) | 184.000.000 | 2006 | Intel | 65 nanómetro | 90 mm 2 |
Pentium D Presler (32 bits, caché grande) | 362.000.000 | 2006 | Intel | 65 nanómetro | 162 mm 2 |
Core 2 Duo Conroe (doble núcleo de 64 bits, cachés grandes) | 291.000.000 | 2006 | Intel | 65 nanómetro | 143 mm 2 |
Itanium 2 de doble núcleo (64 bits, SIMD , cachés grandes) | 1.700.000.000 [78] | 2006 | Intel | 90 nm | 596 mm 2 |
AMD K10 quad-core 2M L3 (64 bits, cachés grandes) | 463.000.000 [79] | 2007 | AMD | 65 nanómetro | 283 mm 2 |
ARM Cortex-A9 (32 bits, (opcional) SIMD , cachés) | 26.000.000 [80] | 2007 | BRAZO | 45 millas náuticas | 31 mm 2 |
Core 2 Duo Wolfdale (doble núcleo de 64 bits, SIMD , cachés) | 411.000.000 | 2007 | Intel | 45 millas náuticas | 107 mm 2 |
POWER6 (64 bits, cachés grandes) | 789.000.000 | 2007 | IBM | 65 nanómetro | 341 mm 2 |
Core 2 Duo Allendale (doble núcleo de 64 bits, SIMD , cachés grandes) | 169.000.000 | 2007 | Intel | 65 nanómetro | 111 mm 2 |
Uniphier | 250.000.000 [81] | 2007 | Matsushita | 45 millas náuticas | ? |
SPARC64 VI (64 bits, SIMD , cachés grandes) | 540.000.000 | 2007 [82] | Fujitsu | 90 nm | 421 mm 2 |
Core 2 Duo Wolfdale 3M (doble núcleo de 64 bits, SIMD , cachés grandes) | 230.000.000 | 2008 | Intel | 45 millas náuticas | 83 mm 2 |
Core i7 (cuatro núcleos de 64 bits, SIMD , cachés grandes) | 731.000.000 | 2008 | Intel | 45 millas náuticas | 263 mm 2 |
AMD K10 de cuatro núcleos 6M L3 (64 bits, SIMD , cachés grandes) | 758.000.000 [79] | 2008 | AMD | 45 millas náuticas | 258 mm 2 |
Atom (32 bits, caché grande) | 47.000.000 | 2008 | Intel | 45 millas náuticas | 24 mm 2 |
SPARC64 VII (64 bits, SIMD , cachés grandes) | 600.000.000 | 2008 [83] | Fujitsu | 65 nanómetro | 445 mm 2 |
Xeon 7400 de seis núcleos (64 bits, SIMD , cachés grandes) | 1,900,000,000 | 2008 | Intel | 45 millas náuticas | 503 mm 2 |
Opteron 2400 de seis núcleos (64 bits, SIMD , cachés grandes) | 904.000.000 | 2009 | AMD | 45 millas náuticas | 346 mm 2 |
SPARC64 VIIIfx (64 bits, SIMD , cachés grandes) | 760.000.000 [84] | 2009 | Fujitsu | 45 millas náuticas | 513 mm 2 |
SPARC T3 (16 núcleos, 64 bits, SIMD , cachés grandes) | 1.000.000.000 [85] | 2010 | Sol / Oracle | 40 nm | 377 mm 2 |
Core i7 de seis núcleos (Gulftown) | 1,170,000,000 | 2010 | Intel | 32 millas náuticas | 240 mm 2 |
POWER7 32M L3 (8 núcleos de 64 bits, SIMD , cachés grandes) | 1.200.000.000 | 2010 | IBM | 45 millas náuticas | 567 mm 2 |
Z196 de cuatro núcleos [86] (64 bits, cachés muy grandes) | 1.400.000.000 | 2010 | IBM | 45 millas náuticas | 512 mm 2 |
Itanium Tukwila de cuatro núcleos (64 bits, SIMD , cachés grandes) | 2.000.000.000 [87] | 2010 | Intel | 65 nanómetro | 699 mm 2 |
Xeon Nehalem-EX (8 núcleos de 64 bits, SIMD , cachés grandes) | 2.300.000.000 [88] | 2010 | Intel | 45 millas náuticas | 684 mm 2 |
SPARC64 IXfx (64 bits, SIMD , cachés grandes) | 1.870.000.000 [89] | 2011 | Fujitsu | 40 nm | 484 mm 2 |
Quad-core + GPU Core i7 (64 bits, SIMD , cachés grandes) | 1,160,000,000 | 2011 | Intel | 32 millas náuticas | 216 mm 2 |
Core i7 de seis núcleos / Xeon E5 de 8 núcleos (Sandy Bridge-E / EP) (64 bits, SIMD , cachés grandes) | 2.270.000.000 [90] | 2011 | Intel | 32 millas náuticas | 434 mm 2 |
Xeon Westmere-EX (10 núcleos de 64 bits, SIMD , cachés grandes) | 2,600,000,000 | 2011 | Intel | 32 millas náuticas | 512 mm 2 |
Atom "Medfield" (64 bits) | 432.000.000 [91] | 2012 | Intel | 32 millas náuticas | 64 mm 2 |
SPARC64 X (64 bits, SIMD , cachés) | 2.990.000.000 [92] | 2012 | Fujitsu | 28 millas náuticas | 600 mm 2 |
Bulldozer AMD (8 núcleos de 64 bits, SIMD , cachés) | 1.200.000.000 [93] | 2012 | AMD | 32 millas náuticas | 315 mm 2 |
Quad-core + GPU AMD Trinity (64 bits, SIMD , cachés) | 1,303,000,000 | 2012 | AMD | 32 millas náuticas | 246 mm 2 |
Ivy Bridge de cuatro núcleos + GPU Core i7 (64 bits, SIMD , cachés) | 1.400.000.000 | 2012 | Intel | 22 millas náuticas | 160 mm 2 |
POWER7 + (8 núcleos de 64 bits, SIMD , 80 MB de caché L3) | 2,100,000,000 | 2012 | IBM | 32 millas náuticas | 567 mm 2 |
ZEC12 de seis núcleos (64 bits, SIMD , cachés grandes) | 2.750.000.000 | 2012 | IBM | 32 millas náuticas | 597 mm 2 |
Itanium Poulson (8 núcleos de 64 bits, SIMD , cachés) | 3,100,000,000 | 2012 | Intel | 32 millas náuticas | 544 mm 2 |
Xeon Phi ( SIMD de 61 núcleos, 32 bits, 512 bits , cachés) | 5.000.000.000 [94] | 2012 | Intel | 22 millas náuticas | 720 mm 2 |
Apple A7 ( ARM64 de doble núcleo de 64/32 bits , " SoC móvil ", SIMD , cachés) | 1.000.000.000 | 2013 | manzana | 28 millas náuticas | 102 mm 2 |
Core i7 Ivy Bridge E de seis núcleos (64 bits, SIMD , cachés) | 1.860.000.000 | 2013 | Intel | 22 millas náuticas | 256 mm 2 |
POWER8 (12 núcleos de 64 bits, SIMD , cachés) | 4.200.000.000 | 2013 | IBM | 22 millas náuticas | 650 mm 2 |
SoC principal de Xbox One (64 bits, SIMD , cachés) | 5,000,000,000 | 2013 | Microsoft / AMD | 28 millas náuticas | 363 mm 2 |
Quad-core + GPU Core i7 Haswell (64 bits, SIMD , cachés) | 1.400.000.000 [95] | 2014 | Intel | 22 millas náuticas | 177 mm 2 |
Apple A8 ("SoC móvil" ARM64 de doble núcleo de 64/32 bits, SIMD , cachés) | 2,000,000,000 | 2014 | manzana | 20 millas náuticas | 89 mm 2 |
Core i7 Haswell-E (8 núcleos de 64 bits, SIMD , cachés) | 2.600.000.000 [96] | 2014 | Intel | 22 millas náuticas | 355 mm 2 |
Apple A8X ("SoC móvil" ARM64 de tres núcleos de 64/32 bits, SIMD , cachés) | 3.000.000.000 [97] | 2014 | manzana | 20 millas náuticas | 128 mm 2 |
Xeon Ivy Bridge-EX (15 núcleos de 64 bits, SIMD , cachés) | 4.310.000.000 [98] | 2014 | Intel | 22 millas náuticas | 541 mm 2 |
Xeon Haswell-E5 (18 núcleos, 64 bits, SIMD , cachés) | 5.560.000.000 [99] | 2014 | Intel | 22 millas náuticas | 661 mm 2 |
Quad-core + GPU GT2 Core i7 Skylake K (64 bits, SIMD , cachés) | 1,750,000,000 | 2015 | Intel | 14 millas náuticas | 122 mm 2 |
Doble núcleo + GPU Iris Core i7 Broadwell-U (64 bits, SIMD , cachés) | 1.900.000.000 [100] | 2015 | Intel | 14 millas náuticas | 133 mm 2 |
Apple A9 ("SoC móvil" ARM64 de doble núcleo de 64/32 bits, SIMD , cachés) | 2,000,000,000+ | 2015 | manzana | 14 nm ( Samsung ) | 96 mm 2 ( Samsung ) |
16 millas náuticas ( TSMC ) | 104,5 mm 2 ( TSMC ) | ||||
Apple A9X ("SoC móvil" ARM64 de doble núcleo de 64/32 bits, SIMD , cachés) | 3,000,000,000+ | 2015 | manzana | 16 millas náuticas | 143,9 milímetros 2 |
