レトロゲームから学ぶ半導体の歴史

2025/04/24 レトロゲームから得た学びの発表 #02 にて発表

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1. レトロゲームから学ぶ 半導体の歴史 kimkim0106 2025/04/24 レトロゲームから得た学びの発表 #02
2. 自己紹介 kimkim0106 普段はWebエンジニアをやっています インフラとかサーバを主に触ります ゲームボーイカラーが好きです Website : kimkim0106.net X : @kimkim0106_3218 VRChat : kimkim0106 GitHub : kaoru-k 2
3. みなさんは分解好きですか？ 分解好きな人〜！ 3
4. みなさんは分解好きですか？ 今回はみなさんが大好きな 分解の話です！ 4
5. さかのぼること、2024年4月２３日 VRChat (メタバース) にて開かれている技術イベント「CS集会」に登壇 そのまえにタイトルどういうこと？ 5 https://x.com/vrc_cpu_science/status/1780288085298946460
6. CS集会の様子 6
7. CS集会の様子 7
8. レトロゲームで半導体の歴史？ アフターでスライドに写っていた基板の写真で盛り上がった • 「抵抗がチップじゃない」 • 「ゲームボーイカラーのほうが部品少ない」 • などなど… これで１本LTできそう！ 8
9. 今回見ていく基板 9 前置きが長くなりましたが… こちらの４機種の基板をみていきましょう！ • ゲームボーイ (初代) • ゲームボーイポケット • ゲームボーイカラー
10. ゲームボーイ (初代)の２枚おろし 10 CPUは この裏
11. ゲームボーイ (初代) 11 DMG-CPU B 1989 Nintendo JAPAN 9214 D LH5264N4T LSI LOGIC JAPAN D212 4W C (SRAM) (CPU) 64Kbit = 8KB
12. ゲームボーイ (初代) 12 DMG-CPU B 1989 Nintendo JAPAN 9214 D (CPU) 製造元は SHARP （らしい) B→CPUのリビジョン 9214→1992年第１４週
13. ゲームボーイ (初代) シャープの半導体事業は今も続いているが… • 1960年に半導体レーザーの研究開発を開始 • 1972年からLSIを製造 (奈良県・天理工場) • 分社化を経て、現在も福山事業所で製造 • 2024年８月に半導体事業を鴻海に売却する方針 …というスライドを作っていたら、ちょうど昨日 • 2025年9月めどに売却 13
14. ゲームボーイ (初代) 14 LH5264N4T LSI LOGIC JAPAN D212 4W C (SRAM) LSI Logic （米) 1979年創設、2013年現Broadcomが買収 PS1のCPUをSONYと共同設計 64Kbit = 8KB
15. • 1979年創設、2013年にAvago Technologiesが買収 ◦ 現在のBroadcom • 日本の半導体産業との関係 ◦ 東芝に製造を依頼 (ファブレス) ◦ １９８５年 川崎製鉄と合弁で「日本セミコンダクター」を設立 ▪ １９95年 ＬＳＩ Logicに吸収 ◦ つくば工場 ▪ ２００３年 ロームに売却、2013年 ロームつくば解散 LSI Logic 15
16. ゲームボーイポケット 16
17. ゲームボーイポケット 17 CPU MGB 1996 Nintendo JAPAN 9719 D LH52A64N-PL MOSEL-VITELIC JAPAN N717 03 C (SRAM) (CPU) 64Kbit = 8KB
18. ゲームボーイポケット 18 CPU MGB 1996 Nintendo JAPAN 9719 D (CPU) CPUの大きさは変わらないが VRAMがCPUに内蔵 プロセスが微細化された？
19. 簡単に言えば回路の幅 (詳しい人はツッコミをいれてください) 時代とともに微細化が進んだ ムーアの法則 「集積回路上のトランジスタの数が18(〜24)カ月ごとに2倍になる」 半導体プロセスルール 19 User:CyrilB~commonswiki - File:Lateral_mosfet.svg, CC 表示-継承 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=40589876による
20. 半導体プロセスルール 20 シャープ Intel (ゲート長 ) 1993 0.6 μm 0.6 μm 1996 0.35 μm 1997 0.2 μm 1999 0.25 〜 0.18 μm 0.13 μm (130 nm) 2001 0.13 μm (130 nm) 70 nm 2014 9 nm 2024 7 〜 5 nm ?
21. ゲームボーイカラー 21
22. ゲームボーイカラー 22 CPU CGB D 1998 Nintendo JAPAN 0047 IA LH51D256T-Z7 SHARP JAPAN Y046 5 J (SRAM) (CPU) 256Kbit = 32KB
23. ゲームボーイのハードウェア ゲームボーイ ゲームボーイカラー (参考）ゲームボーイアドバンス CPU DMG-CPU (8bit CISC) @ 4.19 MHz CGB-CPU (8bit CISC) @ 4.19 MHz, 8.39 MHz AGB-CPU (ARM7TDMI) @ 16.78 MHz WRAM 8 KB 32 KB 32KB + 256KB VRAM 8 KB 16 KB 96KB Screen モノクロ4階調 STN液晶 160 x 144 ドット 32768色 反射型TFTカラー液晶 160 x 144 ドット 32768色 反射型TFTカラー液晶 240×160 ドット Sound 4チャンネル ステレオ出力 矩形波x2, 波形メモリx1, ノイズx1 4チャンネル ステレオ出力 矩形波x2, 波形メモリx1, ノイズx1 6チャンネル ステレオ出力 矩形波x2, 波形メモリx1, ノイズx1, PCMx2 Power DC 6V 0.7W (単3電池 x 4) DC 3V 0.6W (単3電池 x 2) DC 3V 0.6W (単3電池 x 2) 23
24. Intelを例に出すと… CPUクロック周波数の推移 24 CPU 周波数 DMIPS 1971 4004 (4bit) 740 kHz - 1974 8080 (8bit) 2 MHz - 1978 8086 (16bit) 5 MHz 0.330 1985 i386DX (32bit) 16 MHz 2.15 1999 Pentium III 600 MHz 2,054 2008 Core i7-920 2.93 GHz 82,300 2019 Core i9-9900K 4.7GHz 412,090 2024 Core Ultra 9 285K 5.7GHz ?
25. ゲーム機を分解してみると、いろいろな学びがある！ • 半導体産業の変化 ◦ 80〜90年代、日本が世界をリードしていた時代 • 半導体技術の進化 ◦ 微細化 ◦ クロック向上 みなさんも、メンテナンスがてらレトロゲーム機を分解してみては？ （壊さないように気をつけましょう！） まとめ 25
26. 参考文献 26 • 半導体事業：シャープ福山レーザー株式会社 • 「ＬＳＩ」33年の生命力 西岡幸一の産業脈診 日本経済研究センター • プレステ生みの親が語る日本企業に必要な「妄想力」 特別対談：坂本幸雄（サ イノキングテクノロジーCEO） × 久夛良木健（元ソニー副社長） Wedge ONLINE(ウェッジ・オンライン) • 半導体漫遊記 (203) 「シャープの技術では無理」 ホンハイ計画の最新鋭ファ ンドリー（2019年2月5日） • ASCII.jp：半導体プロセスまるわかり インテルから学ぶプロセスの歴史 (1/3) • Intelはどこで間違えた？ ～2つのミスジャッジと不調の根本原因：湯之上隆 のナノフォーカス（75）（1/5 ページ） - EE Times Japan • Instructions per second - Wikipedia