Dažai flamingus rožine spalva. Kodėl flamingai rožinės spalvos? Kiek gyvena flamingas

Grįžkime prie procesorių istorijos.

60-aisiais niekas neįsivaizdavo, kad netrukus prasidės informacinė revoliucija. Be to, net patys kompiuterių entuziastai, įsitikinę, kad kompiuteriai yra ateitis, gana miglotai įsivaizdavo šią spalvingiausią ateitį. Daugelis atradimų, praktiškai apvertusių pasaulį ir visuomenės idėją apie šiuolaikinę pasaulio tvarką, atsirado tarsi savaime, burtų keliu, be jokio išankstinio planavimo. Būdinga šiuo atžvilgiu yra pirmojo pasaulyje mikroprocesoriaus kūrimo istorija.

Palikę Fairchild Semiconductor, Robertas Noyce'as ir liūdnai pagarsėjusio įstatymo autorius Gordonas Moore'as nusprendė įkurti savo įmonę (daugiau apie Fairchild Semiconductor žr. „Šviesiaplaukis vaikas“ 2003 m. atnaujinime Nr. 39 (129). Noyce'as atsisėdo prie rašomosios mašinėlės ir surašė verslo planą būsimam IT pramonės milžinui, kuriam lemta pakeisti pasaulį. Čia pilnas tekstasšį verslo planą.

„Bendrovė užsiims integruotų tyrimų, plėtros, gamybos ir pardavimo veikla elektroninės struktūros patenkinti pramonės poreikius elektronines sistemas Oi. Juose bus plono ir storo apvalkalo puslaidininkiniai įtaisai ir kiti komponentai. tvirtas kūnas naudojami hibridinėse ir monolitinėse integruotose konstrukcijose.

Laboratorijos ir gamybos lygiu bus nustatyti įvairūs procesai. Tai apima: kristalų auginimą, pjovimą, klijavimą, poliravimą, kietojo kūno difuziją, fotolitografinį maskavimą ir graviravimą, vakuuminį nusodinimą, apvalkalą, surinkimą, pakavimą, bandymą. Taip pat specialių technologijų kūrimas ir gamyba bei šiems procesams atlikti reikalingos įrangos testavimas.

Produktai gali apimti diodus, tranzistorius, lauko efekto įtaisus, šviesai jautrius elementus, spindulį skleidžiančius įrenginius, integrinius grandynus ir posistemes, kurios paprastai apibūdinamos fraze „keitimo delsos integravimas“. Numatoma, kad pagrindiniai šių produktų vartotojai bus pažangių elektroninių ryšių, radarų, valdymo ir duomenų apdorojimo sistemų gamintojai. Tikimasi, kad dauguma šių klientų bus ne Kalifornijoje.

Viskas rodo, kad Noyce'as ir Moore'as buvo optimistai, nes jie manė, kad bent kas nors iš šio teksto galės suprasti, ką įmonė iš tikrųjų darys. Tačiau iš verslo plano teksto aišku, kad mikroprocesorių gamyba neturėjo būti įtraukta. Tačiau niekas kitas tuo metu apie jokius mikroprocesorius negalvojo. O pats žodis tada neegzistavo, nes bet kurio to laikotarpio kompiuterio centrinis procesorius buvo gana sudėtingas nemažo dydžio vienetas, susidedantis iš kelių mazgų.

Tuo metu, kai buvo rengiamas šis projektas, žinoma, niekas negalėjo numatyti, kokių pajamų jis atneš. Kad ir kaip būtų, ieškodami paskolos Noyce'as ir Moore'as kreipėsi į Artūrą Roką, finansininką, kuris anksčiau padėjo sukurti „Fairchild Semiconductor“. O po dviejų dienų, kaip pasakoje, partneriai gavo pustrečio milijono dolerių. Net pagal šiandienos standartus tai yra dideli pinigai, o praėjusio amžiaus 60-aisiais tai buvo tiesiog turtas. Jei ne aukšta Noyce'o ir Moore'o reputacija, vargu ar jie taip lengvai būtų gavę reikiamą sumą. Tačiau JAV gerai yra tai, kad visada yra rizikos kapitalistų, pasiruošusių investuoti dolerį ar du perspektyvus verslas susijusi su naujomis technologijomis. Tiesą sakant, šios šalies galia priklauso nuo to. Šiuolaikinėje Rusijoje, kuri kažkodėl manoma, eina JAV keliu, tokie kapitalistai – po pietų su ugnimi...

Taigi, atvejis, galima sakyti, buvo skrybėlėje. Atėjo eilė geros akimirkos- pasirinkimas būsimam IT pramonės flagmanui. Pirmasis vardas, kuris atėjo į galvą, buvo pavadinimas, sudarytas iš įmonės įkūrėjų vardų - Moore Noyce. Tačiau bendražygiai iš jų tyčiojosi. „Ekspertų“ nuomone, tokį pavadinimą visi ištartų tik kaip daugiau triukšmo („daug triukšmo“), o tai niekur nebuvo blogiau įmonei, kurios produkcija turėjo būti naudojama radijo pramonėje. Jie sukūrė sąrašą, kuriame buvo tokie žodžiai kaip COMPTEK, CALCOMP, ESTEK, DISTEK ir t.t.. Dėl to Moore'as ir Noyce'as pasirinko pavadinimą, kuris yra trumpinys „integruota elektronika“ – „Intel“.

Jie nusivylė – šį pavadinimą kažkas jau buvo užregistravęs motelių tinklui. Tačiau turint du su puse milijono dolerių, nesunku nusipirkti patinkantį vardą. Taip ir padarė kompanionai.

Šeštojo dešimtmečio pabaigoje dauguma kompiuterių buvo aprūpinti magnetine šerdies atmintimi, o tokios kompanijos kaip „Intel“ laikė savo misija visur įdiegti „silicio atmintį“. Todėl pats pirmasis gaminys, kurį bendrovė pradėjo gaminti, buvo „3101 mikroschema“, 64 bitų bipolinė statinė laisvosios kreipties atmintis, pagrįsta Schottky barjeriniu diodu (žr. šoninę juostą „Walter Schottky“).

Walteris Šotkis

Dvejetainiai Šotkio diodai pavadinti Šveicarijoje gimusio vokiečių fiziko Walterio Šotkio (1886-1976) vardu. Schottky ilgai ir vaisingai dirbo elektros laidumo srityje. 1914 m. jis atrado soties srovės padidėjimo, veikiant išoriniam greitėjančiam elektriniam laukui, reiškinį („Schottky efektas“) ir sukūrė šio efekto teoriją. 1915 m. jis išrado ekrano tinklelio vakuuminį vamzdelį. 1918 metais Schottky pasiūlė superheterodino stiprinimo principą. 1939 m. jis ištyrė potencialaus barjero, atsirandančio puslaidininkio ir metalo sąsajoje, savybes. Dėl šių tyrimų Schottky sukūrė puslaidininkinių diodų su tokiu barjeru teoriją, kurie buvo vadinami Šotkio diodais. Walteris Schottky labai prisidėjo tiriant procesus, vykstančius elektros lempose ir puslaidininkiuose. Walterio Schottky tyrimai yra susiję su kietojo kūno fizika, termodinamika, statistika, elektronika ir puslaidininkių fizika.