IBM z13 (64 bits, cachés) | 3,990,000,000 | 2015 | IBM | 22 millas náuticas | 678 mm 2 |
Controlador de almacenamiento IBM z13 | 7.100.000.000 | 2015 | IBM | 22 millas náuticas | 678 mm 2 |
SPARC M7 (32 núcleos de 64 bits, SIMD , cachés) | 10,000,000,000 [101] | 2015 | Oráculo | 20 millas náuticas | ? |
Qualcomm Snapdragon 835 ("SoC móvil" ARM64 de ocho núcleos de 64/32 bits, SIMD , cachés) | 3.000.000.000 [102] [103] | 2016 | Qualcomm | 10 nm | 72,3 mm 2 |
Core i7 Broadwell-E (10 núcleos de 64 bits, SIMD , cachés) | 3.200.000.000 [104] | 2016 | Intel | 14 millas náuticas | 246 mm 2 [105] |
Apple A10 Fusion (cuatro núcleos de 64/32 bits ARM64 "SoC móvil", SIMD , cachés) | 3,300,000,000 | 2016 | manzana | 16 millas náuticas | 125 mm 2 |
HiSilicon Kirin 960 ("SoC móvil" ARM64 de ocho núcleos de 64/32 bits, SIMD , cachés) | 4.000.000.000 [106] | 2016 | Huawei | 16 millas náuticas | 110,00 milímetros 2 |
Xeon Broadwell-E5 (22 núcleos de 64 bits, SIMD , cachés) | 7.200.000.000 [107] | 2016 | Intel | 14 millas náuticas | 456 mm 2 |
Xeon Phi (72 núcleos, 64 bits, SIMD de 512 bits , cachés) | 8.000.000.000 | 2016 | Intel | 14 millas náuticas | 683 mm 2 |
CPU Zip (32 bits, para FPGA ) | 1.286 6-LUT [108] | 2016 | Tecnología Gisselquist | ? | ? |
Qualcomm Snapdragon 845 ("SoC móvil" ARM64 de ocho núcleos de 64/32 bits, SIMD , cachés) | 5.300.000.000 [109] | 2017 | Qualcomm | 10 nm | 94 mm 2 |
Qualcomm Snapdragon 850 ("SoC móvil" ARM64 octa-core de 64/32 bits, SIMD , cachés) | 5.300.000.000 [110] | 2017 | Qualcomm | 10 nm | 94 mm 2 |
Apple A11 Bionic ("SoC móvil" ARM64 hexa-core de 64/32 bits, SIMD , cachés) | 4.300.000.000 | 2017 | manzana | 10 nm | 89,23 mm 2 |
Zeppelin SoC Ryzen (64 bits, SIMD , cachés) | 4.800.000.000 [111] | 2017 | AMD | 14 millas náuticas | 192 mm 2 |
Ryzen 5 1600 Ryzen (64 bits, SIMD , cachés) | 4.800.000.000 [112] | 2017 | AMD | 14 millas náuticas | 213 mm 2 |
Ryzen 5 1600 X Ryzen (64 bits, SIMD , cachés) | 4.800.000.000 [113] | 2017 | AMD | 14 millas náuticas | 213 mm 2 |
IBM z14 (64 bits, SIMD , cachés) | 6.100.000.000 | 2017 | IBM | 14 millas náuticas | 696 mm 2 |
Controladora de almacenamiento IBM z14 (64 bits) | 9,700,000,000 | 2017 | IBM | 14 millas náuticas | 696 mm 2 |
HiSilicon Kirin 970 ("SoC móvil" ARM64 de ocho núcleos de 64/32 bits, SIMD , cachés) | 5.500.000.000 [114] | 2017 | Huawei | 10 nm | 96,72 mm 2 |
SoC principal de Xbox One X (Project Scorpio) (64 bits, SIMD , cachés) | 7.000.000.000 [115] | 2017 | Microsoft / AMD | 16 millas náuticas | 360 mm 2 [115] |
Xeon Platinum 8180 (28 núcleos, 64 bits, SIMD , cachés) | 8,000,000,000 [116] [ disputado ] | 2017 | Intel | 14 millas náuticas | ? |
POWER9 (64 bits, SIMD , cachés) | 8.000.000.000 | 2017 | IBM | 14 millas náuticas | 695 mm 2 |
Chip de plataforma base Freedom U500 (E51, 4 × U54) RISC-V (64 bits, cachés) | 250.000.000 [117] | 2017 | SiFive | 28 millas náuticas | ~ 30 mm 2 |
SPARC64 XII (12 núcleos de 64 bits, SIMD , cachés) | 5.450.000.000 [118] | 2017 | Fujitsu | 20 millas náuticas | 795 mm 2 |
Apple A10X Fusion (hexa-core 64/32 bits ARM64 "SoC móvil", SIMD , cachés) | 4.300.000.000 [119] | 2017 | manzana | 10 nm | 96,40 mm 2 |
Centriq 2400 ( 64/32 bits, SIMD , cachés) | 18.000.000.000 [120] | 2017 | Qualcomm | 10 nm | 398 mm 2 |
AMD Epyc (32 núcleos, 64 bits, SIMD , cachés) | 19.200.000.000 | 2017 | AMD | 14 millas náuticas | 768 mm 2 |
HiSilicon Kirin 710 ("SoC móvil" ARM64 octa-core, SIMD , cachés) | 5.500.000.000 [121] | 2018 | Huawei | 12 millas náuticas | ? |
Apple A12 Bionic (hexa-core ARM64 "SoC móvil", SIMD , cachés) | 6,900,000,000 [122] [123] | 2018 | manzana | 7 millas náuticas | 83,27 mm 2 |
HiSilicon Kirin 980 ("SoC móvil" ARM64 de ocho núcleos, SIMD , cachés) | 6,900,000,000 [124] | 2018 | Huawei | 7 millas náuticas | 74,13 mm 2 |
Qualcomm Snapdragon 8cx / SCX8180 ("SoC móvil" ARM64 de ocho núcleos, SIMD , cachés) | 8.500.000.000 [125] | 2018 | Qualcomm | 7 millas náuticas | 112 mm 2 |
Qualcomm Snapdragon 855 ("SoC móvil" ARM64 octa-core de 64/32 bits, SIMD , cachés) | 6.700.000.000 [126] | 2019 | Qualcomm | 7 millas náuticas | 73 mm² |
Qualcomm Snapdragon 865 ("SoC móvil" ARM64 de ocho núcleos de 64/32 bits, SIMD , cachés) | 10,300,000,000 [127] | 2020 | Qualcomm | 7 millas náuticas | 83,54 mm2 [128] |
Apple A12X Bionic ("SoC móvil" ARM64 octa-core de 64/32 bits, SIMD , cachés) | 10,000,000,000 [129] | 2018 | manzana | 7 millas náuticas | 122 mm 2 |
Fujitsu A64FX (64/32 bits, SIMD , cachés) | 8.786.000.000 [130] | 2018 [131] | Fujitsu | 7 millas náuticas | ? |
SoC Tegra Xavier (64/32 bits) | 9.000.000.000 [132] | 2018 | Nvidia | 12 millas náuticas | 350 mm 2 |
AMD Ryzen 7 3700X (64 bits, SIMD , cachés, matriz de E / S) | 5.990.000.000 [133] [d] | 2019 | AMD | 7 y 12 nm ( TSMC ) | 199 (74 + 125) mm 2 |
HiSilicon Kirin 990 4G | 8.000.000.000 [134] | 2019 | Huawei | 7 millas náuticas | 90,00 mm 2 |
Apple A13 ("SoC móvil" ARM64 hexa-core de 64 bits, SIMD , cachés) | 8.500.000.000 [135] [136] | 2019 | manzana | 7 millas náuticas | 98,48 mm 2 |
AMD Ryzen 9 3900X (64 bits, SIMD , cachés, matriz de E / S) | 9,890,000,000 [6] [7] | 2019 | AMD | 7 y 12 nm ( TSMC ) | 273 mm 2 |
HiSilicon Kirin 990 5G | 10,300,000,000 [137] | 2019 | Huawei | 7 millas náuticas | 113,31 mm 2 |
AWS Graviton2 (64 bits, 64 núcleos basado en ARM, SIMD , cachés) [138] [139] | 30.000.000.000 | 2019 | Amazonas | 7 millas náuticas | ? |
AMD Epyc Rome (64 bits, SIMD , cachés) | 39,540,000,000 [6] [7] | 2019 | AMD | 7 y 12 nm ( TSMC ) | 1008 mm 2 |
TI Jacinto TDA4VM (ARM A72, DSP, SRAM) | 3.500.000.000 [140] | 2020 | Instrumentos Texas | 16 millas náuticas | |
Apple A14 Bionic ("SoC móvil" ARM64 hexa-core de 64 bits, SIMD , cachés) | 11,800,000,000 [141] | 2020 | manzana | 5 millas náuticas | 88 mm 2 |
Apple M1 (SoC ARM64 octa-core de 64 bits, SIMD , cachés) | 16.000.000.000 [142] | 2020 | manzana | 5 millas náuticas | 119 mm 2 |
HiSilicon Kirin 9000 | 15,300,000,000 [143] [144] | 2020 | Huawei | 5 millas náuticas | 114 mm 2 |
GPU
Una unidad de procesamiento de gráficos (GPU) es un circuito electrónico especializado diseñado para manipular y alterar rápidamente la memoria para acelerar la creación de imágenes en un búfer de fotogramas destinado a la salida a una pantalla.
