Пайдоиши ин чип ҷараёни рушди чипро тағир дод!
Дар охири солҳои 1970-ум, протсессори 8-битӣ ҳамон вақт технологияи пешрафтатарин буданд ва равандҳои CMOS дар соҳаи нимноқилҳо дар нуқсон қарор доштанд. Муҳандисони AT&T Bell Labs ба оянда қадами далерона гузошта, равандҳои пешқадами истеҳсолии 3,5 микрон CMOS-ро бо меъмории инноватсионии протсессори 32-бит муттаҳид намуда, кӯшиш карданд, ки аз рақибон дар иҷрои чипҳо бартарӣ дошта, аз IBM ва Intel бартарӣ дошта бошанд.
Гарчанде ки ихтирои онҳо, микропросессори Bellmac-32, муваффақияти тиҷоратии маҳсулоти қаблӣ ба монанди Intel 4004 (соли 1971 баровардашуда) ба даст наовард, таъсири он амиқ буд. Имрӯз, чипҳо дар қариб ҳама смартфонҳо, ноутбукҳо ва планшетҳо ба принсипҳои иловагии нимноқилҳои металлӣ-оксиди (CMOS) такя мекунанд, ки онро Bellmac-32 пешбарӣ кардааст.
Солҳои 1980 наздик мешуд ва AT&T кӯшиш мекард, ки худро тағир диҳад. Дар тӯли даҳсолаҳо, бузургҷуссаи телекоммуникатсионӣ бо лақаби "Модар Белл" дар тиҷорати иртибототи овозӣ дар Иёлоти Муттаҳида бартарӣ дошт ва фаръии он Western Electric тақрибан тамоми телефонҳои маъмулиро дар хонаҳо ва офисҳои Амрико истеҳсол мекард. Ҳукумати федеролии ИМА ба барҳам додани тиҷорати AT&T дар заминаи зиддиинҳисорӣ даъват кард, аммо AT&T имкони ворид шудан ба майдони компютериро дид.
Бо ширкатҳои компютерӣ аллакай дар бозор хуб ба роҳ монда шудааст, AT&T расидан ба он душвор буд; стратегияи он пеш рафтан буд ва Bellmac-32 трамплини он буд.
Оилаи чипҳои Bellmac-32 бо ҷоизаи IEEE Milestone мукофотонида шуд. Маросими ифтитоҳи намоишгоҳ имсол дар кампуси Nokia Bell Labs дар Мюррей Ҳилл, Ню Ҷерсӣ ва дар Осорхонаи таърихи компютерӣ дар Маунтин Вью, Калифорния баргузор мешавад.
Чипи беназир
Ба ҷои риоя кардани стандарти саноатии микросхемаҳои 8-бит, роҳбарони AT&T аз муҳандисони Bell Labs даъват карданд, ки маҳсулоти инқилобӣ таҳия кунанд: аввалин микропросессори тиҷоратӣ, ки қодир аст 32 бит маълумотро дар як давраи соат интиқол диҳад. Ин на танҳо чипи нав, балки меъмории навро низ талаб мекард, ки метавонад коммутатсионӣ ба телекоммуникатсияро идора кунад ва ҳамчун асоси системаҳои ҳисоббарории оянда хизмат кунад.
"Мо на танҳо як чипи тезтар месозем" гуфт Майкл Кондри, ки гурӯҳи меъморӣ дар иншооти Bell Labs Holmdel, Ню Ҷерсӣ роҳбарӣ мекунад. "Мо кӯшиш мекунем, ки чиперо тарҳрезӣ кунем, ки ҳам овоз ва ҳам ҳисобкуниро дастгирӣ кунад."
Дар он вақт, технологияи CMOS ҳамчун алтернативаи умедбахш, вале хатарнок ба тарҳҳои NMOS ва PMOS дида мешуд. Микросхемаҳои NMOS комилан ба транзисторҳои навъи N такя мекарданд, ки зуд, вале ба нерӯи барқ гурусна буданд, дар ҳоле ки микросхемаҳои PMOS ба ҳаракати сӯрохиҳои заряди мусбат такя мекарданд, ки хеле суст буд. CMOS як тарҳи гибридиро истифода бурд, ки суръатро ҳангоми сарфаи нерӯ афзоиш дод. Афзалиятҳои CMOS чунон ҷолиб буданд, ки саноат ба зудӣ фаҳмид, ки ҳатто агар он ду маротиба зиёдтар транзисторҳоро талаб кунад (NMOS ва PMOS барои ҳар як дарвоза), ин арзанда аст.