Pirmaisiais metais po sukūrimo (1969 m.) „Intel“ savo savininkams atnešė ne mažiau nei 2672 USD pelno. Prieš pilnas grąžinimas Liko labai mažai kredito.

4 vietoj 12

Šiandien „Intel“ (beje, kaip ir AMD) gamina lustus, skirtus pardavimui rinkoje, tačiau pirmaisiais veiklos metais įmonė dažnai gamindavo lustus pagal užsakymą. 1969 m. balandžio mėn. Japonijos skaičiuotuvų kompanijos „Busicom“ atstovai kreipėsi į „Intel“. Japonai girdėjo, kad „Intel“ turi pažangiausią lustų technologiją. „Busicom“ norėjo užsisakyti 12 lustų naujam staliniam skaičiuotuvui įvairiems tikslams. Tačiau problema buvo ta, kad tuometiniai „Intel“ ištekliai tokio užsakymo neleido. Šiandieninė mikroschemų kūrimo metodika nelabai skiriasi nuo XX amžiaus 60-ųjų pabaigoje buvusios, tačiau įrankių rinkinys gana pastebimai skiriasi.

Per tuos ilgus ilgus metus tokios labai daug pastangų reikalaujančios operacijos kaip projektavimas ir testavimas buvo atliekamos rankiniu būdu. Dizaineriai piešė juodraščius ant milimetrinio popieriaus, o braižytojai juos perkeldavo ant specialaus vaško popieriaus (vaško). Kaukės prototipas buvo pagamintas rankomis piešiant linijas ant didžiulių lavsano plėvelės lapų. Kompiuterinės sistemos, skirtos grandinei ir jos mazgams apskaičiuoti, dar neegzistavo. Teisingumas buvo tikrinamas „praleidžiant“ išilgai visų linijų žaliu arba geltonu flomasteriu. Pati kaukė pagaminta perkeliant piešinį iš lavsano plėvelės į vadinamąjį rubilitą – didžiulius dvisluoksnius rubino spalvos lakštus. Graviravimas ant rubilito taip pat buvo atliktas rankomis. Tada keletą dienų teko dar kartą patikrinti graviravimo tikslumą. Tuo atveju, jei reikėjo pašalinti ar pridėti kai kuriuos tranzistorius, tai vėl buvo padaryta rankiniu būdu, naudojant skalpelį. Tik po kruopštaus patikrinimo rubilito lapas buvo perduotas kaukių gamintojui. Menkiausia klaida bet kuriame etape – ir viską reikėjo pradėti iš naujo. Pavyzdžiui, pirmasis bandomasis „produkto 3101“ egzempliorius yra 63 bitų.

Žodžiu, 12 naujų „Intel“ lustų negalėjo fiziškai patraukti. Tačiau Moore'as ir Noyce'as buvo ne tik puikūs inžinieriai, bet ir verslininkai, dėl kurių jie labai nenorėjo prarasti pelningo užsakymo. Ir tada vienas iš Intel darbuotojų Tedas Hoffas (Tedas Hoffas) man pasirodė, kad kadangi įmonė neturi galimybės suprojektuoti 12 mikroschemų, reikia pagaminti tik vieną universalią mikroschemą, kuri pagal savo savybes funkcionalumą, pakeis juos visus. Kitaip tariant, Tedas Hoffas suformulavo mikroprocesoriaus idėją - pirmąjį pasaulyje. 1969 metų liepą buvo suformuota kūrimo komanda ir pradėti darbai. Rugsėjo mėnesį prie grupės prisijungė ir Stanas Mazoras, persikėlęs iš Fairchild. Japonas Masatoshi Shima į grupę pateko kaip kontrolierius iš kliento. Norint visiškai užtikrinti skaičiuotuvo veikimą, reikėjo padaryti ne vieną, o keturias mikroschemas. Taigi vietoj 12 lustų reikėjo sukurti tik keturis, tačiau vienas iš jų yra universalus. Niekas anksčiau nebuvo užsiėmęs tokio sudėtingumo mikroschemų gamyba.

Italijos ir Japonijos Sandrauga

1970 m. balandžio mėn. prie Busicom užsakymų vykdymo komandos prisijungė naujas darbuotojas. Jis atvyko iš „Intel“ darbo jėgos kalvės „Fairchild Semiconductor“. Naujojo darbuotojo vardas buvo Federico Faggin. Jam buvo 28 metai, bet beveik dešimt metų jis kūrė kompiuterius. Būdamas devyniolikos, Faginas padėjo sukurti mini kompiuterį Italijos įmonei Olivetti. Tada jis pateko į Italijos Fairchild atstovybę, kur užsiėmė kelių mikroschemų kūrimu. 1968 m. Faginas paliko Italiją ir persikėlė į JAV, į Fairchild Semiconductor laboratoriją Palo Alte.
Stanas Mazoras naujajam komandos nariui parodė bendras kuriamo mikroschemų rinkinio specifikacijas ir pasakė, kad kliento atstovas atskris kitą dieną.

Federico Faggin

Ryte Mazoras ir Faginas nuvažiavo į San Francisko oro uostą susitikti su Masatoshi Shima. Japonas nekantravo pamatyti, ką tiksliai Intel žmonės nuveikė per kelis jo nebuvimo mėnesius. Atvykęs į biurą Mazoras paliko italą ir japoną akis į akį, o apdairiai dingo. Kai Sima pažvelgė į Fagino įteiktus dokumentus, Kondraty jo beveik nepasigedo: keturis mėnesius „Intel“ visiškai nieko neveikė. Sima tikėjosi, kad per tiek laiko lustų schemos braižymas bus baigtas, ir jis pamatė tik koncepciją tokia forma, kokia buvo jo išvykimo metu 1969 m. gruodį. Samurajų dvasia užvirė, ir Masatoshi Shima išliejo savo pasipiktinimą. Ne mažiau temperamentingas Faginas Simui paaiškino, kad jei jis nenusiramins ir nesupras, kad jie yra vienoje valtyje, projektas bus visiškai išmuštas. Japoną sužavėjo Fagino argumentai ir tai, kad jis įmonėje iš tikrųjų dirbo vos kelias dienas ir nebuvo atsakingas už grafiko sutrikdymą. Taigi Federico Faginas ir Masatoshi Shima pradėjo dirbti kartu kurdami lustų grandines.

Tačiau iki to laiko „Intel“ vadovybė, kuri į šį „Busicom“ užsakymą žiūrėjo kaip į labai įdomų ir šiek tiek nuotykių kupiną, bet vis tiek ne patį svarbiausią eksperimentą, „Hoff“ ir „Mazor“ grupę perėjo prie „produkto 1103“ – DRAM – gamybos. lustai, kurių talpa 1 kb.

Intel 1103 DRAM lustas, c. 1970 m

Tuo metu „Intel“ vadovybė siejo būsimą įmonės gerovę su atminties lustų gamyba. Paaiškėjo, kad Federico Faginas buvo projekto vadovas, kuriame, be jo, nebuvo nė vieno (Sima, kaip užsakovo atstovė, dalyvavo tik sporadiškai). Faginas per savaitę sukūrė naują, realesnį projekto tvarkaraštį ir parodė jį Seemai. Jis išskrido į Japoniją į Busicom būstinę. Japonai, sužinoję visas smulkmenas, norėjo atsisakyti bendradarbiavimo su „Intel“, tačiau vis tiek persigalvojo ir išsiuntė Masatoshi Sima atgal į JAV, kad padėtų ir kuo labiau paspartintų mikroschemų rinkinio sukūrimą.

