Culori flamingo roz. De ce flamingii sunt roz? Cât timp trăiește un flamingo?

Să ne întoarcem la istoria procesoarelor.

În anii 60, nimeni nu și-a imaginat că va începe în curând revoluția informațională. Mai mult, chiar și pasionații de computere, încrezători că computerele sunt viitorul, au avut o idee destul de vagă despre acest viitor cel mai colorat. Multe descoperiri care au răsturnat practic lumea și înțelegerea publicului asupra ordinii mondiale moderne au apărut ca și cum ar fi de la sine, prin magie, fără nicio planificare prealabilă. Caracteristic în acest sens este istoria dezvoltării primului microprocesor din lume.

După ce au părăsit Fairchild Semiconductor, Robert Noyce și autorul celebrei legi, Gordon Moore, au decis să-și înființeze propria companie (pentru mai multe informații despre Fairchild Semiconductor, vezi articolul „The Blonde Child” din Upgrade #39 (129) pentru 2003) . Noyce s-a așezat la mașina de scris și a scris un plan de afaceri pentru viitoarea balenă a industriei IT, care era menită să schimbe lumea. Aici text complet acest plan de afaceri.

„Compania se va angaja în cercetarea, dezvoltarea, producția și vânzările de produse integrate structuri electronice pentru a satisface nevoile industriei pentru sisteme electronice Oh. Acestea vor include dispozitive semiconductoare subțiri și groase și alte componente solid, utilizat în structuri integrate hibride și monolitice.

O varietate de procese vor fi stabilite la nivel de laborator și de producție. Acestea includ: creșterea cristalelor, tăiere, lepare, lustruire, difuzie în stare solidă, mascare și gravare fotolitografică, depunere în vid, acoperire, asamblare, ambalare, testare. Precum și dezvoltarea și producția de tehnologii speciale și testarea echipamentelor necesare pentru realizarea acestor procese.

Produsele pot include diode, tranzistori, dispozitive cu efect de câmp, elemente fotosensibile, dispozitive care emit radiații, circuite integrate și subsisteme caracterizate de obicei prin expresia „integrare cu latență scalabilă”. Se așteaptă ca utilizatorii principali ai acestor produse să fie producători de sisteme electronice avansate pentru comunicații, radar, control și procesare a datelor. Se așteaptă ca majoritatea acestor clienți să fie localizați în afara Californiei.”

Este clar că Noyce și Moore erau optimiști dacă ar presupune că măcar cineva, pe baza acestui text, ar putea înțelege ce ar face de fapt compania. Din textul planului de afaceri, însă, reiese clar că nu a fost destinat să se angajeze în producția de microprocesoare. Cu toate acestea, nimeni altcineva în acel moment nu se gândea la vreun microprocesor. Și cuvântul în sine nu exista atunci, deoarece procesorul central al oricărui computer din acea perioadă era o unitate destul de complexă de dimensiuni considerabile, constând din mai multe noduri.

La momentul întocmirii acestui proiect, nimeni nu putea, desigur, să prezică ce fel de venituri ar aduce. Oricum ar fi, în căutarea unui împrumut, Noyce și Moore au apelat la Arthur Rock, un finanțator care a ajutat anterior la crearea Fairchild Semiconductor. Și două zile mai târziu, ca într-un basm, partenerii au primit două milioane și jumătate de dolari. Chiar și după standardele de astăzi, aceștia sunt mulți bani, dar în anii 60 ai secolului trecut a fost literalmente o avere. Dacă nu ar fi fost reputația înaltă a lui Noyce și Moore, este puțin probabil să fi primit atât de ușor suma necesară. Dar lucrul bun despre SUA este că există întotdeauna capitaliști de risc gata să investească un dolar sau doi în afaceri promițătoare asociat cu noile tehnologii. De fapt, puterea acestei țări se bazează pe asta. În Rusia modernă, care din anumite motive este considerată a fi urmată pe calea Statelor Unite, astfel de capitaliști sunt o zi cu zi...

Deci, afacerea, s-ar putea spune, era în geantă. E rândul lui sa ai un moment placut- alegere pentru viitorul flagship al industriei IT. Primul nume care mi-a venit în minte a fost numele alcătuit din numele părinților fondatori ai companiei - Moore Noyce. Cu toate acestea, tovarășii lor au râs de ei. În opinia „experților”, un astfel de nume ar fi pronunțat de toată lumea ca „mai mult zgomot”, ceea ce pentru o companie ale cărei produse urmau să fie utilizate în industria radio nu putea fi mai rău. Ei au întocmit o listă care includea cuvinte precum COMPTEK, CALCOMP, ESTEK, DISTEK etc. Drept urmare, Moore și Noyce au ales un nume care este prescurtarea pentru „electronica integrată” - Intel.

Au fost dezamăgiți - cineva înregistrase deja acest nume mai devreme pentru un lanț de moteluri. Dar, cu două milioane și jumătate de dolari, nu este dificil să răscumpărați titlul care vă place. Asta au făcut partenerii.

La sfârșitul anilor 60, majoritatea computerelor erau echipate cu memorie pe nuclee magnetice, iar companii precum Intel considerau introducerea pe scară largă a „memoriei de silicon” ca fiind misiunea lor. Prin urmare, primul produs pe care compania l-a lansat în producție a fost „cipul 3101” - o memorie bipolară statică cu acces aleatoriu pe 64 de biți, bazată pe o diodă de barieră Schottky (vezi bara laterală „Walter Schottky”).

Walter Schottky

Diodele Schottky binare sunt numite după fizicianul german de origine elvețiană Walter Shottky (1886-1976). Schottky a lucrat mult timp și fructuos în domeniul conductibilității electrice. În 1914, el a descoperit fenomenul de creștere a curentului de saturație sub influența unui câmp electric extern de accelerare („efectul Schottky”) și a dezvoltat teoria acestui efect. În 1915, el a inventat tubul de vid cu o grilă de ecran. În 1918, Schottky a propus principiul de amplificare superheterodină. În 1939, a investigat proprietățile barierei de potențial care apare la interfața semiconductor-metal. Ca urmare a acestor studii, Schottky a dezvoltat teoria diodelor semiconductoare cu o astfel de barieră, care au fost numite diode Schottky. Walter Schottky a adus o mare contribuție la studiul proceselor care au loc în lămpile electrice și semiconductori. Cercetările lui Walter Schottky se referă la fizica stării solide, termodinamică, statistică, electronică și fizica semiconductorilor.

