Lehetséges lenne elektroncsöves alkatrészekből megépíteni egy jelenkori átlagos irodai laptop processzort?

Hasonló "felépítésűt" ki lehetne vitelezni, de sem sebességben/számítási teljesítményben, sem fogyasztásban, sem fizikai méretben nem hozná a várt eredményt.

Vannak modern, tranzisztorokból felépített processzorok:

* [link]

* [link]

* [link]

de ezek jószerivel oktatási , prezentációs célokra jók.

Minden további nélkül lehetséges!

Attól eltekintve, hogy nem lenne értelme és iszonyúan sokba kerülne.

A történelmi jelentőségű gépeket (Z1, pascaline, differencial engine) utánépítették, de annak sem volt sok értelme.

Egy ilyen projektnek meg aztán végképp nem lenne, azon kívül, hogy a fogyasztása is olyan lenne, hogy a paksi erőmű épülete meghorpadna a bekapcsolás pillanatában.

"A harmadik linken nem írja hogy az végülis mekkora teljesítményű procinak a gigantizált változata?"

"Power: ~500W"

[link]

"Az biztos hogy elég erős hozzá hogy egy Windows 7 elfusson a monitor szerint."

Nem.

16 bites, max 20 kHz-es processzor, 256 bájtnyi RAM-mal - aligha lenne képes futtatni.

Egyébként írják, hogy az egy külön gép, amit a programozáshoz használnak:

"There is also a PC. This can run the assembler for creating programs and can download them over a serial interface to the chip RAM. A second serial interface allows it and the Megaprocessor to talk to each other."

[link]

2:

Max a Windows 7 háttérképének pixelesített változatát tudnád betölteni.

Semmiképp. Annak, hogy akkoriban (mai szemmel nézve) ilyen szerény volt a számítógépek képessége, nem pusztán az volt az oka, hogy még nem tapasztalták ki a technikát, vagy hogy ne lett volna szükség nagyobb teljesítményre. Nyilván kis részben ez is benne van, de a legfőbb ok az, hogy a korabeli alkatrészekből, a korabeli technikákkal egyszerűen nem lehetett sokkal többet elérni.

A méret növelésével pedig csak egy bizonyos szintig lehet a számítási kapacitást növelni. Előbb-utóbb beleürközöl valamilyen fizikai korlátba, főleg, ha tényleg korabeli alkatrészekből, és technikákkal akarod megvalósítani.

"Az biztos hogy elég erős hozzá hogy egy Windows 7 elfusson a monitor szerint."

Most vagy nem ugyanazt a linket nézzük, vagy a legkisebb mértékben sem vagy képben a Windowsok hardverigényét illetően.

Már ott bukna a mutatvány, hogy a Windows 7-nek nem készült 16 bites változata, csak 32 és 64. Ez a gép pedig 16 bites. De ha ez nem is jelentene problémát, akkor ott a kvöetkező akadály: 20 kHz. Nem, nem MHz, hanem kHz. Még ha valami csoda folytán el is indulna rajta a Win7, egy Pasziánsz megnyitása is órákat venne igénybe. De még ha ez sem lenne akadály, akkor a következő problémát a 256+256 bájt memória adja. (256 bájt RAM, meg 256 bájt PROM a programnak. Ugyanis némely architektúránál a programnak és adatnak külön tárolója van.)

Összehasoníltásként: a ZX-81 órajele 3,25 MHz volt, ami durván 150-szerese ezen gépének, a memóriája pedig alapkiépítésben 1 kB volt, ami még így is négyszerese a linkelt masináénak. Pedig aztán a ZX-81 tényleg a belépő szint volt akkoriban is. A Commodore 64 például 64 kB RAM-mal bírt, és 1 MHz-es processzorral. (Igazából a processzora hasonló teljesítményű volt, mint a ZX-81-é, csak ugye más architektúra, a MHz-ek önmagukban csak nagyságrendileg hasonlíthatók össze.) De!... Az Atari 2600 például csak 256 bájt RAM-ot használt. Igaz, mellette játékkazettákon, ROM-ba égetve voltak a játékok, szóval ott a programnak nem kellett betöltődnie a RAM-ba, a programtároló pedig jellemzően 2k vagy 2k volt. De oké, ebben hasonló a teljesítménye. Viszont az A2600-asban egy 1 MHz-es 6502-es proci volt.

... és ez a '70-es évek vége, '80-as évek eleje. Az akkori gépek is már keresztbe lenyelnék, és akkor hol van ez a Win7-től??

