CPU

CPU – Μετρωντας τρανζιστορ

Ο Νόμος του Μουρ, έστω και με τις τροποποιήσεις που έχει υποστεί, παραμένει σε ισχύ έως και σήμερα, πλησιάζοντας να κλείσει τα πενήντα του χρόνια. Σύμφωνα με αυτόν, κάθε 18 μήνες διπλασιάζεται η ισχύς των επεξεργαστών, ενώ στην αρχική του μορφή αφορούσε τον αριθμό των τρανζίστορ στα ολοκληρωμένα κυκλώματα. Η ακρίβεια του νόμου αυτού, φαίνεται στο παρακάτω διάγραμμα που απεικονίζει τον αριθμό των τρανζίστορ στο εσωτερικό των επεξεργαστών τα τελευταία 40 χρόνια.

Συγκεντρώσαμε σε έναν πίνακα αυτούς ακριβώς τους αριθμούς τρανζίστορ, ξεκινώντας από τον πρώτο επεξεργαστή της Intel, τον 4004 και φτάνοντας ως την εξαπύρηνη έκδοση του Core i7, ακριβώς 40 χρόνια αργότερα.

Intel Xeon E7 (10 πυρήνες, 6,8 δισεκατομμύρια τραζίστορ)

Αυτήν τη στιγμή ο εμπορικός επεξεργαστής που ενσωματώνει τα περισσότερα τρανζίστορ στο εσωτερικό του, είναι ο δεκαπύρηνος Intel Xeon E7. Ο αριθμός τους αγγίζει τα 6,8 δισεκατομμύρια. Κάνοντας μία σύγκριση με τα μόλις 2.250 τρανζίστορ του προ τεσσαρακονταετίας Intel 4004, παρατηρούμε ότι η τάξη μεγέθους έχει αυξηθεί κατά 3 εκατομμύρια(!) φορές.