În primul an de la crearea sa (1969), Intel a adus proprietarilor săi nu mai puțin de 2.672 de dolari în profit. Inainte de rambursare integrală A mai rămas foarte puțin credit.

4 în loc de 12

Astăzi, Intel (precum și AMD) produce cipuri pe baza vânzărilor pe piață, dar în primii ani, compania producea adesea cipuri la comandă. În aprilie 1969, Intel a fost contactat de reprezentanții companiei japoneze Busicom, care produce calculatoare. Japonezii au auzit că Intel are cea mai avansată tehnologie de producție de cipuri. Busicom a vrut să comande 12 cipuri pentru noul său calculator desktop în diverse scopuri. Problema era însă că resursele Intel din acel moment nu permiteau finalizarea unei astfel de comenzi. Metodologia de dezvoltare a microcircuitelor de astăzi nu este foarte diferită de ceea ce era la sfârșitul anilor 60 ai secolului XX, deși instrumentele diferă destul de mult.

În acei ani demult, cu mult timp în urmă, operațiunile foarte mari de muncă, cum ar fi proiectarea și testarea, erau efectuate manual. Designerii au desenat schițe pe hârtie milimetrată, iar deseneștii le-au transferat pe hârtie specială ceară (hârtie ceară). Prototipul măștii a fost realizat prin trasarea manuală a liniilor pe foi uriașe de film Mylar. Nu existau încă sisteme informatice pentru calcularea circuitului și a componentelor acestuia. Corectitudinea a fost verificată prin „parcurgerea” tuturor liniilor cu un stilou verde sau galben. Masca în sine a fost realizată prin transferul desenului din filmul lavsan pe așa-numita rubilite - foi uriașe cu două straturi de culoare rubin. Gravura pe rubiță se făcea și manual. Apoi, timp de câteva zile, a trebuit să verificăm acuratețea gravurii. În cazul în care a fost necesară îndepărtarea sau adăugarea unor tranzistori, acest lucru s-a făcut din nou manual, folosind un bisturiu. Abia după o inspecție atentă, foaia de rubilită a fost predată producătorului măștii. Cea mai mică greșeală în orice etapă - și totul a trebuit să o ia de la capăt. De exemplu, prima copie de test a „produsului 3101” s-a dovedit a fi pe 63 de biți.

Pe scurt, Intel nu a putut gestiona fizic 12 cipuri noi. Dar Moore și Noyce au fost nu numai ingineri minunați, ci și antreprenori și, prin urmare, chiar nu doreau să piardă o comandă profitabilă. Apoi, unuia dintre angajații Intel, Ted Hoff, i-a trecut prin minte că, deoarece compania nu avea capacitatea de a proiecta 12 cipuri, trebuia să creeze un singur cip universal care să le înlocuiască pe toate în funcționalitatea sa. Cu alte cuvinte, Ted Hoff a formulat ideea unui microprocesor - primul din lume. În iulie 1969, a fost creată o echipă de dezvoltare și au început lucrările. Transferul Fairchild Stan Mazor s-a alăturat trupei în septembrie. Controlorul clientului l-a inclus pe japonezul Masatoshi Shima în grup. Pentru a asigura pe deplin funcționarea calculatorului, a fost necesar să se fabrice nu unul, ci patru microcircuite. Astfel, în loc de 12 jetoane, trebuiau dezvoltate doar patru, dar unul dintre ele era universal. Nimeni nu a produs vreodată microcircuite de o asemenea complexitate înainte.

Commonwealth italo-japonez

În aprilie 1970, un nou angajat s-a alăturat echipei Busicom de onorare a comenzilor. A venit din forja de talente pentru Intel - Fairchild Semiconductor. Numele noului angajat era Federico Faggin. Avea 28 de ani, dar construia calculatoare de aproape zece ani. La nouăsprezece ani, Fagin a participat la construcția unui minicomputer pentru compania italiană Olivetti. Apoi a ajuns în reprezentanța italiană a Fairchild, unde a fost implicat în dezvoltarea mai multor microcircuite. În 1968, Fagin a părăsit Italia și s-a mutat în Statele Unite, la laboratorul Fairchild Semiconductor din Palo Alto.
Stan Mazor i-a arătat noului membru al echipei specificațiile generale ale chipset-ului proiectat și a spus că un reprezentant al clienților va zbura în ziua următoare.

Federico Faggin

Dimineața, Mazor și Fagin au mers la aeroportul din San Francisco pentru a-l întâlni pe Masatoshi Shima. Japonezul era nerăbdător să vadă ce făcuseră exact cei de la Intel în cele câteva luni de absență. Ajuns la birou, Mazor i-a lăsat singuri pe italieni și japonezi și a dispărut cu înțelepciune. Când Sima s-a uitat la documentele pe care i le-a înmânat Fagin, Kondraty aproape că l-a prins: timp de patru luni, „oamenii Intel” nu făcuseră absolut nimic. Sima se aștepta ca până atunci desenul circuitului de cip să fi fost finalizat, dar a văzut doar conceptul în forma în care era la momentul plecării sale în decembrie 1969. Spiritul samuraiului a fiert, iar Masatoshi Shima și-a dat drumul indignării. Nu mai puțin temperamentalul Fagin i-a explicat lui Sima că, dacă nu s-ar liniști și nu s-ar înțelege că sunt în aceeași barcă, proiectul ar fi complet kaput. Japonezul a fost impresionat de argumentele lui Fagin și de faptul că acesta, de fapt, lucra în companie de doar câteva zile și nu era responsabil pentru perturbarea programului. Astfel, Federico Fagin și Masatoshi Shima au început să lucreze împreună la proiectarea circuitelor cu cipuri.

În acest moment, însă, conducerea Intel, care a privit această comandă Busicom ca un experiment foarte interesant și oarecum aventuros, dar încă nu cel mai important, a trecut grupul Hoff și Mazor la producerea „produsului 1103” - DRAM. capacitate chip 1 kbit.

Cip Intel 1103 DRAM, c. 1970

La acea vreme, conducerea Intel lega bunăstarea viitoare a companiei cu producția de cipuri de memorie. S-a dovedit că Federico Fagin era managerul de proiect, la care nu era nimeni în afară de el (Sima, ca reprezentant al clientului, a participat doar ocazional). Fagin a creat un nou program de proiect mai realist într-o săptămână și i-a arătat-o ​​lui Sima. A zburat în Japonia la sediul Busicom. Japonezii, după ce au aflat toate detaliile, au vrut să refuze cooperarea cu Intel, dar totuși s-au răzgândit și l-au trimis pe Masatoshi Shima înapoi în SUA pentru a ajuta cât mai mult posibil și pentru a accelera crearea chipset-ului.