El diseñador se refiere a la empresa de tecnología que diseña la lógica del chip de circuito integrado (como Nvidia y AMD ). El fabricante se refiere a la empresa de semiconductores que fabrica el chip utilizando su proceso de fabricación de semiconductores en una fundición (como TSMC y Samsung Semiconductor ). El recuento de transistores en un chip depende del proceso de fabricación del fabricante, con nodos semiconductores más pequeños que suelen permitir una mayor densidad de transistores y, por lo tanto, mayores recuentos de transistores.
La memoria de acceso aleatorio (RAM) que viene con las GPU (como VRAM , SGRAM o HBM ) aumenta en gran medida el recuento total de transistores, y la memoria generalmente representa la mayoría de los transistores en una tarjeta gráfica . Por ejemplo, el Tesla P100 de Nvidia tiene 15 mil millones de FinFET ( 16 nm ) en la GPU además de 16 GB de memoria HBM2 , por un total de aproximadamente 150 mil millones de MOSFET en la tarjeta gráfica. [145] La siguiente tabla no incluye la memoria. Para los recuentos de transistores de memoria, consulte la sección Memoria a continuación.
Procesador | Recuento de transistores MOS | Fecha de introducción | Diseñador (s) | Fabricante (s) | Proceso MOS | Área | Árbitro |
---|---|---|---|---|---|---|---|
µPD7220 GDC | 40.000 | mil novecientos ochenta y dos | Comité ejecutivo nacional | Comité ejecutivo nacional | 5,000 nm | [146] | |
ARTC HD63484 | 60.000 | 1984 | Hitachi | Hitachi | [147] | ||
CBM Agnus | 21.000 | 1985 | Comodoro | CSG | 5,000 nm | [148] [149] | |
YM7101 VDP | 100.000 | 1988 | Yamaha , Sega | Yamaha | [150] | ||
Tom jerry | 750.000 | 1993 | Llamarada | IBM | [150] | ||
VDP1 | 1.000.000 | 1994 | Sega | Hitachi | 500 nm | [151] [152] | |
GPU de Sony | 1.000.000 | 1994 | Toshiba | LSI | 500 nm | [153] [154] [155] | |
NV1 | 1.000.000 | 1995 | Nvidia , Sega | SGS | 500 nm | 90 mm 2 | [151] |
Coprocesador de realidad | 2,600,000 | 1996 | SGI | Comité ejecutivo nacional | 350 nm | 81 mm 2 | [156] |
PowerVR | 1.200.000 | 1996 | VideoLogic | Comité ejecutivo nacional | 350 nm | [157] | |
Gráficos vudú | 1.000.000 | 1996 | 3dfx | TSMC | 500 nm | [158] [159] | |
Vudú Rush | 1.000.000 | 1997 | 3dfx | TSMC | 500 nm | [158] [159] | |
NV3 | 3,500,000 | 1997 | Nvidia | SGS, TSMC | 350 nm | 90 mm 2 | [160] [161] |
PowerVR2 CLX2 | 10,000,000 | 1998 | VideoLogic | Comité ejecutivo nacional | 250 nm | 116 mm 2 | [66] [162] [163] [68] |
i740 | 3,500,000 | 1998 | Intel , Real3D | Real3D | 350 nm | [158] [159] | |
Vudú 2 | 4.000.000 | 1998 | 3dfx | TSMC | 350 nm | ||
Vudú Rush | 4.000.000 | 1998 | 3dfx | TSMC | 350 nm | ||
Riva TNT | 7.000.000 | 1998 | Nvidia | TSMC | 350 nm | [158] [161] | |
PowerVR2 PMX1 | 6.000.000 | 1999 | VideoLogic | Comité ejecutivo nacional | 250 nm | [164] | |
Rabia 128 | 8.000.000 | 1999 | ATI | TSMC, UMC | 250 nm | 70 mm 2 | [159] |
Vudú 3 | 8.100.000 | 1999 | 3dfx | TSMC | 250 nm | [165] | |
Sintetizador de gráficos | 43.000.000 | 1999 | Sony , Toshiba | Sony , Toshiba | 180 nm | 279 mm 2 | [73] [71] [70] [72] |
NV5 | 15.000.000 | 1999 | Nvidia | TSMC | 250 nm | [159] | |
NV10 | 17.000.000 | 1999 | Nvidia | TSMC | 220 nanómetro | 111 mm 2 | [166] [161] |
Vudú 4 | 14.000.000 | 2000 | 3dfx | TSMC | 220 nanómetro | [158] [159] | |
NV11 | 20.000.000 | 2000 | Nvidia | TSMC | 180 nm | 65 mm 2 | [159] |
NV15 | 25.000.000 | 2000 | Nvidia | TSMC | 180 nm | 81 mm 2 | [159] |
Vudú 5 | 28.000.000 | 2000 | 3dfx | TSMC | 220 nanómetro | [158] [159] | |
R100 | 30.000.000 | 2000 | ATI | TSMC | 180 nm | 97 mm 2 | [159] |
Aleta | 51.000.000 | 2000 | ArtX | Comité ejecutivo nacional | 180 nm | 106 mm 2 | [73] [167] |
PowerVR3 KYRO | 14.000.000 | 2001 | Imaginación | S T | 250 nm | [158] [159] | |
PowerVR3 KYRO II | 15.000.000 | 2001 | Imaginación | S T | 180 nm | ||
NV2A | 60.000.000 | 2001 | Nvidia | TSMC | 150 nm | [158] [168] | |
NV20 | 57.000.000 | 2001 | Nvidia | TSMC | 150 nm | 128 mm 2 | [159] |
R200 | 60.000.000 | 2001 | ATI | TSMC | 150 nm | 68 mm 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 nm | 207 mm 2 | |
R480 | 160.000.000 | 2004 | ATI | TSMC | 130 nm | 297 mm 2 | |
NV40 | 222.000.000 | 2004 | Nvidia | IBM | 130 nm | 305 mm 2 | |
Xenos | 232 000 000 | 2005 | ATI | TSMC | 90 nm | 182 mm 2 | [169] [170] |
Sintetizador RSX Reality | 300.000.000 | 2005 | Nvidia, Sony | Sony | 90 nm | 186 mm 2 | [171] [172] |
G70 | 303.000.000 | 2005 | Nvidia | TSMC, fletado | 110 nm | 333 mm 2 | [159] |
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 | |
Tesla G84 | 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 nanómetro | 324 mm 2 | |
G98 Tesla | 210.000.000 | 2008 | Nvidia | TSMC | 65 nanómetro | 86 mm 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 nanómetro | 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 | [173] [159] |
GT200b Tesla | 1.400.000.000 | 2008 | Nvidia | TSMC, UMC | 55 nm | 470 mm 2 | [159] |
GT200 Tesla | 1.400.000.000 | 2008 | Nvidia | TSMC | 65 nanómetro | 576 mm 2 | [174] [159] |
GT218 Tesla | 260.000.000 | 2009 | Nvidia | TSMC | 40 nm | 57 mm 2 | [159] |
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 | |
