Количество транзисторов процессора против карты Micro SD

Question

Недавно я был очень удивлен, узнав, что современные процессоры имеют только около 2 миллиардов транзисторов, а даже такие графические процессоры, как GTX 1080 Ti, имеют только 12 миллиардов. С другой стороны, быстрый расчет показывает, что карта micro SD на 256 ГБ имеет примерно 1 триллион транзисторов (при условии, что на MLC NAND по 2 бита на каждый транзистор), занимая ту же площадь, что и многоядерный процессор (i7-8700K имеет площадь кристалла 149 мм ^ 2, SD-карта примерно 165 мм ^ 2).

Мне это кажется очень неприятным, но я не вижу, чего мне не хватает, я знаю, что, вероятно, в моих вычислениях есть ошибка, поскольку даже 11 ГБ видеопамяти в GTX 1080 Ti должны иметь более 12 миллиардов транзисторов, но, как я сказал, я не вижу, где я иду не так.

Я не могу понять, как мы можем разместить на несколько порядков больше транзисторов в одном и том же пространстве в относительно дешевых электронных деталях, но гораздо труднее сделать это с высокопроизводительными ЦП и т.д., Которые стоят намного дороже. Также, учитывая, что процессоры и флэш-память построены с одинаковым размером процесса, несомненно, плотность транзисторов должна быть примерно одинаковой для них обоих. Может кто-нибудь прояснить эту путаницу для меня?

РЕДАКТИРОВАТЬ: Я сделал вопрос более конкретным в соответствии с просьбой.

Answer 1

Количество транзисторов в процессорах сильно различается. В исходном микропроцессоре 6502 было от 3,5 до 4,2 тыс. Транзисторов в зависимости от точного номера детали, и нередко можно найти «современные» микроконтроллеры с таким количеством. Минималистических чипов ARM было около 22 тысяч, и их количество для аналогичных ядер RISC довольно схоже, хотя для одного ядра вполне характерны сотни тысяч, если у него много функций. Первоначально 80386 было около 275 тысяч, и аналогичные по силе ядра CISC примерно одинаковы. На другом конце спектра 8-ядерный процессор Ryzen 7 1700 составляет примерно 4,8 миллиарда, что немного выше, но все же не является необычным для «современных» процессоров (и хорошо коррелирует с вероятным случаем этого образца). Процессор с 2 миллиардами транзисторов, имеющих четыре ядра).

Предложение 12 миллиардов долларов для GTX 1080 Ti на самом деле звучит для меня как раз для самого чипа GPU, исключая VRAM и любые дополнительные чипы. У него есть путь больше «ядра» , чем современный процессор, но каждый из этих «ядер» экспоненциально проще реализовать , поскольку они гораздо более специализированными. VRAM - это динамическое ОЗУ, что означает, что вы смотрите на один транзистор на бит (поэтому 11 ГБ означает минимум 11 триллионов транзисторов). Вторичные микросхемы сложнее определить количественно, поскольку они варьируются от OEM к OEM, но обычно не слишком велики по количеству транзисторов.

Ваша оценка в 1 триллион для карты MLC NAND SD емкостью 256 ГБ также не слишком далека от меня, но вы должны иметь в виду:

• SD-карты - это не просто флэш-память, они также имеют микросхемы контроллера, которые примерно такие же сложные, как 6502, или, что хуже всего, ядро ARM. Это увеличит вашу оценку, но не намного.
• MLC NAND на самом деле не просто 2-битный (некоторые люди используют его таким образом, а другие нет). Если вместо этого SD-карта использует большее число битов на ячейку (4-битные ячейки существуют), то это значительно уменьшает ваш счет.
• SD-карта имеет различные рабочие напряжения, частоты сигналов, энергопотребление и рассеивание напора от типичного «современного» CPU или GPU. Это оказывает большое влияние на то, как можно уложить матрицу, что, в свою очередь, оказывает большое влияние на размер матрицы.