În cele din urmă, grupul, pe lângă Fagin, a fost completat cu un inginer electrician și trei desenatori. Dar sarcina principală a muncii încă a revenit managerului. Inițial, grupul lui Fagin a preluat dezvoltarea cipului 4001, un cip ROM.
Situația era foarte nervoasă, deoarece nimeni nu mai făcuse niciodată produse de o asemenea complexitate. Totul trebuia proiectat manual de la zero. Pe lângă proiectarea cipului, a fost necesară fabricarea echipamentelor de testare și dezvoltarea programelor de testare în paralel.

Uneori, Fagin petrecea 70-80 de ore pe săptămână în laborator, nici măcar nu mergea acasă noaptea. După cum și-a amintit mai târziu, a fost foarte norocos că în martie 1970 s-a născut fiica lui, iar soția sa a plecat în Italia pentru câteva luni. Altfel, nu ar fi evitat un scandal în familie.

În octombrie 1970, lucrările la producția cipului 4001 au fost finalizate. Cipul a funcționat impecabil. Acest lucru a crescut nivelul de încredere în Intel de la Busicom. În noiembrie, cipul 4003 era și el gata - un cip de interfață cu periferice, cel mai simplu din întregul set. Puțin mai târziu, era gata modulul de memorie dinamică pe 320 de biți 4002. Și, în cele din urmă, la sfârșitul lui decembrie 1970, au fost primite „plachete” din fabrică pentru testare (cum le numesc experții americani plachete de siliciu pe care au fost „crescute” microcircuite), dar netăiat încă). Era seara târziu și nimeni nu a văzut mâinile lui Fagin tremurând în timp ce a încărcat primele două „vafe” în sondă (un dispozitiv special pentru testare și testare). S-a așezat în fața osciloscopului, a pornit butonul de tensiune și... nimic, linia de pe ecran nici măcar nu s-a zvâcnit. Fagin a încărcat următoarea „vafe” - același rezultat. Era complet pierdut.

Nu, desigur, nimeni nu se aștepta ca primul prototip al unui dispozitiv pe care nimeni în lume nu l-a mai făcut până acum să arate imediat rezultatele calculate. Dar să nu existe semnal la ieșire a fost doar o lovitură. După douăzeci de minute de palpitații, Fagin a decis să examineze plăcile la microscop. Și apoi totul a devenit clar imediat: încălcări proces tehnologic, ceea ce a dus la faptul că din circuite lipseau niște jumperi interstrat! A fost foarte rău, programul era oprit, dar Fagin știa: greșeala nu era vina lui. Următorul lot de „napolitane” a sosit în ianuarie 1971. Fagin s-a închis din nou în laborator și a stat acolo până la patru dimineața. De data aceasta totul a funcționat impecabil. În timpul testării intensive din următoarele câteva zile, au fost descoperite câteva erori minore, dar acestea au fost remediate rapid. Ca un artist care semnează un tablou, Fagin a ștampilat cipul 4004 cu inițialele sale, FF.

Microprocesorul ca marfă

În martie 1971, Intel a livrat în Japonia un set de calculatoare care consta dintr-un microprocesor (4004), două module de memorie dinamică pe 320 de biți (4002), trei cipuri de interfață (4003) și patru cipuri ROM. În aprilie, Busicom a raportat că calculatorul funcționa perfect. S-a putut începe producția. Cu toate acestea, Federico Fagin a început să convingă cu pasiune conducerea Intel că este o prostie să ne limităm doar la calculatoare. În opinia sa, microprocesorul ar putea fi folosit în multe domenii ale producției moderne. El credea că chipset-ul 400x are propria sa valoare și poate fi vândut singur. Încrederea lui a scăpat de conducere. Cu toate acestea, a existat o captură - primul microprocesor din lume nu a aparținut Intel, ci a aparținut companiei japoneze Busicom! Ei bine, ce era de făcut? Tot ce a rămas a fost să mergem în Japonia și să începem negocierile pentru achiziționarea drepturilor asupra propriei noastre dezvoltări. Asta au făcut cei de la Intel. Ca rezultat, Busicom a vândut drepturile asupra microprocesorului 4004 și a cipurilor aferente pentru 60 de mii de dolari.

Ambele părți au fost mulțumite. Busicom mai vinde calculatoare, iar Intel... Managementul Intel a privit inițial microprocesoarele ca pe un produs secundar care contribuia doar la vânzările produsului principal - module. memorie cu acces aleator. Intel și-a lansat dezvoltarea pe piață în noiembrie 1971 sub numele de MCS-4 (Micro Computer Set).

Ceva mai târziu, Gordon Moore, privind în urmă, ar spune despre această chestiune: „Dacă industria auto ar fi evoluat cu viteza industriei semiconductoarelor, atunci astăzi un Rolls-Royce ar costa trei dolari, ar putea călători o jumătate de milion de mile pe un galon. de benzină și ar fi mai ieftin să arunci.” decât să plătești parcarea.” Desigur, în comparație cu cerințele actuale, MCS-4 a avut performanțe departe de a fi uimitoare. Și la începutul anilor 70, nimeni nu era deosebit de entuziasmat de aspectul acestor produse. În general, sistemul de calcul bazat pe setul MCS-4 nu a fost inferior primelor computere din anii 1950, dar acestea erau vremuri diferite, iar în centrele de calcul existau mașini a căror putere de calcul a mers mult înainte.

Intel a lansat o campanie specială de propagandă destinată inginerilor și dezvoltatorilor. În lor reclame Intel a susținut că microprocesoarele, desigur, nu sunt ceva foarte serios, dar pot fi folosite în diverse domenii specifice, precum automatizarea producției. Pe lângă calculatoare, setul MCS-4 și-a găsit aplicație ca controlere pentru dispozitive precum pompe de benzină, analizoare automate de sânge, dispozitive de control al traficului...
Cât despre părintele primului microprocesor din lume, acesta a fost foarte supărat de faptul că Intel nu a vrut să privească noul dispozitiv ca pe un produs principal. Fagin a făcut mai multe turnee în Statele Unite și Europa, cântând în centre științificeși fabrici avansate, promovând microprocesoare. Uneori se râdea de el și Intel.