Galų gale, be Fagino, grupė buvo papildyta vienu elektros inžinieriumi ir trimis braižytojais. Tačiau pagrindinė darbo našta vis tiek teko vadovui. Iš pradžių Fagino grupė ėmėsi 4001 lusto, ROM lusto, kūrimo.
Situacija buvo labai nervinga, nes niekas iki jų nebuvo gaminęs tokio sudėtingumo gaminių. Viskas turėjo būti sukurta rankomis nuo nulio. Be lustų projektavimo, reikėjo lygiagrečiai gaminti bandymų įrangą ir kurti bandymų programas.

Kartais Faginas pasiklysdavo laboratorijoje 70–80 valandų per savaitę, net naktimis nevažiuodavo namo. Kaip vėliau prisiminė, jam labai pasisekė, kad 1970-ųjų kovą jam gimė dukra, o žmona keliems mėnesiams išvyko į Italiją. Priešingu atveju jis nebūtų išvengęs šeimos skandalo.

1970 m. spalį buvo baigti 4001 lusto gamybos darbai. Mikroschema veikė nepriekaištingai. Tai padidino pasitikėjimą „Busicom“ „Intel“. Lapkričio mėnesį buvo paruoštas ir 4003 lustas – sąsajos lustas su periferiniais įrenginiais, pats paprasčiausias iš viso rinkinio. Kiek vėliau buvo paruoštas 320 bitų dinaminės atminties modulis 4002. Ir galiausiai 1970 m. gruodžio pabaigoje iš gamyklos buvo gautos „plokštelės“ testavimui (taip amerikiečių ekspertai vadina silicio plokšteles, ant kurių buvo „auginamos“ mikroschemos bet dar nenupjautas). Buvo vėlus vakaras, ir niekas nematė, kad Fagino rankos drebėjo, kai jis į zondą (specialų prietaisą testavimui ir testavimui) krauna pirmuosius du „vaflius“. Atsisėdo prieš osciloskopą, įjungė įtampos mygtuką ir... nieko, linija ekrane net netrūkčiojo. Faginas įdėjo kitą vaflį, tas pats rezultatas. Jis buvo visiškai sutrikęs.

Ne, žinoma, niekas nesitikėjo, kad pirmasis įrenginio prototipas, kurio dar niekas pasaulyje nebuvo padaręs, iškart parodys paskaičiuotus rezultatus. Bet kad išvestyje iš viso nebuvo signalo - tai buvo tik smūgis. Po dvidešimties minučių širdies plakimo, Faginas nusprendė ištirti plokšteles mikroskopu. Ir tada viskas iš karto tapo aišku: pažeidimai technologinis procesas, dėl to kai kurių tarpsluoksnių džemperių diagramose nebuvo! Buvo labai blogai, grafikas praskriejo, bet Faginas žinojo, kad klaida ne jo kaltė. Kita vaflių partija atkeliavo 1971 m. sausį. Faginas vėl užsidarė laboratorijoje ir sėdėjo ten iki ketvirtos ryto. Šį kartą viskas veikė nepriekaištingai. Per ateinančias kelias dienas intensyvių bandymų metu buvo aptiktos kelios nedidelės klaidos, tačiau jos buvo greitai ištaisytos. Kaip dailininkas, pasirašantis paveikslą, Faginas įdėjo savo inicialus FF į 4004 lustą.

Mikroprocesorius kaip prekė

1971 m. kovo mėn. „Intel“ išsiuntė į Japoniją skaičiuotuvo rinkinį, kurį sudarė vienas mikroprocesorius (4004), du 320 bitų dinaminės atminties moduliai (4002), trys sąsajos lustai (4003) ir keturi ROM lustai. Balandžio mėnesį „Busicom“ pranešė, kad skaičiuotuvas veikia puikiai. Galėtume pradėti gamybą. Tačiau Federico Faginas pradėjo karštai įtikinėti „Intel“ vadovybę, kad buvo kvaila apsiriboti skaičiuotuvais. Jo nuomone, mikroprocesorius galėtų būti naudojamas daugelyje šiuolaikinės gamybos sričių. Jis buvo įsitikinęs, kad 400 kartų mikroschemų rinkinys turi savo vertę ir gali parduoti vienas. Jo pasitikėjimas buvo perduotas vadovybei. Tačiau buvo vienas laimikis – pirmasis pasaulyje mikroprocesorius priklausė ne „Intel“, jis priklausė japonų kompanijai „Busicom“! Na, ką čia daryti? Beliko vykti į Japoniją ir pradėti derybas dėl teisių į savo plėtrą pirkimo. Tą padarė „Intel“. Dėl to „Busicom“ pardavė teises į 4004 mikroprocesorių ir susijusius lustus už šešiasdešimt tūkstančių dolerių.

Abi šalys liko patenkintos. „Busicom“ vis dar prekiauja skaičiuotuvais, o „Intel“... Iš pradžių „Intel“ vadovybė į mikroprocesorius žiūrėjo kaip į šalutinį produktą, kuris tik skatina pagrindinio produkto – modulių – pardavimą. laisvosios kreipties atmintis. „Intel“ savo plėtrą rinkoje pristatė 1971 m. lapkritį pavadinimu MCS-4 (mikro kompiuterių rinkinys).

Kiek vėliau Gordonas Moore'as, žvelgdamas atgal, apie tai pasakys: „Jei automobilių pramonė vystytųsi puslaidininkių pramonės greičiu, tai šiandien „Rolls-Royce“ kainuotų tris dolerius, galėtų nuvažiuoti pusę milijono mylių vienu galonu. benzino ir pigiau būtų jį išmesti.nei mokėti už stovėjimą. Žinoma, palyginti su dabartiniais reikalavimais, MCS-4 buvo toli gražu ne stulbinantis. O aštuntojo dešimtmečio pradžioje niekas ypač nesijaudino dėl šių gaminių atsiradimo. Apskritai MCS-4 rinkiniu paremta skaičiavimo sistema nenusileido patiems pirmiesiems šeštojo dešimtmečio kompiuteriams, tačiau kieme jau buvo kiti laikai, o kompiuterių centruose buvo mašinos, kurių skaičiavimo galia buvo gerokai pažengusi į priekį. .

„Intel“ pradėjo specialią propagandos kampaniją, skirtą inžinieriams ir kūrėjams. Savo skelbimai„Intel“ tvirtino, kad mikroprocesoriai, žinoma, nėra kažkas labai rimto, tačiau jie gali būti naudojami įvairiose specifinėse srityse, pavyzdžiui, gamyklos automatizavime. Be skaičiuotuvų, MCS-4 rinkinys buvo naudojamas kaip valdikliai tokiems prietaisams kaip dujų siurbliai, automatiniai kraujo analizatoriai, eismo valdymo prietaisai ...
Kalbant apie pirmojo pasaulyje mikroprocesoriaus tėvą, jį labai nuliūdino tai, kad „Intel“ nenorėjo žiūrėti į naująjį įrenginį kaip į pagrindinį produktą. Faginas surengė keletą turų po JAV ir Europą, koncertuodamas mokslo centrai ir pažangios gamyklos, skatinančios mikroprocesorius. Kartais jis ir „Intel“ buvo pašiepiami.