Enebro RV840 | 1.040.000.000 | 2009 | ATI | TSMC | 40 nm | 166 mm 2 | |
Cypress RV870 | 2,154,000,000 | 2009 | ATI | TSMC | 40 nm | 334 mm 2 | [175] |
Cedro RV810 | 292.000.000 | 2010 | AMD (anteriormente ATI) | TSMC | 40 nm | 59 mm 2 | [159] |
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 | |
Cayman RV970 | 2,640,000,000 | 2010 | AMD | TSMC | 40 nm | 389 mm 2 | |
GF100 Fermi | 3,200,000,000 | Marzo de 2010 | Nvidia | TSMC | 40 nm | 526 mm 2 | [176] |
GF110 Fermi | 3,000,000,000 | Noviembre de 2010 | Nvidia | TSMC | 40 nm | 520 mm 2 | [176] |
GF119 Fermi | 292.000.000 | 2011 | Nvidia | TSMC | 40 nm | 79 mm 2 | [159] |
Caicos RV910 | 370.000.000 | 2011 | AMD | TSMC | 40 nm | 67 mm 2 | |
GF108 Fermi | 585.000.000 | 2011 | Nvidia | TSMC | 40 nm | 116 mm 2 | |
Turcos RV930 | 716.000.000 | 2011 | AMD | TSMC | 40 nm | 118 mm 2 | |
GF104 Fermi | 1,950,000,000 | 2011 | Nvidia | TSMC | 40 nm | 332 mm 2 | |
Tahití | 4.312.711.873 | 2011 | AMD | TSMC | 28 millas náuticas | 365 mm 2 | [177] |
Kepler GK107 | 1.270.000.000 | 2012 | Nvidia | TSMC | 28 millas náuticas | 118 mm 2 | [159] |
Cabo Verde | 1,500,000,000 | 2012 | AMD | TSMC | 28 millas náuticas | 123 mm 2 | |
Kepler GK106 | 2.540.000.000 | 2012 | Nvidia | TSMC | 28 millas náuticas | 221 mm 2 | |
Pitcairn | 2.800.000.000 | 2012 | AMD | TSMC | 28 millas náuticas | 212 mm 2 | |
Kepler GK104 | 3,540,000,000 | 2012 | Nvidia | TSMC | 28 millas náuticas | 294 mm 2 | [178] |
Kepler GK110 | 7.080.000.000 | 2012 | Nvidia | TSMC | 28 millas náuticas | 561 mm 2 | [179] [180] |
Öland | 1.040.000.000 | 2013 | AMD | TSMC | 28 millas náuticas | 90 mm 2 | [159] |
Bonaire | 2,080,000,000 | 2013 | AMD | TSMC | 28 millas náuticas | 160 mm 2 | |
Durango ( Xbox One ) | 4.800.000.000 | 2013 | AMD | TSMC | 28 millas náuticas | 375 mm 2 | [181] [182] |
Liverpool ( PlayStation 4 ) | Desconocido | 2013 | AMD | TSMC | 28 millas náuticas | 348 mm 2 | [183] |
Hawai | 6.300.000.000 | 2013 | AMD | TSMC | 28 millas náuticas | 438 mm 2 | [159] |
GM107 Maxwell | 1.870.000.000 | 2014 | Nvidia | TSMC | 28 millas náuticas | 148 mm 2 | |
GM206 Maxwell | 2,940,000,000 | 2014 | Nvidia | TSMC | 28 millas náuticas | 228 mm 2 | |
Tonga | 5,000,000,000 | 2014 | AMD | TSMC, GlobalFoundries | 28 millas náuticas | 366 mm 2 | |
GM204 Maxwell | 5.200.000.000 | 2014 | Nvidia | TSMC | 28 millas náuticas | 398 mm 2 | |
GM200 Maxwell | 8.000.000.000 | 2015 | Nvidia | TSMC | 28 millas náuticas | 601 mm 2 | |
Fiyi | 8,900,000,000 | 2015 | AMD | TSMC | 28 millas náuticas | 596 mm 2 | |
Polaris 11 "Baffin" | 3,000,000,000 | 2016 | AMD | Samsung , GlobalFoundries | 14 millas náuticas | 123 mm 2 | [159] [184] |
GP108 Pascal | 4.400.000.000 | 2016 | Nvidia | TSMC | 16 millas náuticas | 200 mm 2 | [159] |
Durango 2 ( Xbox One S ) | 5,000,000,000 | 2016 | AMD | TSMC | 16 millas náuticas | 240 mm 2 | [185] |
Neo ( PlayStation 4 Pro ) | 5.700.000.000 | 2016 | AMD | TSMC | 16 millas náuticas | 325 mm 2 | [186] |
Polaris 10 "Ellesmere" | 5.700.000.000 | 2016 | AMD | Samsung, GlobalFoundries | 14 millas náuticas | 232 mm 2 | [187] |
GP104 Pascal | 7.200.000.000 | 2016 | Nvidia | TSMC | 16 millas náuticas | 314 mm 2 | [159] |
GP100 Pascal | 15,300,000,000 | 2016 | Nvidia | TSMC, Samsung | 16 millas náuticas | 610 mm 2 | [188] |
GP108 Pascal | 1.850.000.000 | 2017 | Nvidia | Samsung | 14 millas náuticas | 74 mm 2 | [159] |
Polaris 12 "Lexa" | 2,200,000,000 | 2017 | AMD | Samsung, GlobalFoundries | 14 millas náuticas | 101 mm 2 | [159] [184] |
GP107 Pascal | 3,300,000,000 | 2017 | Nvidia | Samsung | 14 millas náuticas | 132 mm 2 | [159] |
Escorpio ( Xbox One X ) | 6,600,000,000 | 2017 | AMD | TSMC | 16 millas náuticas | 367 mm 2 | [181] [189] |
GP102 Pascal | 11,800,000,000 | 2017 | Nvidia | TSMC, Samsung | 16 millas náuticas | 471 mm 2 | [159] |
Vega 10 | 12,500,000,000 | 2017 | AMD | Samsung, GlobalFoundries | 14 millas náuticas | 484 mm 2 | [190] |
GV100 Volta | 21,100,000,000 | 2017 | Nvidia | TSMC | 12 millas náuticas | 815 mm 2 | [191] |
TU106 Turing | 10,800,000,000 | 2018 | Nvidia | TSMC | 12 millas náuticas | 445 mm 2 | |
Vega 20 | 13,230,000,000 | 2018 | AMD | TSMC | 7 millas náuticas | 331 mm 2 | [159] |
TU104 Turing | 13,600,000,000 | 2018 | Nvidia | TSMC | 12 millas náuticas | 545 mm 2 | |
TU102 Turing | 18,600,000,000 | 2018 | Nvidia | TSMC | 12 millas náuticas | 754 mm 2 | [192] |
TU117 Turing | 4,700,000,000 | 2019 | Nvidia | TSMC | 12 millas náuticas | 200 mm 2 | [193] |
TU116 Turing | 6,600,000,000 | 2019 | Nvidia | TSMC | 12 millas náuticas | 284 mm 2 | [194] |
Navi 14 | 6.400.000.000 | 2019 | AMD | TSMC | 7 millas náuticas | 158 mm 2 | [195] |
Navi 10 | 10,300,000,000 | 2019 | AMD | TSMC | 7 millas náuticas | 251 mm 2 | [196] |
GA100 amperio | 54.000.000.000 | 2020 | Nvidia | TSMC | 7 millas náuticas | 826 mm 2 | [8] [197] |
GA102 amperio | 28.000.000.000 | 2020 | Nvidia | Samsung | 8 millas náuticas | 628 mm 2 | [198] [199] |
FPGA
Una matriz de puertas programables en campo (FPGA) es un circuito integrado diseñado para ser configurado por un cliente o un diseñador después de la fabricación.