Într-adevăr, toată această idee de microprocesor părea dureros de frivolă pe atunci. Fagin a luat parte și la proiectul 8008 - crearea unui microprocesor pe opt biți, care în multe privințe a repetat arhitectura lui 4004. Cu toate acestea, treptat, a crescut în el un sentiment de resentimente că compania l-a tratat doar ca pe un inginer bun care făcuse față unei lucrări complexe, dar nu foarte importante. Dar știa că de fapt a făcut o revoluție mondială.

În octombrie 1974, Federico Fagin a părăsit Intel și și-a fondat propria companie, Zilog, Inc. In aprilie anul urmator Masatoshi Shima s-a mutat la Zilog de la Busicom. Și prietenii au început să proiecteze un nou procesor, care trebuia să fie cel mai bun din lume. În mai 1976, a apărut pe piață microprocesorul Z80 de la Zilog.

Procesorul Z80 a fost un proiect de mare succes și a înlocuit serios pe piață procesoarele Intel 8008 și 8080. La mijlocul anilor 70 și începutul anilor 80, Zilog a fost aproximativ la fel pentru Intel ca și astăzi. Compania AMD- un concurent serios capabil să producă mai ieftin și modele eficiente aceeași arhitectură. Oricum ar fi, majoritatea observatorilor sunt de acord că Z80 a fost cel mai fiabil și de succes microprocesor din istoria tehnologiei microprocesoarelor. Totuși, nu trebuie să uităm că această poveste abia a început...

MCS-4 - un prototip al viitorului

Un articol despre crearea primului microprocesor din lume ar fi incomplet fără a spune măcar câteva cuvinte despre caracteristicile tehnice ale setului MCS-4. Federico Fagin a insistat să introducă numărul 4 în sistemul de codare Intel. Departamentului de marketing al Intel i-a plăcut această idee - cei patru indicau atât capacitatea de biți a procesorului, cât și numărul total de cipuri. Setul a constat din următoarele patru cipuri: 4001 - un cip ROM mascat cu o capacitate de 2048 de biți; 4002 - cip RAM cu o capacitate de 320 de biți; 4003 - cip de interfață, care este un registru de deplasare de 10 biți; 4004 este un procesor pe patru biți cu un set de 45 de instrucțiuni. De fapt, a fost un prototip al computerului personal al viitorului apropiat. Să aruncăm o privire mai atentă asupra funcționării acestor microcircuite, deoarece principiile de bază ale funcționării lor pot fi găsite chiar și în microprocesoarele moderne.

Memoria cu acces aleatoriu (RAM) a unui computer modern stochează simultan atât programele care rulează, cât și datele pe care le procesează. În acest sens, procesorul trebuie să știe de fiecare dată ce anume selectează în prezent din memorie - o comandă sau date. Primul microprocesor 4004 era mai simplu - instrucțiunile erau stocate doar în ROM (cip 4001), iar datele în RAM (cip 4002).

Deoarece instrucțiunile pentru procesorul 4004 erau pe opt biți, cipul 4001 a fost organizat ca o matrice de 256 de cuvinte pe opt biți (termenul „octet” nu a fost încă folosit). Cu alte cuvinte, maximum 256 de instrucțiuni ale procesorului central ar putea încăpea într-un astfel de cip. Microprocesorul 4004 putea funcționa cu maximum patru cipuri 4001, prin urmare, numărul maxim de instrucțiuni care puteau fi scrise nu depășea 1024. Mai mult, 4004 „Assembler” era foarte simplu - doar 45 de instrucțiuni și nu existau un astfel de complex. instrucțiuni ca înmulțire sau împărțire. Toată matematica s-a bazat pe comenzile ADD (adunare) și SUB (scădere). Oricine este familiarizat cu algoritmul de diviziune binară va înțelege cu ușurință dificultatea programatorilor care lucrează cu procesorul 4004.

Adresa și datele au fost transmise printr-o magistrală multiplexată pe patru biți. Deoarece cipul 4001 era un EPROM, acesta putea fi reflashat prin înregistrarea anumitor programe. Astfel, MCS-4 a fost configurat pentru a îndeplini sarcini specifice.
Rolul RAM a fost atribuit cipului 4002. Schimbul de date cu 4002 a fost realizat și printr-o magistrală pe patru biți. Într-un sistem bazat pe MCS-4, puteau fi utilizate maximum patru cipuri 4002, adică dimensiunea maximă a RAM într-un astfel de sistem era de 1 kbyte (4 x 320 biți). Memoria a fost organizată în patru registre, fiecare dintre acestea putând conține douăzeci de caractere pe patru biți (4 x 20 x 4). Deoarece maximum 16 caractere (24) pot fi codificate folosind un cod pe patru biți, MCS-4 ar fi dificil de utilizat cu un procesor de text. Dacă vorbim despre calculator, atunci au fost codificate zece caractere de la 0 la 9, patru semne aritmetice, un punct zecimal și un caracter au rămas ca rezervă. Recepția datelor din memorie a fost efectuată de procesor conform instrucțiunii SRC.

Procesorul a trimis două secvențe de patru biți X2 (D3D2D1D0) și X3 (D3D2D1D0). În secvența X2, biții D3D2 au indicat numărul băncii de memorie (numărul cipului 4002), iar biții D1D0 au indicat numărul registrului solicitat din acest banc (procesoarele moderne, de altfel, indică și numărul băncii de memorie atunci când lucrul cu memoria). Întreaga secvență X3 a indicat numărul caracterului din registru. Chipurile și registrele au fost numerotate: 00 - 1; 01 - 2; 10 - 3; 11 - 4. De exemplu, instrucțiunea SRC 01010000 a spus procesorului că primul caracter ar trebui să fie selectat în al doilea cip, al doilea registru.

Tot schimbul de date cu dispozitive externe, cum ar fi tastaturi, display-uri, imprimante, teletipuri, diferite tipuri de comutatoare, contoare - într-un cuvânt, cu periferice, a fost realizat prin intermediul cipul de interfață 4003. Acesta a combinat un port paralel de ieșire, precum și un port serial de intrare/ieșire. În principiu, un astfel de mecanism de schimb de date cu periferice a existat până la apariția porturilor USB etc.

Baza setului - cipul 4004 - a fost un adevărat microprocesor. Procesorul conținea un sumator de patru biți, un registru de acumulator, 16 registre de index (de patru biți, desigur), 12 contoare de program și stivă (patru biți) și un registru de comandă și decodor de opt biți. Registrul de comandă a fost împărțit în două registre de patru biți - OPR și OPA.