Iš tiesų, visa mikroprocesoriaus idėja tada atrodė skausmingai lengvabūdiška. Faginas taip pat dalyvavo projekte 8008 – kuriant aštuonių bitų mikroprocesorių, kuris didžiąja dalimi pakartojo 4004 architektūrą. Tačiau pamažu jame augo pasipiktinimo jausmas, nes įmonė traktuoja jį kaip tiesiog gerą inžinierių, kuris susidorojo su sunkiais, bet ne. labai svarbus darbas. Tačiau jis žinojo, kad iš tikrųjų padarė pasaulinę revoliuciją.

1974 m. spalį Federico Faginas paliko „Intel“ ir įkūrė savo įmonę „Zilog, Inc. Balandį kitais metais Masatoshi Shima persikėlė į Zilogą iš Busicom. Ir draugai pradėjo kurti naują procesorių, kuris turėjo būti geriausias pasaulyje. 1976 m. gegužę rinkoje pasirodė Zilog Z80 mikroprocesorius.

Z80 procesorius buvo labai sėkmingas projektas ir rimtai spaudė rinkoje Intel 8008 ir 8080 procesorius. Aštuntojo dešimtmečio viduryje ir devintojo dešimtmečio pradžioje Zilog buvo maždaug toks pat Intel kaip ir šiandien. AMD- rimtas konkurentas, galintis gaminti pigiau ir efektyvūs modeliai ta pati architektūra. Kad ir kaip būtų, dauguma stebėtojų sutinka, kad Z80 buvo patikimiausias ir sėkmingiausias mikroprocesorius mikroprocesorių technologijos istorijoje. Tačiau nepamirškite, kad ši istorija dar tik prasidėjo...

MCS-4 – ateities prototipas

Straipsnis apie pirmojo pasaulyje mikroprocesoriaus sukūrimą bus neišsamus, jei nekalbėtume bent keliais žodžiais apie MCS-4 komplekto technines savybes. Federico Faginas primygtinai reikalavo, kad „Intel“ kodavimo sistemoje būtų įvestas skaičius 4. „Intel“ rinkodaros skyriui ši idėja patiko – ketvertukas nurodė ir procesoriaus pajėgumą, ir bendrą lustų skaičių. Rinkinį sudarė šie keturi lustai: 4001 - maskuojamas ROM lustas, kurio talpa 2048 bitai; 4002 - RAM lustas, kurio talpa 320 bitų; 4003 - sąsajos lustas, kuris yra 10 bitų poslinkio registras; 4004 yra 4 bitų procesorius su 45 instrukcijomis. Tiesą sakant, artimiausioje ateityje tai buvo asmeninio kompiuterio prototipas. Pažvelkime atidžiau į šių mikroschemų veikimą, nes pagrindinius jų veikimo principus galima rasti net šiuolaikiniuose mikroprocesoriuose.

Šiuolaikinio kompiuterio laisvosios kreipties atmintyje (RAM) vienu metu saugomos ir veikiančios programos, ir jų apdorojami duomenys. Šiuo atžvilgiu procesorius visada turi žinoti, ką tiksliai šiuo metu renkasi iš atminties – komandą ar duomenis. Pirmasis mikroprocesorius 4004 buvo lengvesnis – instrukcijos buvo saugomos tik ROM (4001 lustas), o duomenys – RAM (4002 lustas).

Kadangi 4004 procesoriaus instrukcijos buvo aštuonių bitų, 4001 lustas buvo organizuotas kaip 256 aštuonių bitų žodžių masyvas (terminas „baitas“ dar nebuvo vartojamas). Kitaip tariant, į vieną tokį lustą gali tilpti daugiausia 256 procesoriaus instrukcijos. 4004 mikroprocesorius galėjo dirbti daugiausiai su keturiais 4001 lustais, todėl maksimalus rašomų instrukcijų skaičius neviršijo 1024. Be to, „Assembler“ 4004 buvo labai paprastas – tik 45 instrukcijos, o tokio komplekso nebuvo. instrukcijas kaip daugyba arba dalyba. Visa matematika buvo pagrįsta komandomis ADD (pridėti) ir SUB (atimti). Tie, kurie yra susipažinę su dvejetainiu padalijimo algoritmu, lengvai supras programuotojų darbo su 4004 procesoriumi sudėtingumą.

Adresas ir duomenys buvo perduoti multipleksuota keturių bitų magistrale. Kadangi 4001 lustas buvo EPROM, jį buvo galima paleisti rašant tam tikras programas. Taigi MCS-4 buvo pritaikytas atlikti specifines užduotis.
RAM vaidmuo buvo priskirtas lustui 4002. Duomenų mainai su 4002 taip pat buvo vykdomi per keturių bitų magistralę. MCS-4 pagrįstoje sistemoje gali būti naudojami ne daugiau kaip keturi 4002 lustai, t. y. maksimalus RAM dydis tokioje sistemoje buvo 1 kb (4 x 320 bitų). Atmintis buvo suskirstyta į keturis registrus, kurių kiekvienas galėjo turėti dvidešimt keturių bitų simbolių (4 x 20 x 4). Kadangi naudojant keturių bitų kodą galima užkoduoti daugiausia 16 simbolių (24), MCS-4 būtų sunku naudoti tekstų rengyklėje. Jei mes kalbame apie skaičiuotuvą, tada buvo užkoduota dešimt simbolių nuo 0 iki 9, keturi aritmetinių operacijų skaitmenys, dešimtainis kablelis ir vienas simbolis liko rezervuotas. Duomenis iš atminties gavo procesorius pagal SRC nurodymą.

Procesorius išsiuntė dvi keturių bitų sekas X2 (D3D2D1D0) ir X3 (D3D2D1D0). X2 sekoje D3D2 bitai nurodė atminties banko numerį (lusto numeris 4002), o D1D0 bitai – prašomo registro numerį šiame banke (šiuolaikiniai procesoriai, beje, nurodo ir atminties banko numerį, kai darbas su atmintimi). Visa X3 seka nurodė simbolio numerį registre. Lustai ir registrai buvo sunumeruoti: 00 - 1; 01 - 2; 10 - 3; 11 - 4. Pavyzdžiui, instrukcija SRC 01010000 nurodė procesoriui, kad antrame luste, antrame registre, reikia pasirinkti pirmąjį simbolį.

Visas duomenų apsikeitimas su išoriniais įrenginiais, tokiais kaip klaviatūros, ekranai, spausdintuvai, teletaipai, įvairių rūšių jungikliai, skaitikliai – žodžiu, su periferiniais įrenginiais, buvo vykdomas per sąsajos lustą 4003. Jis apjungė lygiagrečią išvesties prievadą, taip pat nuoseklusis įvesties / išvesties prievadas. Iš esmės toks duomenų mainų su periferiniais įrenginiais mechanizmas egzistavo iki pat USB prievadų atsiradimo ir pan.