ΕΞΕΛΙΞΗ ΑΡΙΘΜΟΥ ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ

Επεξεργαστής Χρονιά Σημείωση Αριθμός τρανζίστορ
Intel 4004 1971 2.250
Intel 8008 1972 3.500
Intel 8080 1974 4.500
MOS 6502 1975 5.000
Motorola 6800 1975 6.800
Zilog Z80 1976 6.000
Intel 8085 1976 6.200
RCA 1802 1976 5.500
TI TMS9900 1976 8.000
Intel 8086 1978 29.000
Motorola 68000 1979 68.000
Zilog Z8000 1982 17.500
Intel 8088 1979 29.000
Intel 80186 1982 55.000
Intel 80286 1982 134.000
NEC V20
1984 8088 clone
63.000
Motorola 68020 1985 190.000
Intel 386DX 1985 275.000
MIPS R2000 1986 110.000
AMD AM29000 1987 RISC 21.000
Acorn ARM2 1987 RISC 25.000
Motorla 68030 1987 273.000
MIPS R3000 1988 150.000
Intel 386SX 1989 275.000
Acorn ARM3 1989 30.000
Motorola 68040 1990 1.200.000
Intel 486DX2 1992 1.200.000
IBM POWER1 1990 6.900.000
DEC Alpha 21064 1992 1.680.000
MIPS R4000 1992 1.100.000
Intel 486SX 1992 1.200.000
IBM 486SLC 1992 1.350.000
ARM 610 1993 RISC 360.000
IBM PPC601 1993 RISC 2.800.000
Intel 486DX4 1993 1.600.000
Intel Pentium 66 1993 3.100.000
MIPS R4600 1994 1.850.000
ARM 710 1994 RISC 640.000
Sun Sparc HR 1994 1.700.000
Intel Pentium 1994 3.300.000
Cyrix 5×86 1995 2.000.000
AMD 5×86 1995 1.600.000
Sun Sparc Ultra 1 1995 5.200.000
Cyrix 6×86 1995 3.300.000
Intel Pentium 133 1995 3.300.000
Intel Pentium Pro 1995 5.500.000
AMD K5 1996 4.300.000
MIPS R5000 1996 3.600.000
MIPS R10000 1996 6.800.000
IBM PPC620
1996 RISC 6.900.000
IBM PPC750 1997 RISC 6.350.000
ARM SA-1100 1997 RISC 2.500.000
Sun U-Sparc II 1997 5.400.000
Intel PentiumMMX 1997 4.400.000
AMD K6 1997 8.800.000
Cyrix 6x86MX 1997 6.600.000
Intel Pentium II 1997 7.500.000
IDT C6-200 1997 5.400.000
AMD K6-2 1998 9.300.000
Cyrix M-II 1998 6.600.000
IBM POWER3 1998 15.000.000
Pentium III 1999 9.500.000
AMD K7 Athlon 1999 22.000.000
VIA Cyrix III 2000 11.200.000
DEC Alpha 21364 2000 100.000.000
IBM PPC630 2000 RISC 6.350.000
MIPS R14000 2000 7.200.000
AMD Duron 2000 25.000.000
AMD Athlon XP 2000 37.500.000
Intel Pentium 4 2000 42.000.000
Sun U-Sparc III 2001 29.000.000
IBM POWER4 2001 Dual Core 174.000.000
IBM PPC970 2003 RISC 52.000.000
Intel Itanium 2 2003 220.000.000
IBM POWER5 2003 Dual Core 276.000.000
AMD K8 Athlon64 2003 105.900.000
Intel Pentium D 2005 115.000.000
Intel Core 2 2006 Dual Core 291.000.000
Intel Itanium 2 2006 Dual Core 1.300.000.000
IBM Cell (PS/3) 2006 241.000.000
AMD K10 2007 Quad Core 463.000.000
IBM POWER6 2007 Dual Core 789.000.000
Intel Core i7 2008 Quad Core 731.000.000
Intel Xeon 2008 Six Core 1.900.000.000
Intel Core i7 2010 Six Core 1.170.000.000
IBM POWER7 2010 Eight Core 1.200.000.000
Sun Sparc T3 2010 Sixteen Core 1.000.000.000
Intel Itanium 2010 Quad Core 2.000.000.000
Intel Xeon 2010 Eight Core 2.300.000.000
Intel Core i7-E 2011 Six Core 2.600.000.000
AMD Bulldozer 2012 Eight Core 1.200.000.000

ΕΞΕΛΙΞΗ ΛΙΘΟΓΡΑΦΙΑΣ

Μία ακόμη πολύ σημαντική παράμετρος στην εξέλιξη των μικροεπεξεργαστών, που αφορά την τεχνολογία κατασκευής τους. Από τους 4004 και 8008 που κατασκευάζονταν στην τεχνολογία των 10μm, σήμερα η τάξη μεγέθους στη γραμμή παραγωγής της Intel έχει συρρικνωθεί 3.000 φορές, στα 32nm (0,0032μm).

Τάξη Μεγέθους: <10 μm

Intel 4004/8008 (10 μm), TI TMS1000 (8 μm), Intel 8080 (6 μm)

Τάξη Μεγέθους: <5 μm

Motorola 6809 (5 μm), Motorola 68000 (4 μm), Intel 8086/8088 (3 μm), Intel 80286/386 (1,5 μm)

Τάξη Μεγέθους: <1 μm

Intel 80486 (1 μm), Intel Pentium (0,8 μm), Motorola 68060, IBM PowerPC G1 (0,6 μm)

Τάξη Μεγέθους: <0,5 μm

Intel Pentium Pro, AMD K5 (0,5 μm), Intel Pentium II, AMD K5/6 (0,35 μm), Intel Pentium II, AMD K7 (0,25μm)

Τάξη Μεγέθους: <0,1 μm (100nm)

IBM Cell (90nm), AMD K10 (45nm), Intel Core i7 (32 nm)

LINKS