FPGA | Recuento de transistores MOS | Fecha de introducción | Diseñador | Fabricante | Proceso MOS | Área | Árbitro |
---|---|---|---|---|---|---|---|
Virtex | 70.000.000 | 1997 | Xilinx | ||||
Virtex-E | 200.000.000 | 1998 | Xilinx | ||||
Virtex-II | 350.000.000 | 2000 | Xilinx | 130 nm | |||
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 nanómetro | [200] | |
Stratix IV | 2.500.000.000 | 2008 | Altera | TSMC | 40 nm | [201] | |
Stratix V | 3.800.000.000 | 2011 | Altera | TSMC | 28 millas náuticas | [202] | |
Arria 10 | 5.300.000.000 | 2014 | Altera | TSMC | 20 millas náuticas | [203] | |
Virtex-7 2000T | 6,800,000,000 | 2011 | Xilinx | TSMC | 28 millas náuticas | [204] | |
Stratix 10 SX 2800 | 17.000.000.000 | TBD | Intel | Intel | 14 millas náuticas | 560 mm 2 | [205] [206] |
Virtex-Ultraescala VU440 | 20.000.000.000 | Primer trimestre de 2015 | Xilinx | TSMC | 20 millas náuticas | [207] [208] | |
Virtex-Ultraescala + VU19P | 35.000.000.000 | 2020 | Xilinx | TSMC | 16 millas náuticas | 900 mm 2 [e] | [209] [210] [211] |
Versal VC1902 | 37,000,000,000 | 2S 2019 | Xilinx | TSMC | 7 millas náuticas | [212] [213] [214] | |
Stratix 10 GX 10M | 43.300.000.000 | Cuarto trimestre de 2019 | Intel | Intel | 14 millas náuticas | 1400 mm 2 [e] | [215] [216] |
Versal VP1802 | 92.000.000.000 | 2021 ? [F] | Xilinx | TSMC | 7 millas náuticas | ? | [217] [218] |
Memoria
La memoria semiconductora es un dispositivo de almacenamiento de datos electrónicos , a menudo utilizado como memoria de computadora , implementado en circuitos integrados . Casi toda la memoria de semiconductores desde la década de 1970 ha utilizado MOSFET (transistores MOS), en sustitución de los transistores de unión bipolar anteriores . Hay dos tipos principales de memoria de semiconductores, la memoria de acceso aleatorio (RAM) y la memoria no volátil (NVM). A su vez, hay dos tipos principales de RAM, memoria dinámica de acceso aleatorio (DRAM) y memoria estática de acceso aleatorio (SRAM), así como dos tipos principales de NVM, memoria flash y memoria de solo lectura (ROM).
El CMOS SRAM típico consta de seis transistores por celda. Para DRAM, 1T1C, que significa una estructura de transistor y un capacitor, es común. El condensador cargado o no se usa para almacenar 1 o 0. Para la memoria flash, los datos se almacenan en una puerta flotante y se detecta la resistencia del transistor para interpretar los datos almacenados. Dependiendo de qué tan fina se pueda separar la resistencia, un transistor podría almacenar hasta 3 bits , lo que significa ocho niveles distintivos de resistencia posibles por transistor. Sin embargo, la multa de la báscula tiene un costo de repetibilidad y, por lo tanto, confiabilidad. Normalmente, la memoria flash MLC de 2 bits de bajo grado se utiliza para unidades flash , por lo que una unidad flash de 16 GB contiene aproximadamente 64 mil millones de transistores.
Para los chips SRAM, las celdas de seis transistores (seis transistores por bit) eran el estándar. [219] Los chips DRAM a principios de la década de 1970 tenían celdas de tres transistores (tres transistores por bit), antes de que las celdas de un solo transistor (un transistor por bit) se convirtieran en estándar desde la era de DRAM de 4 Kb a mediados de la década de 1970. [220] [221] En la memoria flash de un solo nivel , cada celda contiene un MOSFET de puerta flotante (un transistor por bit), [222] mientras que el flash multinivel contiene 2, 3 o 4 bits por transistor.
Los chips de memoria flash se apilan comúnmente en capas, hasta 128 capas en producción, [223] y 136 capas administradas, [224] y están disponibles en dispositivos de usuario final de hasta 69 capas de los fabricantes.
Nombre del chip | Capacidad ( bits ) | Tipo de RAM | Recuento de transistores | Fecha de introducción | Fabricante (s) | Proceso MOS | Área | Árbitro |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
N / A | 1 bit | SRAM ( celda ) | 6 | 1963 | Fairchild | N / A | N / A | [225] |
N / A | 1 bit | DRAM (celda) | 1 | 1965 | Toshiba | N / A | N / A | [226] [227] |
? | 8 bits | SRAM ( bipolar ) | 48 | 1965 | SDS , Signetics | ? | ? | [225] |
SP95 | 16 bits | SRAM (bipolar) | 80 | 1965 | IBM | ? | ? | [228] |
TMC3162 | 16 bits | SRAM ( TTL ) | 96 | 1966 | Transitron | N / A | ? | [221] |
? | ? | SRAM ( MOS ) | ? | 1966 | Comité ejecutivo nacional | ? | ? | [220] |
256 bits | DRAM ( IC ) | 256 | 1968 | Fairchild | ? | ? | [221] | |
64 bits | SRAM ( PMOS ) | 384 | 1968 | Fairchild | ? | ? | [220] | |
144 bits | SRAM ( NMOS ) | 864 | 1968 | Comité ejecutivo nacional | ||||
1101 | 256 bits | SRAM (PMOS) | 1,536 | 1969 | Intel | 12.000 millas náuticas | ? | [229] [230] [231] |
1102 | 1 Kb | DRAM (PMOS) | 3,072 | 1970 | Intel , Honeywell | ? | ? | [220] |
1103 | 1 Kb | DRAM (PMOS) | 3,072 | 1970 | Intel | 8.000 nm | 10 mm 2 | [232] [219] [233] [221] |
μPD403 | 1 Kb | DRAM (NMOS) | 3,072 | 1971 | Comité ejecutivo nacional | ? | ? | [234] |
? | 2 Kb | DRAM (PMOS) | 6.144 | 1971 | Instrumento general | ? | 12,7 mm 2 | [235] |
2102 | 1 Kb | SRAM (NMOS) | 6.144 | 1972 | Intel | ? | ? | [229] [236] |
? | 8 Kb | DRAM (PMOS) | 8.192 | 1973 | IBM | ? | 18,8 mm 2 | [235] |
5101 | 1 Kb | SRAM ( CMOS ) | 6.144 | 1974 | Intel | ? | ? | [229] |
2116 | 16 Kb | DRAM (NMOS) | 16,384 | 1975 | Intel | ? | ? | [237] [221] |
2114 | 4 Kb | SRAM (NMOS) | 24,576 | 1976 | Intel | ? | ? | [229] [238] |
? | 4 Kb | SRAM (CMOS) | 24,576 | 1977 | Toshiba | ? | ? | [230] |
64 Kb | DRAM (NMOS) | 65,536 | 1977 | NTT | ? | 35,4 mm 2 | [235] | |
DRAM ( VMOS ) | 65,536 | 1979 | Siemens | ? | 25,2 mm 2 | [235] | ||
16 Kb | SRAM (CMOS) | 98.304 | 1980 | Hitachi , Toshiba | ? | ? | [239] | |
256 Kb | DRAM (NMOS) | 262,144 | 1980 | Comité ejecutivo nacional | 1.500 millas náuticas | 41,6 mm 2 | [235] | |
NTT | 1.000 nm | 34,4 mm 2 | [235] | |||||
64 Kb | SRAM (CMOS) | 393,216 | 1980 | Matsushita | ? | ? | [239] | |
288 Kb | DRACMA | 294,912 | 1981 | IBM | ? | 25 mm 2 | [240] | |
64 Kb | SRAM (NMOS) | 393,216 | mil novecientos ochenta y dos | Intel | 1.500 millas náuticas | ? | [239] | |
256 Kb | SRAM (CMOS) | 1,572,864 | 1984 | Toshiba | 1200 nm | ? | [239] [231] | |
8 Mb | DRACMA | 8.388.608 | 5 de enero de 1984 | Hitachi | ? | ? | [241] [242] | |
16 Mb | DRAM ( CMOS ) | 16.777.216 | 1987 | NTT | 700 nm | 148 mm 2 | [235] | |
4 Mb | SRAM (CMOS) | 25,165,824 | 1990 | NEC, Toshiba, Hitachi, Mitsubishi | ? | ? | [239] | |
64 Mb | DRAM (CMOS) | 67,108,864 | 1991 | Matsushita , Mitsubishi, Fujitsu , Toshiba | 400 nm | |||
KM48SL2000 | 16 Mb | SDRAM | 16.777.216 | 1992 | Samsung | ? | ? | [243] [244] |
? | 16 Mb | SRAM (CMOS) | 100,663,296 | 1992 | Fujitsu, NEC | 400 nm | ? | [239] |
256 Mb | DRAM (CMOS) | 268,435,456 | 1993 | Hitachi, NEC | 250 nm | |||
1 Gb | DRACMA | 1.073.741.824 | 9 de enero de 1995 | Comité ejecutivo nacional | 250 nm | ? | [245] [246] | |
Hitachi | 160 nanómetro | ? | ||||||