Rinkinio pagrindas – 4004 lustas – buvo tikras mikroprocesorius. Procesoriuje buvo keturių bitų sumatorius, kaupimo registras, 16 indeksų registrų (žinoma, keturių bitų), 12 programų ir kamino skaitiklių (keturių bitų) ir aštuonių bitų komandų registras ir dekoderis. Komandų registras buvo padalintas į du keturių bitų registrus – OPR ir OPA.

Darbo ciklas vyko taip. Procesorius sugeneravo SYNC laikrodžio signalą. Tada 12 adreso bitų buvo išsiųsti gauti iš ROM (4001), o tai vyko trimis darbo ciklais: A1, A2, A3. Pagal užklausą aštuonių bitų komanda buvo išsiųsta atgal į procesorių dviem ciklais: M1 ir M2. Instrukcija buvo patalpinta į OPR ir OPA registrus, interpretuojama ir vykdoma šiais trimis ciklais: X1, X2, X3. Paveikslėlyje parodytas procesoriaus „Intel 4004“ darbo ciklas Pirmosios laidos 4004 procesoriaus dažnis buvo 0,75 MHz, todėl visa tai pagal šių dienų standartus nebuvo labai greita. Visas ciklas truko apie 10,8 sekundės. Dviejų aštuonių skaitmenų po kablelio sumavimas užtruko 850 sekundžių. „Intel 4004“ atliko 60 000 operacijų per sekundę.

Net iš trumpo techninis aprašymas aišku, kad tai buvo labai silpnas procesorius. Todėl nenuostabu, kad praėjusio amžiaus aštuntojo dešimtmečio pradžioje nedaug žmonių sunerimo dėl MCS-4 rinkinio pasirodymo rinkoje. Pardavimai vis dar nebuvo labai dideli. Vietoj to, „Intel“ propaganda sulaukė atgarsio jauniems entuziastams, tokiems kaip Billas Gatesas ir jo draugas Paulas Allenas, kurie iškart suprato, kad mikroprocesoriai jiems asmeniškai atveria duris į naują pasaulį.

Intel kodavimo schema

(Parašė UPgrade ir NNM)
Skaitmeninę „Intel“ produktų kodavimo schemą išrado Andy Grove ir Gordon Moore. Pradinėje formoje jis buvo labai paprastas, koduoti buvo naudojami tik skaičiai 0, 1, 2 ir 3. Federico Fagin sukūręs mikroprocesorių pasiūlė įvesti skaičių 4, kuris atspindėtų keturių bitų jo registrų struktūrą. kodas. Atsiradus aštuonių bitų procesoriams, buvo pridėtas skaičius 8. Šioje sistemoje bet kuris gaminys gavo kodą, susidedantį iš keturių skaitmenų. Pirmasis kodo skaitmuo (kairėje pusėje) žymėjo kategoriją: 0 - valdymo lustai; 1 - PMOS lustai; 2 - NMOS lustai; 3 - bipolinės mikroschemos; 4 - keturių bitų procesoriai; 5 - CMOS lustai; 7 - atmintis magnetiniuose domenuose; 8 - aštuonių bitų procesoriai ir mikrovaldikliai. Skaičiai 6 ir 9 nebuvo naudojami.

Antrasis skaitmuo kode žymėjo tipą: 0 - procesoriai; 1 - statinės ir dinaminės RAM lustai; 2 - valdikliai; 3 - ROM lustai; 4 - pamainų registrai; 5 - EPLD lustai; 6 - PROM lustai; 7 - EPROM lustai; 8 - laikrodžių generatorių sinchronizavimo grandinės; 9 - telekomunikacijų lustai (pasirodė vėliau). Paskutiniai du skaitmenys nurodo šio tipo gaminio serijos numerį. Taigi pirmasis „Intel“ pagamintas lustas, kurio kodas buvo 3101, reiškė „pirmojo išleidimo bipolinį statinį arba dinaminį RAM lustą“.

Daugiau apie šią istoriją skaitykite toliau pateiktose nuorodose:
X86 procesoriaus architektūros istorija 2 dalis. Aštuoni bitai
X86 procesoriaus architektūros istorija 3 dalis. Tolimas protėvis

Įvadas

Nuo pat pirmųjų kompiuterių atsiradimo programinės įrangos kūrėjai svajojo apie techninę įrangą, skirtą konkrečiai jų problemai išspręsti. Todėl idėja sukurti specialius integrinius grandynus, kuriuos būtų galima pritaikyti efektyviam konkrečios užduoties įgyvendinimui, kilo gana seniai. Čia yra du vystymosi keliai:

• Vadinamųjų specializuotų pagal užsakymą pagamintų integrinių grandynų (ASIC – Application Specific Integrated Circuit) naudojimas. Kaip rodo pavadinimas, tokius lustus pagal užsakymą gamina aparatūros gamintojai, kad efektyviai atliktų tam tikrą užduotį ar užduočių spektrą. Jie nepasižymi universalumu, kaip įprastos mikroschemos, tačiau joms pavestas užduotis išsprendžia daug kartų greičiau, kartais dydžiu.
• Lustų su perkonfigūruojama architektūra kūrimas. Idėja tokia, kad tokie lustai ateina pas programinės įrangos kūrėją ar vartotoją neprogramuoti, ir jis gali juose įdiegti sau tinkamiausią architektūrą. Pažvelkime atidžiau į jų kūrimo procesą.

Laikui bėgant pasirodė didelis skaičiusįvairūs lustai su perkonfigūruojama architektūra (1 pav.).

Gana ilgą laiką rinkoje egzistavo tik PLD (Programmable Logic Device) įrenginiai. Į šią klasę įeina įrenginiai, kurie įgyvendina funkcijas, būtinas užduotims išspręsti tobulos disjunkcinės normaliosios formos (tobulos DNF) pavidalu. Pirmieji 1970 m. pasirodė PROM mikroschemos, kurios priklauso būtent PLD įrenginių klasei. Kiekviena grandinė turėjo fiksuotą IR loginių funkcijų masyvą, prijungtą prie programuojamo ARBA loginių funkcijų rinkinio. Pavyzdžiui, apsvarstykite PROM su 3 įėjimais (a, b ir c) ir 3 išėjimais (w, x ir y) (2 pav.).

Naudojant iš anksto nustatytą masyvą IR, įvesties kintamuosiuose yra įgyvendinamos visos galimos jungtys, kurias vėliau galima savavališkai sujungti naudojant OR elementus. Taigi išvestyje bet kuri trijų kintamųjų funkcija gali būti įgyvendinta kaip tobulas DNF. Pavyzdžiui, jei užprogramuosite tuos ARBA elementus, kurie 2 paveiksle yra apbraukti raudonai, tada išvestys bus funkcijos w=a x=(a&b) ; y=(a&b)^c.

Iš pradžių PROM lustai buvo skirti saugoti programos instrukcijas ir pastovias reikšmes, t.y. atlikti kompiuterio atminties funkcijas. Tačiau kūrėjai juos naudoja ir paprastoms loginėms funkcijoms įgyvendinti. Tiesą sakant, lusto PROM gali būti naudojamas bet kokiam loginiam blokui įgyvendinti, jei tik jis turi nedaug įėjimų. Ši sąlyga išplaukia iš to, kad EPROM mikroschemose yra griežtai apibrėžta elementų AND matrica - joje realizuojamos visos įmanomos jungtys iš įėjimų, tai yra, elementų AND skaičius yra lygus 2 * 2 n, kur n yra skaičius įvesties. Akivaizdu, kad didėjant skaičiui n, masyvo dydis auga labai greitai.