A korabeli, szobányi, később szekrény méretű gépek azért elég nagy teljesítményre voltak képesek.

Sokan nem tudják, de 64 bites processzor már a hatvanas években is létezett.

Az órajel csak a gép szóhosszával és más paraméterekkel együtt értelmezhető a sebesség horizontján, mindenesetre, voltak már akkor is 5-6 MHz-en ketyegő, 32 bites "jószágok".

A korlátot leginkább az alkatrészek ára jelentette. A memória iszonyúan drága volt. Eleve, a ferritgyűrűs kiépítésűt csak manuálisan lehetett legyártani, bitenként fűzve. 64 kB az 65536 gyűrűből állt volna, ha lett volna ekkora kapacitású.

A későbbi szilícium alapú memóriák is nagyon sokba kerültek. A legelső hobbi számítógép (Altair 8080) ára kb. 600 US dollár volt, de a bele való 4 kByte-os memória modul közel ugyanennyi és azzal alig több mint 100 sornyi programot lehetett írni csak, a hozzá való BASIC-ben.

Az első probléma, hogy brutális mérete lenne. Ha egy egyszerű számításal 3 GHz proci órajelet nézzük annak hullámhossza lambda=c/f=3e+8/3e+9=0,1m Ez azt jelenti, hogy 10cm-nél nagyobb távolság esetén már jelentős problémák lépnek fel. A jel terjedése miatt. Azaz 10cmnél nagyobb nem lehetne a cucc. Ez már eleve kizárja.

A másik kizáró tényező, hogy az akkor a számítógépekben használt elektroncsövek (az egyik legnépszerűbb cső a 6AS6 pentóda volt egyszer találtam rá egy adatot, hogy ez néhány 100MHz-ig volt használató). Egy ilyen cső 1 db. tranzisztort képes "kiváltani" átmérője 3/4" kb. 20mm ( 2 cm, összesen továbbra is 10cm a max hely amint el kell férjünk...).

Szintén korlátozó tényező és egy számítógép nem csak processzorból hanem memóriából is áll, a ferrit-gyűrűs memória elterjedéséig (ez az 1950-es évek vége) nem igazán volt használható memória, vagy fel lehetett építeni egy tároló regisztert (gyakorlatilag egy R-S flip-flopot) elméletileg 2 gyakorlatban 4 db. elektroncsővel. Egy csőnek csak a fűtése (most a 6AS6-ot nézem kb. 1,1W, a további veszteségei is kb. 1W-ot adnak, így egy darab csövön keletkezik kb. 2W). Ha csak funkcióban szeretnénk megközelíteni egy mai procit abba kell néhány 10 000 db. tranzisztor, de vegyünk csak 10 000 db-ot akkor már ott tartunk,hogy csak az elektroncsöveken van kb. 20 kW hőnk. Szintén fontos, hogy nem csak elektroncsövek voltak hanem rengeteg ellenállás is kellett beléjük, illetve kezdetleges félvezető diódák (általában szelén lemezes) ezek is kb. ugyannyi van mint cső, és itt is van 1-2 W veszteség máris 40kW körül járunk. Ha csak a 10 000 db. csövet akarjuk elhelyezni ez 100x100-as alakzatbban helyezhető el, a csövek között kell legalább fele akkor hely mint maga a cső (azt már láttuk, hogy egy cső kb. 2cm átmérőjű) tehát kb. 3cm-enként lehet egy cső (és akkor nagyon-nagyon sűrűn helyeztük el a csöveket majd kell egy rakás ventillátor amelyik kihűti a csövek közti teret ekkor is 3x3m a legkisebb hely amibe csak a csövek beférnek. Itt már régen elvesztettük a harcot a gigaherzekkel.

Egyébként érdemes elmenni Szegedre az ITK-ba és megnézni egy korabeli jelentős teljesítményű számítógépet ott van kiállítva egy Razdan-3-as (az már tranzisztoros gép!). Irtózatosan látványos. DE van róla pár jó videó a honlapjukon.

Szigorúan elméletileg akár egy mai csúcsprocesszort is áramköri szinten meg lehetne építeni elektroncsövekből -persze egy városnyi teületen és egy közepesen fejlett ország villamosenergia-igényével. A nagyobb gond az a sebesség: a jelenleg megszokott GHz-es órajelek helyett max kHz-es jöhet számításba -és meg ezt is erősen korlátozza a több kilométernyi vezetékezés késleltetése...

Az említett W7 esetében jó esetben kb. egy hét alatt fel is állna a rendszer (szintén elméletileg, mert ezalatt pár ezer csövet már ki kellene cserélni)...