SDRAM | 1.073.741.824 | 1996 | Mitsubishi | 150 nm | ? | [239] | ||
SDRAM ( SOI ) | 1.073.741.824 | 1997 | Hyundai | ? | ? | [247] | ||
4 GB | DRAM ( 4 bits ) | 1.073.741.824 | 1997 | Comité ejecutivo nacional | 150 nm | ? | [239] | |
DRACMA | 4.294.967.296 | 1998 | Hyundai | ? | ? | [247] | ||
8 Gb | SDRAM ( DDR3 ) | 8.589.934.592 | Abril de 2008 | Samsung | 50 nm | ? | [248] | |
16 GB | SDRAM (DDR3) | 17.179.869.184 | 2008 | |||||
32 Gb | SDRAM ( HBM2 ) | 34,359,738,368 | 2016 | Samsung | 20 millas náuticas | ? | [249] | |
64 Gb | SDRAM (HBM2) | 68,719,476,736 | 2017 | |||||
128 Gb | SDRAM ( DDR4 ) | 137,438,953,472 | 2018 | Samsung | 10 nm | ? | [250] | |
? | RRAM [251] (3DSoC) [252] | ? | 2019 | Tecnología SkyWater [253] | 90 nm | ? |
Nombre del chip | Capacidad ( bits ) | Tipo de flash | Recuento de transistores FGMOS | Fecha de introducción | Fabricante (s) | Proceso MOS | Área | Árbitro |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
? | 256 Kb | NI | 262,144 | 1985 | Toshiba | 2.000 millas náuticas | ? | [239] |
1 Mb | NI | 1.048.576 | 1989 | Seeq , Intel | ? | |||
4 Mb | NAND | 4.194.304 | 1989 | Toshiba | 1.000 nm | |||
16 Mb | NI | 16.777.216 | 1991 | Mitsubishi | 600 nm | |||
DD28F032SA | 32 Mb | NI | 33,554,432 | 1993 | Intel | ? | 280 mm 2 | [229] [254] |
? | 64 Mb | NI | 67,108,864 | 1994 | Comité ejecutivo nacional | 400 nm | ? | [239] |
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 | ? | ? | [255] | |
1 Gb | NAND de 2 bits | 536,870,912 | 2001 | Samsung | ? | ? | [239] | |
Toshiba, SanDisk | 160 nanómetro | ? | [256] | |||||
2 Gb | NAND | 2,147,483,648 | 2002 | Samsung, Toshiba | ? | ? | [257] [258] | |
8 Gb | NAND | 8.589.934.592 | 2004 | Samsung | 60 nm | ? | [257] | |
16 GB | NAND | 17.179.869.184 | 2005 | Samsung | 50 nm | ? | [259] | |
32 Gb | NAND | 34,359,738,368 | 2006 | Samsung | 40 nm | |||
THGAM | 128 Gb | NAND apilado | 128.000.000.000 | Abril de 2007 | Toshiba | 56 nanómetro | 252 mm 2 | [260] |
THGBM | 256 Gb | NAND apilado | 256.000.000.000 | 2008 | Toshiba | 43 millas náuticas | 353 mm 2 | [261] |
THGBM2 | 1 cucharada | NAND apilado de 4 bits | 256.000.000.000 | 2010 | Toshiba | 32 millas náuticas | 374 mm 2 | [262] |
KLMCG8GE4A | 512 Gb | NAND apilado de 2 bits | 256.000.000.000 | 2011 | Samsung | ? | 192 mm 2 | [263] |
KLUFG8R1EM | 4 cucharadas | V-NAND apilado de 3 bits | 1,365,333,333,504 | 2017 | Samsung | ? | 150 mm 2 | [264] |
eUFS (1 TB) | 8 cucharadas | V-NAND apilado de 4 bits | 2,048,000,000,000 | 2019 | Samsung | ? | 150 mm 2 | [9] [265] |
Nombre del chip | Capacidad ( bits ) | Tipo de ROM | Recuento de transistores | Fecha de introducción | Fabricante (s) | Proceso MOS | Área | Árbitro |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
? | ? | PASEO | ? | 1956 | Arma | N / A | ? | [266] [267] |
1 Kb | ROM ( MOS ) | 1.024 | 1965 | Microelectrónica general | ? | ? | [268] | |
3301 | 1 Kb | ROM ( bipolar ) | 1.024 | 1969 | Intel | N / A | ? | [268] |
1702 | 2 Kb | EPROM (MOS) | 2.048 | 1971 | Intel | ? | 15 mm 2 | [269] |
? | 4 Kb | ROM (MOS) | 4.096 | 1974 | AMD , instrumento general | ? | ? | [268] |
2708 | 8 Kb | EPROM (MOS) | 8.192 | 1975 | Intel | ? | ? | [229] |
? | 2 Kb | EEPROM (MOS) | 2.048 | 1976 | Toshiba | ? | ? | [270] |
µCOM-43 ROM | 16 Kb | PROM ( PMOS ) | 16 000 | 1977 | Comité ejecutivo nacional | ? | ? | [271] |
2716 | 16 Kb | EPROM ( TTL ) | 16,384 | 1977 | Intel | N / A | ? | [232] [272] |
EA8316F | 16 Kb | ROM ( NMOS ) | 16,384 | 1978 | Matrices electrónicas | ? | 436 mm 2 | [268] [273] |
2732 | 32 Kb | EPROM | 32,768 | 1978 | Intel | ? | ? | [229] |
2364 | 64 Kb | ROM | 65,536 | 1978 | Intel | ? | ? | [274] |
2764 | 64 Kb | EPROM | 65,536 | 1981 | Intel | 3500 millas náuticas | ? | [229] [239] |
27128 | 128 Kb | EPROM | 131.072 | mil novecientos ochenta y dos | Intel | ? | ||
27256 | 256 Kb | EPROM ( HMOS ) | 262,144 | 1983 | Intel | ? | ? | [229] [275] |
? | 256 Kb | EPROM ( CMOS ) | 262,144 | 1983 | Fujitsu | ? | ? | [276] |
512 KB | EPROM (NMOS) | 524,288 | 1984 | AMD | 1.700 millas náuticas | ? | [239] | |
27512 | 512 KB | EPROM (HMOS) | 524,288 | 1984 | Intel | ? | ? | [229] [277] |
? | 1 Mb | EPROM (CMOS) | 1.048.576 | 1984 | Comité ejecutivo nacional | 1200 nm | ? | [239] |
4 Mb | EPROM (CMOS) | 4.194.304 | 1987 | Toshiba | 800 nm | |||
16 Mb | EPROM (CMOS) | 16.777.216 | 1990 | Comité ejecutivo nacional | 600 nm | |||
MROM | 16.777.216 | 1995 | AKM , Hitachi | ? | ? | [246] |
Computadoras de transistores
Antes de que se inventaran los transistores, los relés se usaban en máquinas de tabulación comerciales y en las primeras computadoras experimentales. Primero del mundo de trabajo programable , completamente automático ordenador digital , [278] el 1941 Z3 22- bit palabra ordenador longitud, tenía 2.600 relés, y funcionar a una frecuencia de reloj de alrededor de 4-5 Hz . La Computadora de Número Complejo de 1940 tenía menos de 500 relés, [279] pero no era completamente programable. Las primeras computadoras prácticas usaban tubos de vacío y lógica de diodos de estado sólido . ENIAC tenía 18.000 tubos de vacío, 7.200 diodos de cristal y 1.500 relés, y muchos de los tubos de vacío contenían dos elementos de triodo .
La segunda generación de computadoras eran computadoras de transistores que presentaban placas llenas de transistores discretos, diodos de estado sólido y núcleos de memoria magnética . El experimento 1953 de 48 bits transistor ordenador , desarrollado en la Universidad de Manchester , se cree ampliamente que es el primer ordenador transistor entre en funcionamiento en todo el mundo (el prototipo tenía 92 transistores de contacto puntual y 550 diodos). [280] Una versión posterior de la máquina de 1955 tenía un total de 250 transistores de unión y 1300 diodos de contacto puntual. La Computadora también usó una pequeña cantidad de tubos en su generador de reloj, por lo que no fue la primera completamente transistorizada. El ETL Mark III, desarrollado en el Laboratorio Electrotécnico en 1956, pudo haber sido la primera computadora electrónica basada en transistores que utilizó el método de programa almacenado . Tenía alrededor de "130 transistores de contacto puntual y alrededor de 1.800 diodos de germanio se utilizaron para elementos lógicos, y estos se alojaron en 300 paquetes enchufables que se podían deslizar hacia adentro y hacia afuera". [281] La arquitectura decimal IBM 7070 de 1958 fue la primera computadora de transistores completamente programable. Tenía alrededor de 30.000 transistores de germanio de unión de aleación y 22.000 diodos de germanio, en aproximadamente 14.000 tarjetas del Sistema Modular Estándar (SMS). El MOBIDIC de 1959 , abreviatura de "MOBIle DIgital Computer", de 12.000 libras (6,0 toneladas cortas) montado en el remolque de un camión semirremolque , era una computadora transistorizada para datos del campo de batalla.