Vėliau, 1975 m., pasirodė vadinamieji programuojami loginiai masyvai (PLM). Jie yra PROM mikroschemų idėjos tąsa - PLA taip pat susideda iš AND ir OR masyvų, tačiau, skirtingai nei PROM, abu masyvai yra programuojami. Tai suteikia daugiau lankstumo tokiose mikroschemose, tačiau jos niekada nebuvo įprastos, nes signalams keliaujant programuojamomis jungtimis užtrunka daug ilgiau nei per jų iš anksto nustatytus analogus.

Siekiant išspręsti greičio problemą, būdingą PLA, aštuntojo dešimtmečio pabaigoje pasirodė tokia įrenginių klasė, pavadinta Programable Array Logic (PAL – programuojamo masyvo logika). Tolesnis PAL lustų idėjos vystymas buvo GAL (Generic Array Logic) įrenginių - sudėtingesnių PAL atmainų, naudojančių CMOS tranzistorius, atsiradimas. Čia naudojama idėja, kuri yra visiškai priešinga PROM mikroschemų idėjai - programuojamas AND elementų masyvas yra prijungtas prie iš anksto nustatyto OR elementų masyvo (3 pav.).

Tai apriboja funkcionalumą, tačiau tokiems įrenginiams reikia daug mažesnio dydžio matricų nei PROM mikroschemose.

Logiška paprastų PLD tąsa buvo vadinamųjų kompleksinių PLD, susidedančių iš kelių paprastų PLD blokų (dažniausiai PAL įrenginiai naudojami kaip paprasti PLD), atsiradimas, kuriuos vienija programuojama perjungimo matrica. Be pačių PLD blokų, naudojant šią perjungimo matricą buvo galima užprogramuoti ir ryšius tarp jų. Pirmieji kompleksiniai PLD pasirodė XX amžiaus 70-ųjų pabaigoje ir 80-ųjų pradžioje, tačiau pagrindinė plėtra šia kryptimi įvyko 1984 m., kai „Altera“ pristatė sudėtingą PLD, pagrįstą CMOS ir EPROM technologijų deriniu.

FPGA atsiradimas

Devintojo dešimtmečio pradžioje skaitmeninėje ASIC aplinkoje buvo atotrūkis tarp pagrindinių įrenginių tipų. Viena vertus, buvo PLD, kuriuos galima užprogramuoti kiekvienai konkrečiai užduočiai ir kuriuos gana lengva pagaminti, tačiau jie negali būti naudojami sudėtingoms funkcijoms įgyvendinti. Kita vertus, yra ASIC, kurios gali įgyvendinti itin sudėtingas funkcijas, tačiau turi tvirtai fiksuotą architektūrą, o jų gamyba yra ilga ir brangi. Reikėjo tarpinės jungties, tokia grandimi tapo FPGA (Field Programmable Gate Arrays) įrenginiai.

FPGA, kaip ir PLD, yra programuojami įrenginiai. viršininkas esminis skirtumas FPGA iš PLD yra tai, kad funkcijos FPGA yra įgyvendinamos ne DNF, o programuojamų peržvalgos lentelių (LUT-tables) pagalba. Šiose lentelėse funkcijų reikšmės nurodomos naudojant tiesos lentelę, iš kurios multiplekseriu parenkamas reikiamas rezultatas (4 pav.):

Kiekvienas FPGA įrenginys susideda iš programuojamų loginių blokų (Configurable Logic Blocks – CLB), kurie yra tarpusavyje sujungti jungtimis, taip pat programuojami. Kiekvienas toks blokas skirtas tam tikrai funkcijai ar jos daliai programuoti, tačiau gali būti naudojamas ir kitiems tikslams, pavyzdžiui, kaip atmintis.

Pirmuosiuose FPGA įrenginiuose, sukurtuose devintojo dešimtmečio viduryje, loginis blokas buvo labai paprastas ir jame buvo viena 3 įėjimų LUT lentelė, vienas šleifas ir nedidelis skaičius pagalbinių elementų. Šiuolaikiniai FPGA įrenginiai yra daug sudėtingesni: kiekvienas CLB blokas susideda iš 1-4 "skilčių" (slice), kurių kiekvienoje yra kelios LUT lentelės (dažniausiai 6 įėjimai), keli trigeriai ir didelis skaičius paslaugų elementai. Štai šiuolaikinio „kirpimo“ pavyzdys:

Išvada

Kadangi PLD įrenginiai negali atlikti sudėtingų funkcijų, jie ir toliau naudojami paprastoms funkcijoms įgyvendinti delniniuose įrenginiuose ir komunikacijose, o FPGA įrenginiai, pradedant nuo 1000 vartų dydžio (pirmasis FPGA sukurtas 1985 m.), šiuo metu viršija 10 milijonų vožtuvų (Virtex- 6 šeima). Jie aktyviai vystosi ir jau keičia ASIC lustus, leidžiančius įgyvendinti įvairias itin sudėtingas funkcijas, neprarandant galimybės perprogramuoti.

B. V. Malinas

Neseniai mirė B. V. Malinas, vienas pirmųjų Rusijos mikroelektronikos specialistų, pirmosios buitinių integrinių grandynų serijos kūrėjas ir kūrėjas.

Prieš pat mirtį, MEPhI mikroelektronikos skyriaus redaktorių ir darbuotojų prašymu, Borisas Vladimirovičius pradėjo dirbti su straipsniu apie pirmosios buitinės integrinės grandinės sukūrimą.

Sumokėdami paskutinę skolą iškiliam žmogui, specialistui, mokytojui, publikuojame autorinį straipsnio juodraštį, kuris, deja, liko nebaigtas.

A. Osipovas, mokslinis redaktorius

Būtinos sąlygos kūrybai- bipolinių ir vienpolių tranzistorių gamybos buvimas, tokių tranzistorių skaičiavimo teorija, kurią pateikė Shockley, Desay ir Ross, Tesner. Pirmaujančio tranzistorių instituto - NII-35 (NII "Pulsar") plėtra. Vidaus tranzistorių kūrimo ir gamybos technologijoje laikotarpis iki 60-ųjų pradžios būdingas germanio monokristalų naudojimu kaip pradine medžiaga ir tik bipolinių tranzistorių gamyba. Vienapoliai tranzistoriai nebuvo gaminami. Integrinių grandynų technologija reikalavo abiejų tipų tranzistorių, kaip aktyvių mikroelektroninių grandinių elementų įvairiems funkciniams tikslams, ir silicio monokristalinės technologijos įdiegimo. 1957–1961 m. autorius sukūrė 339 serijos germanio vienpolius tranzistorius, kurių pagrindu buvo apginta disertacija.