Ciclul de lucru s-a desfășurat după cum urmează. Procesorul a generat semnalul de sincronizare SYNC. Apoi au fost trimiși 12 biți de adresă pentru a fi preluați din ROM (4001), care au avut loc în trei cicluri de lucru: A1, A2, A3. În conformitate cu cererea primită, o comandă de opt biți a fost trimisă înapoi la procesor în două cicluri: M1 și M2. Instrucțiunea a fost plasată în registrele OPR și OPA, interpretată și executată în următoarele trei cicluri: X1, X2, X3. Figura arată ciclul de lucru al procesorului Intel 4004. Frecvența procesorului 4004 din prima lansare a fost de 0,75 MHz, așa că toate acestea nu s-au întâmplat foarte repede conform standardelor actuale. Întregul ciclu a durat aproximativ 10,8 secunde. Adăugarea a două numere zecimale din opt cifre a durat 850 de secunde. Intel 4004 a efectuat 60.000 de operații pe secundă.

Chiar și dintr-un scurt descriere tehnica este clar că era un procesor foarte slab. Prin urmare, nu este de mirare că puțini oameni la începutul anilor șaptezeci ai secolului trecut au fost alarmați de apariția MCS-4 pus pe piață. Vânzările încă nu erau foarte mari. Dar propaganda Intel a rezonat cu tinerii entuziaști precum Bill Gates și prietenul său Paul Allen, care și-au dat seama imediat că apariția microprocesoarelor le-a deschis ușa către o lume nouă pentru ei personal.

Schema de codare Intel

(Scris în UPgrade și NNM)
Schema de codare digitală a Intel a fost inventată de Andy Grove și Gordon Moore. În forma sa originală, a fost foarte simplu, pentru codificare erau folosite doar numerele 0, 1, 2 și 3. După ce Federico Fagin a creat microprocesorul, a propus introducerea numărului 4 pentru a reflecta structura pe patru biți a registrelor sale în cod. Odată cu apariția procesoarelor pe opt biți, a fost adăugat numărul 8. În acest sistem, orice produs a primit un cod format din patru cifre. Prima cifră a codului (extrema stângă) a indicat categoria: 0 - jetoane de control; 1 - cipuri PMOS; 2 - cipuri NMOS; 3 - microcircuite bipolare; 4 - procesoare pe patru biți; 5 - cipuri CMOS; 7 - memorie pe domenii magnetice; 8 - procesoare și microcontrolere pe opt biți. Numerele 6 și 9 nu au fost folosite.

A doua cifră din cod a indicat tipul: 0 - procesoare; 1 - cipuri RAM statice și dinamice; 2 - controlere; 3 - cipuri ROM; 4 - registre de deplasare; 5 - microcircuite EPLD; 6 - cipuri PROM; 7 - cipuri EPROM; 8 - circuite de sincronizare pentru generatoare de ceas; 9 - cipuri pentru telecomunicații (a apărut mai târziu). Ultimele două cifre au indicat numărul de serie al acestui tip de produs. Astfel, primul cip produs de Intel, codul 3101, a reprezentat „primul cip RAM bipolar static sau dinamic”.

Continuați să citiți această poveste folosind următoarele link-uri:
Istoria arhitecturii procesorului x86 Partea 2. Opt biți
Istoria arhitecturii procesorului x86 Partea 3. Strămoș îndepărtat

Introducere

De la apariția primelor computere, dezvoltatorii de software au visat la hardware conceput pentru a le rezolva exact problema. Prin urmare, ideea de a crea circuite integrate speciale care pot fi adaptate pentru a îndeplini eficient o sarcină specifică a apărut de ceva timp. Există două căi de dezvoltare aici:

• Utilizarea așa-numitelor circuite integrate personalizate specializate (ASIC - Application Specific Integrated Circuit). După cum sugerează și numele, aceste cipuri sunt personalizate de către producătorii de hardware pentru a îndeplini eficient anumite sarcini specifice sau o serie de sarcini. Nu au versatilitatea microcircuitelor convenționale, dar rezolvă sarcinile care le sunt atribuite de multe ori mai repede, uneori cu ordine de mărime.
• Crearea de microcircuite cu arhitectură reconfigurabilă. Ideea este că astfel de cipuri ajung la dezvoltator sau utilizator de software într-o stare neprogramată, iar acesta poate implementa pe ele arhitectura care i se potrivește cel mai bine. Să aruncăm o privire mai atentă asupra procesului lor de formare.

De-a lungul timpului a apărut un numar mare de diverse microcircuite cu arhitectură reconfigurabilă (Fig. 1).

De destul de mult timp, pe piata au existat doar dispozitive PLD (Programmable Logic Device). Această clasă include dispozitive care implementează funcțiile necesare rezolvării problemelor atribuite sub forma unei forme normale disjunctive perfecte (DNF perfect). Primele care au apărut în 1970 au fost cipurile EEPROM, care aparțin în mod specific clasei de dispozitive PLD. Fiecare circuit avea o serie fixă ​​de funcții logice AND conectate la un set programabil de funcții logice SAU. De exemplu, luați în considerare un PROM cu 3 intrări (a, b și c) și 3 ieșiri (w, x și y) (Fig. 2).

Folosind o matrice AND predefinită, sunt implementate toate conjuncțiile posibile peste variabilele de intrare, care pot fi apoi combinate arbitrar folosind elemente SAU. Astfel, la ieșire puteți implementa orice funcție a trei variabile sub forma unui DNF perfect. De exemplu, dacă programați acele elemente SAU care sunt încercuite cu roșu în Figura 2, atunci ieșirile vor produce funcțiile w=a x=(a&b) ; y=(a&b)^c.

Inițial, cipurile PROM au fost destinate să stocheze instrucțiunile programului și valorile constante, de exemplu. pentru a îndeplini funcțiile de memorie ale computerului. Cu toate acestea, dezvoltatorii le folosesc și pentru a implementa funcții logice simple. De fapt, PROM-ul cipului poate fi folosit pentru a implementa orice bloc logic, cu condiția ca acesta să aibă un număr mic de intrări. Această condiție decurge din faptul că în microcircuitele EEPROM matricea elementelor AND este strict definită - toate conjuncțiile posibile din intrări sunt implementate în ea, adică numărul elementelor AND este egal cu 2 * 2 n, unde n este numărul de intrări. Este clar că pe măsură ce numărul n crește, dimensiunea matricei crește foarte repede.

