Contador de transistor de um processador versus um cartão micro SD

Question

Recentemente fiquei bastante surpreso ao descobrir que os processadores modernos têm apenas cerca de 2 bilhões de transistores e até mesmo GPUs como o GTX 1080 Ti têm apenas 12 bilhões. Um cálculo rápido, por outro lado, mostra que um cartão micro SD de 256 GB tem aproximadamente 1 trilhão de transistores (assumindo 2 bits por transistor com NAND MLC) ocupando a mesma área que um processador multi-core (o i7-8700K tem uma área de gravação de 149mm). ^ 2, um cartão SD é aproximadamente 165mm ^ 2).

Isso parece muito errado para mim, mas não consigo ver o que estou perdendo, sei que provavelmente há um erro com meus cálculos, pois mesmo os 11GB de VRAM da GTX 1080 Ti devem ter mais de 12 bilhões de transistores, mas como Eu disse que não vejo onde estou indo errado.

Eu não consigo entender como podemos colocar mais de uma série de transistores no mesmo espaço em partes eletrônicas relativamente baratas, mas temos uma dificuldade muito maior de fazer isso com CPUs de ponta, etc, que custam muito mais também. Além disso, dado que ambos os processadores e memória flash são construídos em um tamanho de processo similar, certamente a densidade do transistor deve ser aproximadamente a mesma para ambos. Alguém pode esclarecer essa confusão para mim?

EDIT: Eu fiz a pergunta mais específica, conforme solicitado.

    

Answer 1

A contagem de transistores em processadores varia muito. O microprocessador 6502 original tinha entre 3,5 e 4,2 mil transistores, dependendo do número de peça exato, e não é incomum encontrar microcontroladores "modernos" com poucos. Os chips ARM minimalistas eram em torno de 22 mil, e as contagens são bem similares para outros núcleos equivalentes de RISC, embora não seja incomum que um único núcleo termine em centenas de milhares se ele tiver muitos recursos. O 80386 original estava em torno de 275 mil, e núcleos semelhantes de energia CISC são geralmente os mesmos. No outro extremo do espectro, um Ryzen 7 1700 de 8 núcleos é de aproximadamente 4,8 bilhões, o que é um pouco alto, mas ainda não fora do comum para CPUs 'modernas' (e se correlaciona bem com o caso provável daquela amostra) CPU com 2 bilhões de transistores com quatro núcleos).

A cotação de 12 bilhões para o GTX 1080 Ti realmente soa certa para mim para apenas o chip GPU em si, excluindo o VRAM e quaisquer chips acessórios. Tem way mais 'núcleos' do que um CPU moderno, mas cada um desses 'núcleos' é exponencialmente mais simples de implementar porque eles são muito mais especializados. A VRAM é uma RAM dinâmica, o que significa que você está olhando para um transistor por bit (então 11GB se traduz em 11 trilhões de transistores no mínimo). Os chips secundários são mais difíceis de quantificar, pois variam de OEM para OEM, mas geralmente não são muito altos na contagem de transistores.

A sua estimativa de 1 trilhão para um cartão MLC NAND SD de 256GB também não parece muito distante para mim, mas você deve ter em mente:

• Os cartões SD não são apenas a memória flash, eles também têm chips controladores, que são tão complexos quanto um 6502, ou no pior, um núcleo ARM. Isso aumentará sua estimativa, mas não muito.
• MLC NAND na verdade não é apenas de 2 bits (algumas pessoas usam dessa maneira, outras não). Se, em vez disso, o cartão SD estiver usando contagens de bits mais altas por célula (existem células de 4 bits), isso diminui consideravelmente sua contagem.
• Um cartão SD possui diferentes tensões de operação, freqüências de sinalização, consumo de energia e dissipação da cabeça de uma típica CPU ou GPU 'moderna'. Isso tem um grande impacto em como o dado pode ser colocado, o que por sua vez tem um grande impacto no tamanho do molde.