今のパソコンを真空管だけで作ったら

質問

今のパソコンを真空管だけで作ったらどのくらいの大きさになりますか。幼い頃（今から２０年くらいまえ）に家一軒ぐらいと本に書いてあったのを覚えています。なら、今は１０階建てのマンションとかになるのでしょうか。

回答No.5

4810noja · ベストアンサー

半導体チップにどれぐらいの数のトランジスタ（に相当するもの）が形成されているかというと、たとえばCPUの中には10億個を超えるものがあるそうです。

マイクロプロセッサーを支えるインテルのテクノロジー
https://www.intel.co.jp/content/www/jp/ja/innovation/processor.html

トランジスタには真空管で実現できない、逆極性（PNPタイプとNPNタイプ）があるので、その特性を実現しようとすればその何倍かの個数になるのかもしれませんが、単純に個数だけで考えると・・・

CPUがトランジスタ10億個分として、例えば12ATX7という真空管で構成するなら5億本必要です。これをぎっしり並べたなら、
平面上の縦1000本×横1000本、それを高さ方向に500段！のサイズです。真空管1本の直径が2㎝強、長さが5㎝ぐらいでしょうかね。
少なくとも20m四方で、高さが25mの体積になります。1本の消費電力がヒーターが2W弱、ON・OFFしているとして平均動作電力が100V×0.5mA÷2＝25mWで、トータルおよそ2Wとします。
すると消費電力は大きな火力発電所1個分の、100万kW。

メインメモリ8GBは、
1024byte×1024byte×1024byte×8＝8,589,934,592byte
bitに直すとその8倍の、68,719,476,736bit
（ダイナミックリフレッシュ回路やセンスアンプ・バッファアンプなどがあるのですが、ここでは無視して）

ダイナミックRAMは1ビットが、トランジスタ1個とトレンチセルメモリ（微小コンデンサ）1個で構成されています。これを真空管で実現できるか分かりませんが、できたとして340億個超の真空管が必要です。
先ほどの真空管では100m四方で高さは137m。6820万kWの消費電力。

たったこれだけでとんでもない大きさ。この計算合ってますかねｗ　あまりにも大きいのでビックリです。

他のチップも半端ない数のトランジスタで構成されてますから、途方もないサイズと消費電力になりますね。

ENIACという、真空管を数千本を使って作られたコンピューターは150kWの消費電力だったそうです。

お礼

１００ｍ四方に１７０Ｍの高さですか。溜息が出てしまいますね。私の想像をはるかに越えていました。

消費電力も凄いのですね。ＥＮＩＡＣは聞いたことがあります。あれが真空管を沢山使って作られたのですね。

回答No.9

bardfish

ＥＮＩＡＣの性能はかなり持った評価をしたとしても今の関数電卓程度かな？
多分ですが、有効桁数的にも少ないと思います。

ＥＮＩＡＣが稼働していた当時の話では、毎日のように真空管が故障して交換していたそうですね。

真空管では発熱や電力で無理ゲーなので、せめてバイポーラトランジスタで思考ゲームをしてみましょう。

お礼

ご回答有難うございます。他の方も言っていますが、真空管は故障が多かったのですね。

回答No.8

4810noja

No.5です
真空管の型名間違えました。正しくは12AX7です。低周波増幅双3極管です。ですからせいぜい1MHzまでぐらいしか動作しないと思います。
これだと5億本を間違いなく動かすには、クロックは数Hzぐらいでしょうか、無理でしょうか（根拠はないですが）。

お礼

再度の投稿有難うございます。途轍もない大きさですね。

回答No.7

t_ohta

＞　それって高さは１Ｍぐらいとかで見積もっているのでしょうか。ちょっとスケールの大きさにびっくりしています。

真空管を10cm間隔くらいで並べたと仮定して、必要な面積を出しました。
放熱とか考えたら、それくらいの間隔は必要でしょう。

お礼

再度のご投稿有難うございます。計算して頂いたようで恐縮です。それにしてもスケールが大きい話です。

回答No.6

FattyBear

大きさは他の方も推測されていますが、信頼性（故障する割合）は真空管は半導体に比べて比較にならないほど故障します。べらぼうな数の真空管ではどこかしらの多数の真空管が故障してしまいまともに動作しないでしょうね。不良個所をなおしても、別な場所ですぐに故障してしまいます。

お礼

ご回答有難うございます。真空管は故障に弱いのですね。

回答No.4

hightea

少なくとも10階建てのマンション、どころではないと思います。
高層マンションをびっしりと立ち並べても、五大陸規模の面積が必要なんではないでしょうか。勝手な想像ですが・・・

お礼

ご回答ありがとうございます。五大陸！！！なんと言っていいのか言葉が見つかりません。スケールがデカすぎです。

回答No.3

t_ohta

最新のCPUだとトランジスタ数が200億個近くにのぼります。
単純計算すると20平方kmの面積が必要で、10階建てのマンション程度では収まらないんじゃないでしょうか。

お礼

２０平方キロメートルですか！！！

それって高さは１Ｍぐらいとかで見積もっているのでしょうか。ちょっとスケールの大きさにびっくりしています。

回答No.2

121CCagent

どの位の大きさになるのかはわかりません。

一例ですがAMD Ryzen Threadripper 3990Xのような64コア・128スレッドのCPUを仮に真空管で再現しようと思ったら確かにマンションのような大きさが必要かも知れませんね…

お礼

ご回答有難うございます。とんでもない大きさのようです。

回答No.1

SPS700

1958年近くの大学の工学部は当時の高い建物の地下室全部では足りなくて。新しい六角形か八角形の三階か四階の中央部が吹き抜けになっている建物いっぱいでした。

お礼

1958年当時で既に巨大だったのですね。ご回答有難うございます。