Apoi, în 1975, au apărut așa-numitele matrice logice programabile (PLM). Ele sunt o continuare a ideii de PROM-uri de microcircuite - PLM-urile constau și din matrice AND și OR, cu toate acestea, spre deosebire de PROM-uri, ambele matrice sunt programabile. Acest lucru oferă o flexibilitate mai mare pentru astfel de cipuri, dar ele nu au fost niciodată comune, deoarece semnalele durează mult mai mult pentru a călători prin conexiuni programabile decât prin omologii lor predefiniti.

Pentru a rezolva problema vitezei inerentă PLM-urilor, la sfârșitul anilor 1970 a apărut o altă clasă de dispozitive numite logica matrice programabilă (PAL). O dezvoltare ulterioară a ideii de cipuri PAL a fost apariția dispozitivelor GAL (Generic Array Logic) - soiuri mai complexe de PAL folosind tranzistori CMOS. Ideea folosită aici este exact opusul ideii de cipuri PROM - o matrice programabilă de elemente AND este conectată la o matrice predefinită de elemente SAU (Fig. 3).

Acest lucru impune o limitare a funcționalității, cu toate acestea, astfel de dispozitive necesită matrice de o dimensiune mult mai mică decât în ​​cipurile EPROM.

O continuare logică a PLD-urilor simple a fost apariția așa-numitelor PLD-uri complexe, constând din mai multe blocuri de PLD-uri simple (de obicei dispozitivele PAL sunt folosite ca PLD-uri simple), unite printr-o matrice de comutare programabilă. Pe lângă blocurile PLD în sine, a fost posibilă și programarea conexiunilor dintre ele folosind această matrice de comutare. Primele PLD complexe au apărut la sfârșitul anilor 70 și începutul anilor 80 ai secolului XX, dar principala dezvoltare a acestei zone a avut loc în 1984, când Altera a introdus un PLD complex bazat pe o combinație de tehnologii CMOS și EPROM.

Apariția FPGA

La începutul anilor 1980, în mediul digital ASIC, s-a deschis un decalaj între principalele tipuri de dispozitive. Pe de o parte, au existat PLD, care pot fi programate pentru fiecare sarcină specifică și sunt destul de ușor de fabricat, dar nu pot fi folosite pentru a implementa funcții complexe. Pe de altă parte, există ASIC-uri care pot implementa funcții extrem de complexe, dar au o arhitectură fixă ​​rigid și sunt consumatoare de timp și costisitoare de fabricat. Era nevoie de o legătură intermediară, iar dispozitivele FPGA (Field Programmable Gate Arrays) au devenit o astfel de legătură.

FPGA-urile, ca și PLD-urile, sunt dispozitive programabile. Principal diferenta fundamentala FPGA de la PLD este că funcțiile din FPGA sunt implementate nu folosind DNF, ci folosind tabele de căutare programabile (LUT-uri). În aceste tabele, valorile funcției sunt specificate folosind un tabel de adevăr, din care rezultatul dorit este selectat folosind un multiplexor (Fig. 4):

Fiecare dispozitiv FPGA este format din blocuri logice programabile (Configurable Logic Blocks - CLBs), care sunt interconectate prin conexiuni care sunt de asemenea programabile. Fiecare astfel de bloc este destinat programării unei anumite funcții sau a unei părți a acesteia, dar poate fi utilizat în alte scopuri, de exemplu, ca memorie.

În primele dispozitive FPGA, dezvoltate la mijlocul anilor 80, blocul logic era foarte simplu și conținea un LUT cu 3 intrări, un flip-flop și un număr mic de elemente auxiliare. Dispozitivele FPGA moderne sunt mult mai complexe: fiecare bloc CLB este format din 1-4 „slice”, fiecare dintre ele conține mai multe tabele LUT (de obicei cu 6 intrări), mai multe declanșatoare și un numar mare elemente de serviciu. Iată un exemplu de „felie” modernă:

Concluzie

Deoarece dispozitivele PLD nu pot implementa funcții complexe, ele continuă să fie folosite pentru a implementa funcții simple în dispozitive portabile și comunicații, în timp ce dispozitivele FPGA care variază de la dimensiunea de 1000 de porți (primul FPGA dezvoltat în 1985) sunt în prezent depășite pragul de 10 milioane de porți ( familia Virtex-6). Ele se dezvoltă activ și înlocuiesc deja cipurile ASIC, permițând implementarea unei varietăți de funcții extrem de complexe fără a pierde capacitatea de reprogramare.

B.V. Malin

Recent, a încetat din viață B.V. Malin, unul dintre primii specialiști ruși în domeniul microelectronicei, dezvoltatorul și creatorul primei serii de circuite integrate domestice.

Cu puțin timp înainte de moartea sa, la cererea editorilor și a angajaților Departamentului de Microelectronică de la MEPhI, Boris Vladimirovici a început să lucreze la un articol despre crearea primului circuit integrat intern.

Plătindu-ne ultima datorie către o persoană extraordinară, specialist, profesor, publicăm proiectul autorului unui articol care, din păcate, rămâne neterminat.

A. Osipov, redactor științific

Condiții preliminare pentru creare– disponibilitatea producției de tranzistoare bipolare și unipolare, teoria calculului acestor tranzistori de către Shockley, Decay și Ross, Tesner. Dezvoltarea principalului institut de tranzistori - NII-35 (Institutul de Cercetare Pulsar). În tehnologia autohtonă pentru dezvoltarea și producția de tranzistori, perioada până la începutul anilor 60 a fost caracterizată prin utilizarea monocristalelor de germaniu ca material sursă și producția numai de tranzistori bipolari. Tranzistoarele unipolare nu au fost produse. Tehnologia circuitelor integrate a necesitat prezența ambelor tipuri de tranzistoare ca elemente active ale circuitelor microelectronice pentru diverse scopuri funcționale și introducerea tehnologiei cu un singur cristal de siliciu. În perioada 1957–1961 Autorul a dezvoltat tranzistoare unipolare cu germaniu din seria 339, iar pe baza acestor lucrări a fost susținută o disertație.

Concepte de miniaturizareşi dezvoltarea microelectronicii – tehnologie micromodulară şi proiect american„Tinkertoy” al Armatei SUA, stăpânit la KB-1. Concomitent cu dezvoltarea producției de tranzistori bipolari și utilizarea acestora în tehnologia de apărare și spațială, tranzistorul principal NII-35 a dezvoltat tehnica și tehnologia aplicării circuitelor lor, în primul rând ca elemente structurale standard ale circuitului în cadrul programului de micromodule - dezvoltatorii principali au fost Barkanov (KB-1) și Nevezhin (NII-35). S-a bazat pe principiile miniaturizării tranzistoarelor și componentelor radio, precum și pe principiile automatizării asamblarii din piese standard miniaturale ale unui set de blocuri standard ale diferitelor circuite (similar cu proiectul Tinkertoy al Armatei SUA).

