¿Cuál es el número mínimo de transistores necesarios para construir una CPU?

Answer 1

Las CPU se pueden hacer desde cualquier elemento de conmutación controlable. Las primeras computadoras electrónicas se construyeron utilizando relés mecánicos.

En términos de transistores, Motorola en realidad fabricó una CPU de 1 bit llamada MC14500 para su uso en unidades de control industrial. Podría ejecutar 16 instrucciones diferentes [1].

Aunque no dan un recuento de transistores, las personas han podido duplicarlo usando cerca de 28 compuertas simples 74XX TTL NAND [2]. Digamos que cada chip contiene el equivalente a 4 compuertas NAND de 2 entradas que se pueden hacer a partir de aproximadamente 6 transistores: 28 * 4 * 6 = 672 [3]. Si permite múltiples transistores emisores, entonces se puede construir con aún menos transistores.

1. Hoja de datos para MC14500: http://www.microplexus.net/proje…
2. http://www.6502.org/users/dieter…
3. http://en.wikipedia.org/wiki/Tra…

Answer 2

El Intel 4004, lanzado en 1971, se considera la primera CPU de un chip. Tenía unos 2.300 transistores. Aunque los ingenieros del 4004 indudablemente buscaban eficiencia en su diseño, se desconoce si el conteo de transistores era su principal preocupación. Por lo tanto, es posible que la respuesta sea un número menor, pero el 4004 es una prueba de que una CPU puede construirse con no más de aproximadamente 2,300 transistores.

Answer 3

Realmente se trata de implementar Flip-flop (electrónica)
Supongo que la computadora más simple posible sería un flip-flop (pestillo) de 1 bit con dos transistores. Escalarlo a múltiples bits, registros de almacenamiento, lógica aritmética, caché, tolerancia a fallas, múltiples núcleos, etc.

Mi CPU favorita de todos los tiempos fue la COSMAC 1802 (1976) que tenía 5000 transistores.