La tercera generación de computadoras utilizó circuitos integrados (CI). [282] La computadora de guía Apollo de 15 bits de 1962 utilizó "alrededor de 4.000 circuitos" Tipo-G "(puerta NOR de 3 entradas)" para unos 12.000 transistores más 32.000 resistencias. [283] El IBM System / 360 , introducido en 1964, utilizaba transistores discretos en tarjetas híbridas . [282] La CPU PDP-8 de 12 bits de 1965 tenía 1409 transistores discretos y más de 10,000 diodos, en muchas tarjetas. Las versiones posteriores, comenzando con el PDP-8 / I de 1968, usaban circuitos integrados. El PDP-8 se volvió a implementar más tarde como microprocesador como Intersil 6100 , ver más abajo. [284]
La próxima generación de computadoras fueron las microcomputadoras , comenzando con la Intel 4004 de 1971 . que usaba transistores MOS . Estos se utilizaron en computadoras domésticas o computadoras personales (PC).
Esta lista incluye las primeras computadoras transistorizadas (segunda generación) y las computadoras basadas en IC (tercera generación) de las décadas de 1950 y 1960.
Ordenador | Recuento de transistores | Año | Fabricante | Notas | Árbitro |
---|---|---|---|---|---|
Computadora de transistores | 92 | 1953 | Universidad de Manchester | Transistores de punto de contacto , 550 diodos. Falta la capacidad del programa almacenado. | [280] |
TRADIC | 700 | 1954 | Laboratorios Bell | Transistores de contacto puntual | [280] |
Computadora de transistores (tamaño completo) | 250 | 1955 | Universidad de Manchester | Transistores discretos de contacto puntual, 1300 diodos | [280] |
IBM 608 | 3000 | 1955 | IBM | Transistores de germanio | [285] |
ETL Mark III | 130 | 1956 | Laboratorio electrotécnico | Transistores de punto de contacto, 1.800 diodos, capacidad de programa almacenado | [280] [281] |
Metrovick 950 | 200 | 1956 | Metropolitan-Vickers | Transistores de unión discreta | |
NEC NEAC-2201 | 600 | 1958 | Comité ejecutivo nacional | Transistores de germanio | [286] |
Hitachi MARS-1 | 1.000 | 1958 | Hitachi | [287] | |
IBM 7070 | 30.000 | 1958 | IBM | Transistores de germanio de unión de aleación , 22.000 diodos | [288] |
Matsushita MADIC-I | 400 | 1959 | Matsushita | Transistores bipolares | [289] |
NEC NEAC-2203 | 2.579 | 1959 | Comité ejecutivo nacional | [290] | |
Toshiba TOSBAC-2100 | 5,000 | 1959 | Toshiba | [291] | |
IBM 7090 | 50.000 | 1959 | IBM | Transistores de germanio discretos | [292] |
PDP-1 | 2700 | 1959 | Corporación de equipos digitales | Transistores discretos | |
Mitsubishi MELCOM 1101 | 3500 | 1960 | Mitsubishi | Transistores de germanio | [293] |
M18 FADAC | 1.600 | 1960 | Autonetics | Transistores discretos | |
D-17B | 1,521 | 1962 | Autonetics | Transistores discretos | |
NEC NEAC-L2 | 16 000 | 1964 | Comité ejecutivo nacional | Transistores ge | [294] |
IBM System / 360 | ? | 1964 | IBM | Circuitos híbridos | |
PDP-8 / I | 1409 | 1968 | Corporación de equipos digitales | Circuitos TTL de la serie 74 | |
Computadora de guía de Apolo, bloque I | 12,300 | 1966 | Laboratorio de instrumentación Raytheon / MIT | 4.100 circuitos integrados , cada uno con una puerta NOR de 3 transistores y 3 entradas. (El Bloque II tenía 2.800 CI de puertas NOR duales de 3 entradas). |
Funciones lógicas
El recuento de transistores para funciones lógicas genéricas se basa en la implementación de CMOS estática . [295]
Función | Recuento de transistores | Árbitro |
---|---|---|
NO | 2 | |
Buffer | 4 | |
NAND de 2 entradas | 4 | |
NOR 2 entradas | 4 | |
Y 2 entradas | 6 | |
O 2 entradas | 6 | |
NAND de 3 entradas | 6 | |
NOR 3 entradas | 6 | |
XOR 2 entradas | 6 | |
XNOR 2 entradas | 8 | |
MUX 2 entradas con TG | 6 | |
MUX de 4 entradas con TG | 18 | |
NO MUX 2 entradas | 8 | |
MUX de 4 entradas | 24 | |
Sumador de 1 bit lleno | 28 | |
Sumador-restador de 1 bit | 48 | |
Y-O-INVERTIR | 6 | [296] |
Pestillo, puerta D | 8 | |
Flip-flop, dinámica activada por borde D con reinicio | 12 | |
Multiplicador de 8 bits | 3000 | |
Multiplicador de 16 bits | 9.000 | |
Multiplicador de 32 bits | 21.000 | [ cita requerida ] |
integración a pequeña escala | 2-100 | [297] |
integración a mediana escala | 100–500 | [297] |
integración a gran escala | 500-20 000 | [297] |
integración a muy gran escala | 20.000-1.000.000 | [297] |
integración a gran escala | > 1.000.000 |
Sistemas paralelos
Históricamente, cada elemento de procesamiento en los sistemas paralelos anteriores, como todas las CPU de esa época, era una computadora en serie construida con varios chips. A medida que aumenta el número de transistores por chip, cada elemento de procesamiento podría construirse con menos chips, y luego cada chip de procesador de múltiples núcleos podría contener más elementos de procesamiento. [298]
Goodyear MPP : (¿1983?) Procesadores de 8 píxeles por chip, de 3.000 a 8.000 transistores por chip. [298]
Brunel University Scape (elemento de procesamiento de matriz de un solo chip): (1983) Procesadores de 256 píxeles por chip, 120.000 a 140.000 transistores por chip. [298]
Cell Broadband Engine : (2006) con 9 núcleos por chip, tenía 234 millones de transistores por chip. [299]
Otros dispositivos
Tipo de dispositivo | Nombre del dispositivo | Recuento de transistores | Fecha de introducción | Diseñador (s) | Fabricante (s) | Proceso MOS | Área | Árbitro |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Motor de aprendizaje profundo / UIP [g] | Coloso GC2 | 23,600,000,000 | 2018 | Graphcore | TSMC | 16 millas náuticas | ~ 800 mm 2 | [300] [301] [302] [se necesita una mejor fuente ] |
Motor de aprendizaje profundo / UIP | Motor de escala de obleas | 1.200.000.000.000 | 2019 | Cerebras | TSMC | 16 millas náuticas | 46,225 mm 2 | [10] [11] [12] [13] |
Motor de aprendizaje profundo / UIP | Motor de escala de obleas 2 | 2,600,000,000,000 | 2020 | Cerebras | TSMC | 7 millas náuticas | 46,225 mm 2 | [14] [303] |
Densidad de transistores
La densidad de transistores es la cantidad de transistores que se fabrican por unidad de área, generalmente medida en términos de la cantidad de transistores por milímetro cuadrado (mm 2 ). La densidad del transistor generalmente se correlaciona con la longitud de la puerta de un nodo semiconductor (también conocido como proceso de fabricación de semiconductores ), generalmente medido en nanómetros (nm). A partir de 2019[actualizar], el nodo semiconductor con la mayor densidad de transistores es el nodo de 5 nanómetros de TSMC , con 171,3 millones de transistores por milímetro cuadrado. [304]