Stăpânirea tehnologiei critice pe siliciu– tehnologia siliciului planar. europarlamentar. O descoperire strategică în Statele Unite în domeniul creării de tranzistori și circuite integrate ar trebui luată în considerare dezvoltarea și implementarea industrială a tehnologiei pe siliciu, în special a unei tehnologii atât de critice precum planar. În practica producției interne, dezvoltarea tehnologiei planare a început practic abia în 1962 de la nivelul zero.

Un impuls semnificativ pentru dezvoltarea muncii a fost inventarea circuitelor integrate de siliciu în 1959 în SUA de către Jack Kilby și producția lor de către compania americană Texas pentru a fi utilizate în sistemul de ghidare a rachetelor Minuteman. Încercările de a crea circuite integrate tridimensionale folosind limba germană au fost efectuate de autor la NII-35 în 1959–1962. Din 1959, dezvoltarea circuitelor integrate interne de siliciu, de fapt, a fost un proces continuu de corespondență competitivă cu Jack Kilby.

Conceptele de repetare și copiere a experienței tehnologice americane au fost în vigoare - metodele așa-numitei „inginerie inversă” a europarlamentarului. Prototipuri și mostre de producție de circuite integrate de siliciu pentru reproducere au fost obținute din SUA, iar copierea lor a fost strict reglementată prin ordine ale Ministerului Economiei și Economiei (ministrul Shokin). Conceptul de copiere a fost strict controlat de ministru timp de mai bine de 19 ani, timp în care autorul a lucrat în sistemul MEP, până în 1974.

Acest lucru s-a aplicat nu numai dezvoltării microelectronicii, ci și creării de echipamente informatice bazate pe aceasta, de exemplu, în reproducerea computerelor din seria IBM-360 - (serie internă „ROW 1-2”). Cea mai mare asistență tehnologică a fost oferită de procesul de copiere a eșantioanelor americane reale de funcționare ale circuitelor integrate de siliciu. Copierea a fost efectuată după depresurizarea și îndepărtarea capacului de pe probă, copierea modelului plat (plan) al tranzistorilor și rezistențelor din circuit, precum și după examinarea structurii tuturor zonelor funcționale la microscop. Rezultatele copierii au fost produse sub formă de desene de lucru și documentație tehnologică.

Crearea primului circuit integrat intern de siliciu sa concentrat pe dezvoltarea și producția cu acceptare militară a seriei TC-100 de circuite integrate de siliciu (37 de elemente - echivalentul complexității circuitului unui flip-flop, un analog al circuitelor integrate americane din seria SN-51 de la Texas Instruments) . Lucrarea a fost efectuată de NII-35 (directorul Trutko) și de fabrica Fryazino (directorul Kolmogorov) în temeiul unui ordin de apărare pentru utilizare într-un altimetru autonom al unui sistem de ghidare a rachetelor balistice.

Dezvoltarea a inclus șase circuite standard de siliciu plane integrate din seria TS-100 și, odată cu organizarea producției pilot, a durat trei ani la NII-35 (din 1962 până în 1965). A fost nevoie de încă doi ani pentru a dezvolta producția din fabrică cu acceptare militară în Fryazino (1967). Analiza implementării ciclului tehnologic plan (peste 300 de operațiuni tehnologice) în practica internă a arătat că aceasta tehnologie critică A trebuit să-l stăpânesc de la zero și practic independent, fără ajutor din exterior, inclusiv cu echipamente tehnologice. Pentru rezolvarea acestei probleme au lucrat o echipă de 250 de oameni de la departamentul științific și tehnologic al NII-35 și un atelier experimental special creat la catedră. În același timp, departamentul a servit drept teren de pregătire pentru specialiștii din multe întreprinderi europarlamentare care stăpâneau această tehnologie. De exemplu, în acest departament s-au pregătit specialiști de la fabrica de semiconductori a Direcției principale a 2-a a europarlamentarului din Voronej (director Kolesnikov, lider Nikishin).

Pe parcursul dezvoltării tehnologiei planare, atenția principală a fost acordată dezvoltării producției de tehnici de fotolitografie industrială cu rezoluție optică mare, de până la 1000–2000 de linii pe milimetru. Această activitate a fost realizată în strânsă colaborare cu specialiști în optică de la LITMO (Kapustin) și GOI (Leningrad).

Dezvoltarile departamentului de automatizare a tehnologiei planare si proiectarea de special echipamente tehnologice(designer principal Zaharov). Au fost dezvoltate unități automate pentru prelucrarea operațională a plachetelor tehnologice de siliciu (curățare, aplicare de fotorezist, oxidare pe benzi transportoare etc.) pe baza utilizării automatizării pneumatice și pneumoniei.

În 1964, departamentul științific și tehnologic al NII-35 pentru dezvoltarea circuitelor integrate a fost vizitat de președintele Complexului Militar-Industrial Smirnov. După această vizită, departamentul a primit echipament științific japonez, care a fost folosit în dezvoltări avansate. În primăvara anului 1965, președintele Consiliului de Miniștri Kosygin a vizitat atelierul experimental al departamentului științific și tehnologic al NII-35 pentru dezvoltarea circuitelor integrate de siliciu. În perioada de dezvoltare din 1962 până în 1967, autorul, în calitate de șef al departamentului, a trebuit să raporteze în mod repetat despre progresul lucrărilor președintelui Comitetului de stat pentru știință și tehnologie și adjunctului. Președintele SM Rudnev, președintele Academiei de Științe Keldysh, și, de asemenea, să fie în contact permanent cu departamentul de știință al complexului militar-industrial și departamentul de apărare al Comitetului Central, la acel moment, departamentul de tehnologie a aviației al Ministerului Apărării, care a condus organizarea acceptării militare.

Crearea lui Zelenograd. Zelenograd este un centru de microelectronică format din 6 întreprinderi cu instalații pilot, analogul intern al Silicon Valley din California. La începutul anului 1963, autorul a ținut un curs de prelegeri actualului director al Zelenogradului, adjunct. Ministrul europarlamentarului F.V. Lukin, pe baza cărora au fost elaborate propuneri tehnice pentru dezvoltarea ingineriei semiconductoarelor pentru Zelenograd, în special, privind procesele termice și fotolitografie (pentru directorul Savin), pentru achiziționarea de echipamente tehnologice importate (Nazaryan și Grupurile Struzhinsky), inclusiv pentru uzina pilot din Fryazino.