Miniatiūrizavimo koncepcijos ir mikroelektronikos plėtra – mikromodulinė technologija ir Amerikos projektas JAV armijos „Tinkertoy“, įvaldytas KB-1. Tuo pat metu plėtojant bipolinių tranzistorių gamybą ir jų naudojimą gynybos ir kosmoso technologijose, „Hand Transistors Research Institute-35“ sukūrė techniką ir technologiją, skirtą jų schemų pritaikymui, visų pirma kaip standartiniams struktūriniams grandinės elementams pagal mikromodulių programą - pagrindinę. kūrėjai Barkanov (KB-1) ir Nevežhin (NII-35). Jis buvo pagrįstas tranzistorių ir radijo komponentų miniatiūrizavimo principais, taip pat įvairių grandinių standartinių blokų rinkinio iš miniatiūrinių standartinių dalių surinkimo automatizavimo principais (panašiai kaip JAV armijos projekte Tinkertoy).

Kritinių technologijų įvaldymas ant silicio– plokštuminio silicio technologija. EP narys. Strateginiu proveržiu JAV tranzistorių ir integrinių grandynų srityje reikia laikyti silicio technologijos, ypač tokios kritinės technologijos kaip plokštumos, kūrimas ir gamyboje įgyvendinimas. Vidaus gamybos praktikoje plokštumos technologija praktiškai pradėta kurti tik 1962 metais iš nulinio lygio.

Reikšmingas postūmis darbo plėtrai buvo 1959 m. JAV Jacko Kilby išrasti silicio integriniai grandynai, o amerikiečių kompanija Teksasas juos pagamino Minuteman raketų valdymo sistemoje. Autorius bandė sukurti tūrines integrines buitines germanio grandines NII-35 1959–1962 m. Nuo 1959 m. vidaus silicio integrinių grandynų kūrimas iš tikrųjų buvo nuolatinis konkurencinės susirašinėjimo kovos su Jacku Kilby procesas.

Buvo amerikietiškos technologinės patirties kartojimo ir kopijavimo koncepcijos – vadinamosios europarlamentaro „atvirkštinės inžinerijos“ metodai. Reprodukcijai skirtų silicio integrinių grandynų prototipai ir gamybos pavyzdžiai buvo gauti iš JAV, o jų kopijavimas buvo griežtai reglamentuotas europarlamentaro (ministro Šokino) įsakymais. Kopijavimo sampratą ministras griežtai kontroliavo daugiau nei 19 metų, per kuriuos autorius dirbo europarlamentarų sistemoje, iki 1974 m.

Tai buvo taikoma ne tik mikroelektronikos kūrimui, bet ir kompiuterinių technologijų kūrimui jos pagrindu, pavyzdžiui, atkuriant IBM-360 serijos kompiuterius (buitinė serija „SERIES 1-2“). Didžiausią technologinę pagalbą suteikė tikrų amerikietiškų silicio integrinių grandynų pavyzdžių kopijavimo procesas. Kopijavimas atliktas sumažinus slėgį ir nuėmus dangtelį nuo mėginio, nukopijavus plokščią (plokštuminį) tranzistorių ir rezistorių raštą grandinėje, taip pat mikroskopu ištyrus visų funkcinių sričių struktūrą. Kopijavimo rezultatai buvo išduoti darbo brėžinių ir technologinės dokumentacijos forma.

Pirmosios buitinės silicio integrinės grandinės sukūrimas buvo sutelktas į kūrimą ir gamybą su kariniu pripažinimu integruotų silicio grandinių TC-100 (37 elementai - trigerio grandinės sudėtingumo ekvivalentas, Amerikos IC serijos SN-51 analogas iš Texas Instruments). Darbus atliko NII-35 (direktorius Trutko) ir Fryazinsky gamykla (direktorius Kolmogorovas) pagal gynybos nurodymą naudoti autonominiame balistinių raketų nukreipimo sistemos aukščio matuoklyje.

Kūrimas apėmė šešias tipines integruotas silicio plokščias TS-100 serijos grandines ir, organizuojant bandomąją gamybą, užtruko trejus metus NII-35 (nuo 1962 iki 1965). Prireikė dar dvejų metų, kad įsisavintume gamyklos gamybą su kariniu priėmimu Fryazino mieste (1967). Planinės technologijos ciklo (per 300 technologinių operacijų) įgyvendinimo vidaus praktikoje analizė parodė, kad š. kritinė technologija Turėjau tai įvaldyti nuo nulio ir beveik savarankiškai, be pašalinės pagalbos, įskaitant technologinę įrangą. Sprendžiant šią problemą dirbo 250 žmonių komanda iš NII-35 mokslinio ir technologinio skyriaus bei specialiai katedroje sukurto eksperimentinio cecho. Tuo pat metu katedra tarnavo kaip daugelio Europos Parlamento narių įmonių specialistų, kurie įvaldė šią technologiją, mokymo vieta. Pavyzdžiui, šiame skyriuje buvo apmokyti Energetikos ministerijos 2-ojo pagrindinio direktorato puslaidininkių gamyklos Voroneže (direktorius Kolesnikovas, vadovas Nikišinas).

Didžiausias dėmesys kuriant plokštuminę technologiją buvo skirtas pramoninės fotolitografijos su aukšta optine raiška, iki 1000–2000 eilučių milimetre, plėtrai. Šie darbai buvo atlikti glaudžiai bendradarbiaujant su LITMO (Kapustina) ir GOI (Leningradas) optikos specialistais.

Svarbų vaidmenį taip pat suvaidino plokščių technologijų automatizavimo ir specialaus projektavimo skyriaus plėtra technologinė įranga(vyr. dizaineris Zacharovas). Pneumatinės automatikos ir pneumatikos panaudojimo pagrindu sukurti automatizuoti agregatai, skirti silicio technologinių plokštelių žingsnis po žingsnio apdirbimui (plovimui, fotorezisto užtepimui, konvejerio oksidacijai ir kt.).

1964 m. NII-35 mokslinį ir technologinį skyrių, skirtą integrinių grandynų kūrimui, aplankė karinio-pramoninio komplekso pirmininkas Smirnovas. Po šio vizito katedra gavo japonų mokslinę įrangą, kuri buvo naudojama pažangioms kūrimui. 1965 m. pavasarį Ministrų Tarybos pirmininkas Kosyginas aplankė NII-35 silicio integrinių grandynų kūrimo mokslinio ir technologinio skyriaus eksperimentinį cechą. Kūrimo laikotarpiu nuo 1962 iki 1967 metų autorius, kaip skyriaus vedėjas, turėjo ne kartą atsiskaityti už darbų eigą Valstybinio mokslo ir technikos komiteto pirmininkui ir pavaduotojui. Ministrų tarybos pirmininkas Rudnevas, Mokslų akademijos prezidentas Keldysh, taip pat nuolat palaikyti ryšį su karinio-pramoninio komplekso mokslo skyriumi ir Centro komiteto gynybos skyriumi, tuo metu su Aviacijos technikos skyriumi. Gynybos ministerija, kuri vadovavo karinio priėmimo organizavimui.

Zelenogrado sukūrimas. Zelenogradas yra mikroelektronikos centras, kurį sudaro 6 įmonės su bandomosiomis gamyklomis, vietinis Silicio slėnio Kalifornijoje analogas. Autorius 1963 m. pradžioje skaitė paskaitų kursą dabartiniam Zelenogrado direktoriui, pavaduotojui. Energetikos ir ekonomikos ministerijos ministras F. V. Lukinas, kurio pagrindu buvo parengti techniniai pasiūlymai dėl Zelenogrado puslaidininkių inžinerijos plėtros, ypač dėl šiluminių procesų ir fotolitografijos (direktoriui Savinui), dėl technologinės įrangos pirkimo importui (Nazaryan ir Struzhinsky grupės), įskaitant bandomąją gamyklą Fryazino mieste.