Nodos MOSFET
Nombre de nodo | Densidad de transistores (transistores / mm 2 ) | Año productivo | Proceso | MOSFET | Fabricante (s) | Árbitro |
---|---|---|---|---|---|---|
? | ? | 1960 | 20.000 nm | PMOS | Laboratorios Bell | [305] [306] |
? | ? | 1960 | 20.000 nm | NMOS | ||
? | ? | 1963 | ? | CMOS | Fairchild | [24] |
? | ? | 1964 | ? | PMOS | Microelectrónica general | [307] |
? | ? | 1968 | 20.000 nm | CMOS | RCA | [308] |
? | ? | 1969 | 12.000 millas náuticas | PMOS | Intel | [239] [231] |
? | ? | 1970 | 10,000 nm | CMOS | RCA | [308] |
? | 300 | 1970 | 8.000 nm | PMOS | Intel | [233] [221] |
? | ? | 1971 | 10,000 nm | PMOS | Intel | [309] |
? | 480 | 1971 | ? | PMOS | Instrumento general | [235] |
? | ? | 1973 | ? | NMOS | Instrumentos Texas | [235] |
? | 220 | 1973 | ? | NMOS | Mostek | [235] |
? | ? | 1973 | 7.500 millas náuticas | NMOS | Comité ejecutivo nacional | [34] [33] |
? | ? | 1973 | 6.000 millas náuticas | PMOS | Toshiba | [35] [310] |
? | ? | 1976 | 5,000 nm | NMOS | Hitachi , Intel | [235] |
? | ? | 1976 | 5,000 nm | CMOS | RCA | |
? | ? | 1976 | 4000 millas náuticas | NMOS | Zilog | |
? | ? | 1976 | 3.000 millas náuticas | NMOS | Intel | [311] |
? | 1.850 | 1977 | ? | NMOS | NTT | [235] |
? | ? | 1978 | 3.000 millas náuticas | CMOS | Hitachi | [312] |
? | ? | 1978 | 2.500 millas náuticas | NMOS | Instrumentos Texas | [235] |
? | ? | 1978 | 2.000 millas náuticas | NMOS | NEC, NTT | |
? | 2600 | 1979 | ? | VMOS | Siemens | |
? | 7.280 | 1979 | 1.000 nm | NMOS | NTT | |
? | 7.620 | 1980 | 1.000 nm | NMOS | NTT | |
? | ? | 1983 | 2.000 millas náuticas | CMOS | Toshiba | [239] |
? | ? | 1983 | 1.500 millas náuticas | CMOS | Intel | [235] |
? | ? | 1983 | 1200 nm | CMOS | Intel | |
? | ? | 1984 | 800 nm | CMOS | NTT | |
? | ? | 1987 | 700 nm | CMOS | Fujitsu | |
? | ? | 1989 | 600 nm | CMOS | Mitsubishi , NEC, Toshiba | [239] |
? | ? | 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 | Comité ejecutivo nacional | [156] |
? | ? | 1995 | 160 nanómetro | CMOS | Hitachi | [239] |
? | ? | 1996 | 150 nm | CMOS | Mitsubishi | |
TSMC 180 nm | ? | 1998 | 180 nm | CMOS | TSMC | [313] |
CS80 | ? | 1999 | 180 nm | CMOS | Fujitsu | [314] |
? | ? | 1999 | 180 nm | CMOS | Intel, Sony, Toshiba | [229] [71] |
CS85 | ? | 1999 | 170 nanómetro | CMOS | Fujitsu | [315] |
Samsung 140 nm | ? | 1999 | 140 nanómetro | CMOS | Samsung | [239] |
? | ? | 2001 | 130 nm | CMOS | Fujitsu, Intel | [314] [229] |
Samsung 100 nm | ? | 2001 | 100 nm | CMOS | Samsung | [239] |
? | ? | 2002 | 90 nm | CMOS | Sony, Toshiba, Samsung | [71] [257] |
CS100 | ? | 2003 | 90 nm | CMOS | Fujitsu | [314] |
Intel 90 nm | 1.450.000 | 2004 | 90 nm | CMOS | Intel | [316] [229] |
Samsung 80 nm | ? | 2004 | 80 nm | CMOS | Samsung | [317] |
? | ? | 2004 | 65 nanómetro | CMOS | Fujitsu, Toshiba | [318] |
Samsung 60 nm | ? | 2004 | 60 nm | CMOS | Samsung | [257] |
TSMC 45 nm | ? | 2004 | 45 millas náuticas | CMOS | TSMC | |
Elpida 90 nm | ? | 2005 | 90 nm | CMOS | Memoria Elpida | [319] |
CS200 | ? | 2005 | 65 nanómetro | CMOS | Fujitsu | [320] [314] |
Samsung 50 nm | ? | 2005 | 50 nm | CMOS | Samsung | [259] |
Intel 65 nm | 2,080,000 | 2006 | 65 nanómetro | CMOS | Intel | [316] |
Samsung 40 nm | ? | 2006 | 40 nm | CMOS | Samsung | [259] |
Toshiba 56 nm | ? | 2007 | 56 nanómetro | CMOS | Toshiba | [260] |
Matsushita 45 nm | ? | 2007 | 45 millas náuticas | CMOS | Matsushita | [81] |
Intel 45 nm | 3.300.000 | 2008 | 45 millas náuticas | CMOS | Intel | [321] |
Toshiba 43 nm | ? | 2008 | 43 millas náuticas | CMOS | Toshiba | [261] |
TSMC 40 nm | ? | 2008 | 40 nm | CMOS | TSMC | [322] |
Toshiba 32 nm | ? | 2009 | 32 millas náuticas | CMOS | Toshiba | [323] |
Intel 32 nm | 7.500.000 | 2010 | 32 millas náuticas | CMOS | Intel | [321] |
? | ? | 2010 | 20 millas náuticas | CMOS | Hynix , Samsung | [324] [259] |
Intel 22 nm | 15,300,000 | 2012 | 22 millas náuticas | CMOS | Intel | [321] |
IMFT 20 nm | ? | 2012 | 20 millas náuticas | CMOS | IMFT | [325] |
Toshiba 19 nm | ? | 2012 | 19 millas náuticas | CMOS | Toshiba | |
Hynix 16 nm | ? | 2013 | 16 millas náuticas | FinFET | SK Hynix | [324] |
TSMC 16 nanómetro | 28,880,000 | 2013 | 16 millas náuticas | FinFET | TSMC | [326] [327] |
Samsung 10 nm | 51,820,000 | 2013 | 10 nm | FinFET | Samsung | [328] [329] |
Intel 14 nm | 37,500,000 | 2014 | 14 millas náuticas | FinFET | Intel | [321] |
14 LP | 32,940,000 | 2015 | 14 millas náuticas | FinFET | Samsung | [328] |
TSMC 10 nm | 52,510,000 | 2016 | 10 nm | FinFET | TSMC | [326] [330] |
12 LP | 36,710,000 | 2017 | 12 millas náuticas | FinFET | GlobalFoundries , Samsung | [184] |
N7FF | 96,500,000 | 2017 | 7 millas náuticas | FinFET | TSMC | [331] [332] [333] |
8LPP | 61,180,000 | 2018 | 8 millas náuticas | FinFET | Samsung | [328] |
7LPE | 95,300,000 | 2018 | 7 millas náuticas | FinFET | Samsung | [332] |
Intel 10 nm | 100,760,000 | 2018 | 10 nm | FinFET | Intel | [334] |
5LPE | 126,530,000 | 2018 | 5 millas náuticas | FinFET | Samsung | [335] [336] |
N7FF + | 113,900,000 | 2019 | 7 millas náuticas | FinFET | TSMC | [331] [332] |
CLN5FF | 171,300,000 | 2019 | 5 millas náuticas | FinFET | TSMC | [304] |
TSMC 3 nanómetro | ? | ? | 3 nm | ? | TSMC | [337] |
Samsung 3 nm | ? | ? | 3 nm | GAAFET | Samsung | [338] |
Ver también
- Conteo de puertas , una métrica alternativa
- Escala de Dennard
- Industria electrónica
- Circuito integrado
- Lista de dispositivos electrónicos más vendidos
- Lista de ejemplos de escala de semiconductores
- MOSFET
- Semiconductor
- Dispositivo semiconductor
- Fabricación de dispositivos semiconductores
- La industria de semiconductores
- Transistor
Notas
- ^ Desclasificado 1998
- ^ 3510 sin transistores pull-up en modo de agotamiento
- ^ 6,813 sin transistores pull-up de modo de agotamiento
- ^ Troquel de chiplet de 3.900.000.000 de núcleos, troquel de E / S de 2.090.000.000
- ^ a b Estimación
- ^ Se confirma que Versal Premium se enviará en el primer semestre de 2021, pero no se mencionó nada sobre el VP1802 en particular. Por lo general, Xilinx genera noticias separadas para el lanzamiento de sus dispositivos más grandes, por lo que es probable que el VP1802 se lance más adelante.
- ^ "Unidad de procesamiento de inteligencia"
Referencias
- ^ "No más nanómetros - EEJournal" .
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enlaces externos
- Recuentos de transistores de procesadores Intel
- Evolución de la arquitectura FPGA