Rezultatele dezvoltării autorul sunt înregistrate și confirmate de o serie de rapoarte științifice și tehnologice din NII-35, certificate de drepturi de autor și o serie de articole publicate în colecții " Dispozitive semiconductoareși aplicarea acestora”, „Microelectronică” și cărți și broșuri publicate pentru perioada anterioară anului 1974.

Acum, chiar mai mult sau mai puțin avansat Celulare nu se poate face fără un microprocesor, darămite tabletă, laptop și computere desktop. Ce este un microprocesor și cum s-a dezvoltat istoria creării lui? Pentru a spune într-un limbaj simplu, un microprocesor este un circuit integrat mai complex și mai multifuncțional.

Începe istoria microcircuitului (circuit integrat). din 1958, când un angajat al companiei americane Texas Instruments, Jack Kilby, a inventat un anumit dispozitiv semiconductor care conține mai mulți tranzistori într-o singură carcasă, conectați prin conductori. Primul microcircuit - strămoșul microprocesorului - conținea doar 6 tranzistori și era o placă subțire de germaniu cu piste din aur aplicate.Toate acestea erau amplasate pe un substrat de sticlă. Pentru comparație, astăzi există unități și chiar zeci de milioane de elemente semiconductoare.

Până în 1970 destul de mulți producători au fost implicați în dezvoltarea și crearea de circuite integrate de diferite capacități și diferite zone funcționale. Dar anul acesta poate fi considerat data de naștere a primului microprocesor. Anul acesta Intel a creat un cip de memorie cu o capacitate de doar 1 Kbit - neglijabil pentru procesoarele moderne, dar incredibil de mare pentru acea vreme. La acea vreme, aceasta a fost o realizare uriașă - cipul de memorie era capabil să stocheze până la 128 de octeți de informații - mult mai mare decât analogii similari. În plus, cam în aceeași perioadă, producătorul japonez de calculatoare Busicom a comandat aceleași microcircuite Intel 12 din diferite zone funcționale. Specialiștii Intel au reușit să implementeze toate cele 12 zone funcționale într-un singur cip. Mai mult, microcircuitul creat s-a dovedit a fi multifuncțional, deoarece a făcut posibilă schimbarea programatică a funcțiilor sale, fără a modifica structura fizică. Microcircuitul îndeplinea anumite funcții în funcție de comenzile trimise la pinii săi de control.

Într-un an în 1971 Intel lansează primul microprocesor pe 4 biți, cu nume de cod 4004. În comparație cu primul microcircuit cu 6 tranzistori, acesta conținea până la 2,3 mii de elemente semiconductoare și a efectuat 60 de mii de operații pe secundă. La acea vreme, aceasta a fost o descoperire uriașă în domeniul microelectronicii. 4 biți însemna că 4004 poate procesa date pe 4 biți simultan. Peste doi ani în 1973 Compania produce un procesor 8008 pe 8 biți, care a funcționat deja cu date pe 8 biți. Început din 1976, compania începe să dezvolte o versiune pe 16 biți a microprocesorului 8086. El a fost cel care a început să fie folosit în primele computere personale IBM și, de fapt, a pus unul dintre blocurile de bază în

Când și de către cine a fost creat primul microcircuit? altfel îmi spun că instrumentele optice nu permiteau „tăierea” cu laser într-un singur cristal

La sfârșitul anilor '40, Centralab a dezvoltat principiile de bază ale miniaturizării și a creat circuite hibride cu peliculă groasă. Circuitele au fost realizate pe un singur substrat, iar zonele de contact sau de rezistență au fost obținute prin simpla aplicare a argintului sau imprimarea cernelii carbon pe substrat. Când tehnologia tranzistoarelor din aliaj de germaniu a început să se dezvolte, Centralab a propus montarea dispozitivelor neambalate într-o carcasă din plastic sau ceramică, izolând astfel tranzistorul de mediu inconjurator. Pe această bază a fost deja posibil să se creeze circuite hibride cu tranzistori, " plăci de circuite imprimate„Dar, de fapt, a fost prototipul unei soluții moderne la problema ambalajului și a pinouturilor unui circuit integrat.
Pe la mijlocul anilor '50, Texas Instruments avea toate capabilitățile de a produce materiale semiconductoare la preț redus. Dar dacă tranzistoarele sau diodele erau fabricate din siliciu, atunci TI a preferat să facă rezistențe din nitrură de titan și capacități distribuite din teflon. Nu este de mirare că mulți au crezut atunci că, odată cu experiența acumulată în crearea de circuite hibride, nu au fost probleme în asamblarea acestor elemente, fabricate separat. Și dacă este posibil să se producă toate elementele de aceeași dimensiune și formă și, prin urmare, să se automatizeze procesul de asamblare, atunci costul circuitului va fi redus semnificativ. Această abordare amintește foarte mult de procesul liniei de asamblare pentru asamblarea mașinilor propus de Henry Ford.
Astfel, soluțiile de circuit care dominau la acea vreme se bazau pe diverse materialeși tehnologii pentru producerea lor. Dar englezul Jeff Dummer de la Royal Radar Establishment în 1951 a propus crearea de electronice sub forma unei singure unități folosind straturi semiconductoare din același material, funcționând ca un amplificator, un rezistor, o capacitate și conectate prin plăcuțe de contact decupate în fiecare strat. Dummer nu a indicat cum să facă acest lucru practic.
De fapt, rezistențele și condensatoarele individuale ar putea fi fabricate din același siliciu, dar aceasta ar fi o producție destul de costisitoare. În plus, rezistențele și condensatoarele de siliciu ar fi mai puțin fiabile decât componentele realizate folosind tehnologii standard și din materiale familiare, cum ar fi nitrura de titan sau teflonul. Dar, deoarece în principiu era încă posibil să se fabrice toate componentele din același material, ar fi necesar să se gândească la conexiunea electrică corespunzătoare a acestora într-un singur eșantion.
Pe 24 iulie 1958, Kilby a formulat un concept într-un jurnal de laborator numit Monolithic Idea, care a afirmat că<... p-n-="">Meritul lui Kilby constă în implementarea practică a ideii lui Dummer.