Plėtros rezultatai autorius yra užfiksuotas ir patvirtintas daugybe mokslinių ir technologinių NII-35 ataskaitų, autorių teisių sertifikatų, daugybe straipsnių, paskelbtų rinkiniuose. Puslaidininkiai ir jų taikymas“, „Mikroelektronika“ ir išleistos knygos bei brošiūros už laikotarpį iki 1974 m.

Dabar dar mažiau pažengęs Mobilieji telefonai neapsieikite be mikroprocesoriaus, jau nekalbant apie planšetinius, nešiojamus ir stalinius asmeninius kompiuterius. Kas yra mikroprocesorius ir kaip susiklostė jo sukūrimo istorija? Kalbant paprasta kalba, mikroprocesorius yra sudėtingesnė ir daugiafunkcinė integrinė grandinė.

Prasideda mikroschemos (integrinės grandinės) istorija nuo 1958 m, kai amerikiečių kompanijos „Texas Instruments“ darbuotojas Jackas Kilby išrado savotišką puslaidininkinį įrenginį, kuriame vienoje pakuotėje yra keli laidininkais sujungti tranzistoriai. Pirmoji mikroschema - mikroprocesoriaus pirmtakas - turėjo tik 6 tranzistorius ir buvo plona germanio plokštelė su aukso takeliais. Visa tai buvo ant stiklo pagrindo. Palyginimui, šiandien sąskaita tenka vienetams ir net dešimtims milijonų puslaidininkinių elementų.

Iki 1970 m gana daug gamintojų užsiėmė įvairaus pajėgumo ir skirtingos funkcinės orientacijos integrinių grandynų kūrimu ir kūrimu. Tačiau šiuos metus galima laikyti pirmojo mikroprocesoriaus gimimo data. Būtent šiais metais „Intel“ sukūrė tik 1 Kbit atminties lustą – nereikšmingą šiuolaikiniams procesoriams, tačiau tuo metu neįtikėtinai didelę. Tuo metu tai buvo didžiulis pasiekimas – atminties lustas sugebėjo saugoti iki 128 baitų informacijos – daug daugiau nei panašūs analogai. Be to, maždaug tuo pačiu metu Japonijos skaičiuotuvų gamintojas „Busicom“ užsakė tuos pačius „Intel 12“ įvairių funkcinių orientacijų lustus. „Intel“ specialistams pavyko įgyvendinti visas 12 funkcinių sričių viename luste. Be to, sukurta mikroschema pasirodė daugiafunkcinė, nes leido programiškai keisti jos funkcijas nekeičiant fizinės struktūros. Mikroschema atliko tam tikras funkcijas, priklausomai nuo jo valdymo išėjimams duotų komandų.

Jau po metų 1971 metais„Intel“ išleidžia pirmąjį 4 bitų mikroprocesorių kodiniu pavadinimu 4004. Palyginti su pirmuoju 6 tranzistorių lustu, jame buvo net 2,3 tūkst. puslaidininkinių elementų ir per sekundę atlikta 60 tūkst. Tuo metu tai buvo didžiulis proveržis mikroelektronikos srityje. 4 bitai reiškė, kad 4004 gali apdoroti 4 bitų duomenis vienu metu. Dar po dvejų metų 1973 metaisįmonė gamina 8 bitų procesorių 8008, kuris jau dirbo su 8 bitų duomenimis. Pradžia nuo 1976 m, įmonė pradeda kurti 16 bitų mikroprocesoriaus 8086 versiją. Būtent jis buvo pradėtas naudoti pirmuosiuose IBM asmeniniuose kompiuteriuose ir iš tikrųjų padėjo vieną iš plytų

Kada ir kas sukūrė pirmąją mikroschemą? šiaip man sako, kad optiniai prietaisai neleido lazeriui „perpjauti“ į vientisą kristalą

40-ųjų pabaigoje Centralab sukūrė pagrindinius miniatiūrizacijos principus ir sukūrė vamzdines storosios plėvelės hibridines grandines. Grandinės buvo pagamintos ant vieno pagrindo, o kontaktinės arba pasipriešinimo zonos buvo gautos tiesiog ant pagrindo užtepus sidabro arba spausdinimo anglies rašalo. Pradėjus vystytis germanio lydinio tranzistorių technologijai, Centralab pasiūlė nesupakuotus įrenginius montuoti į plastikinį arba keraminį apvalkalą, kuriuo buvo pasiektas tranzistoriaus izoliavimas nuo aplinką. Tuo remiantis jau buvo galima sukurti tranzistorių hibridines grandines. spausdintinės plokštės". Bet iš tikrųjų tai buvo modernaus pakavimo problemos sprendimo prototipas ir integrinio grandyno išvados.
Iki šeštojo dešimtmečio vidurio „Texas Instruments“ buvo gerai pasirengusi gaminti pigias puslaidininkines medžiagas. Bet jei tranzistoriai ar diodai buvo pagaminti iš silicio, tada TI rezistoriai buvo geriau pagaminti iš titano nitrido, o paskirstytos talpos buvo pagamintos iš teflono. Nenuostabu, kad daugelis tada tikėjo, kad sukaupus patirtį kuriant hibridines grandines, surenkant šiuos elementus, pagamintus atskirai, problemų nekilo. Ir jei įmanoma padaryti visus vienodo dydžio ir formos elementus ir taip automatizuoti surinkimo procesą, grandinės kaina bus žymiai sumažinta. Šis metodas labai panašus į Henry Fordo automobilių surinkimo linijos procesą.
Taigi buvo pagrįsti tuomet dominuojantys grandinių sprendimai įvairios medžiagos ir jų gamybos technologijas. Tačiau anglas Jeffas Dammeris iš Royal Radar Establishment 1951 m. pasiūlė sukurti elektroniką vieno bloko pavidalu, naudojant tos pačios medžiagos puslaidininkinius sluoksnius, veikiančius kaip stiprintuvas, rezistorius, talpa ir sujungti kiekviename sluoksnyje iškirptomis kontaktinėmis trinkelėmis. . Kaip tai padaryti praktiškai, Dummeris nenurodė.
Tiesą sakant, atskiri rezistoriai ir talpos gali būti pagaminti iš to paties silicio, tačiau tai būtų gana brangi gamyba. Be to, silicio rezistoriai ir talpos būtų mažiau patikimi nei komponentai, pagaminti naudojant standartines technologijas ir įprastas medžiagas, tokias kaip titano nitridas ar teflonas. Tačiau kadangi iš principo vis tiek buvo įmanoma visus komponentus pagaminti iš tos pačios medžiagos, reikėtų pagalvoti apie atitinkamą jų elektros jungtį viename pavyzdyje.
1958 m. liepos 24 d. Kilby laboratorijos žurnale suformulavo koncepciją, pavadintą Monolitinė idėja, kurioje teigiama, kad<... p-n-="">Kilbio nuopelnas – praktinis Dumberio idėjos įgyvendinimas.