Бо рушди босуръати технологияи нимноқилҳо, ки қонуни Мур тавсиф кардааст, арзиши дучанд кардани зичии транзисторҳо идорашаванда ва ниҳоят ночиз шуд. Аммо, вақте ки Bell Labs ба ин қиморбозии дорои хатари баланд шурӯъ кард, технологияи миқёси калони истеҳсоли CMOS исботнашуда буд ва арзиши нисбатан баланд буд.
Ин лабораторияҳои Bell-ро натарсонд. Ширкат ба таҷрибаи кампусҳои худ дар Ҳолмдел, Мюррей Ҳилл ва Непервилл, Иллинойс такя карда, як "дастаи орзуҳои" муҳандисони нимноқилро ҷамъ овард. Ба ҳайати даста Кондри, Стив Кон, ситораи афзояндаи тарҳрезии чипҳо, Виктор Хуанг, тарроҳи дигари микропросессор ва даҳҳо кормандони AT&T Bell Labs шомиланд. Онҳо дар соли 1978 ба азхудкунии раванди нави CMOS шурӯъ карданд ва аз сифр микропросессори 32-бит бунёд карданд.
Аз меъмории тарроҳӣ оғоз кунед
Кондри собиқ корманди IEEE буд ва баъдтар ба ҳайси директори технологияи Intel кор кардааст. Гурӯҳи меъморӣ, ки ӯ роҳбарӣ мекард, ӯҳдадор буд, ки системаеро созад, ки системаи амалиётии Unix ва забони C-ро дастгирӣ кунад. Дар он вақт, ҳам забони Unix ва ҳам забони C ҳанӯз дар давраи навзод буданд, аммо барои ҳукмронӣ қарор доштанд. Барои шикастани маҳдудияти хотираи бениҳоят пурарзиши килобайтҳо (КБ) он вақт онҳо маҷмӯи дастурҳои мураккаберо ҷорӣ карданд, ки қадамҳои камтари иҷроро талаб мекард ва метавонад вазифаҳоро дар давоми як давраи соат иҷро кунад.
Муҳандисон инчунин микросхемаҳоеро тарҳрезӣ карданд, ки автобуси параллелӣ VersaModule Eurocard (VME) -ро дастгирӣ мекунанд, ки имкон медиҳад, компютерҳои тақсимшуда ва гиреҳҳои сершумор коркарди маълумотро дар як вақт таъмин кунанд. Чипҳои ба VME мувофиқ инчунин имкон медиҳанд, ки онҳоро барои назорати вақти воқеӣ истифода баранд.
Даста версияи шахсии Unix-ро навишт ва ба он имкониятҳои вақти воқеӣ дод, то мутобиқат бо автоматизатсияи саноатӣ ва барномаҳои шабеҳро таъмин кунад. Муҳандисони Bell Labs инчунин мантиқи доминоро ихтироъ карданд, ки суръати коркардро тавассути коҳиш додани таъхир дар дарвозаҳои мураккаби мантиқӣ афзоиш дод.
Усулҳои иловагии санҷиш ва санҷиш бо модули Bellmac-32 таҳия ва ҷорӣ карда шуданд, як лоиҳаи мураккаби санҷиш ва санҷиши бисёрсоҳавӣ бо роҳбарии Ҷен-Хсун Хуанг, ки дар истеҳсоли чипҳои мураккаб ба нуқсонҳои сифр ё қариб сифр ноил шудааст. Ин аввалин озмоиши микросхемаҳои интегралӣ (VLSI) дар ҷаҳон буд. Муҳандисони Bell Labs як нақшаи систематикӣ таҳия карданд, кори ҳамкасбони худро борҳо тафтиш карданд ва дар ниҳоят ба ҳамкории бефосила дар байни оилаҳои чипҳои сершумор ноил шуданд, ки дар натиҷа системаи мукаммали микрокомпьютерӣ анҷом ёфт.
Минбаъд қисми душвортарин меояд: истеҳсоли воқеии чип.
Канг, ки баъдтар президенти Донишкадаи Илм ва Технологияи Пешқадами Корея (KAIST) ва ҳамкори IEEE шуд, ба хотир меорад: "Дар он вақт тарҳ, озмоиш ва технологияҳои сердаромади истеҳсолӣ хеле кам буданд". Вай қайд мекунад, ки набудани асбобҳои CAD барои санҷиши пурраи чипҳо дастаро маҷбур кард, ки нақшаҳои азими Calcomp-ро чоп кунанд. Ин схемаҳо нишон медиҳанд, ки чӣ гуна транзисторҳо, симҳо ва пайвасткунакҳо бояд дар дохили чип ҷойгир карда шаванд, то натиҷаи дилхоҳ дода шаванд. Коллектив онхоро бо лента дар руи фарш васл карда, дар як тарафаш мураббаи азимеро ташкил дод, ки масофаи зиёда аз 6 метрро ташкил медихад. Канг ва ҳамкасбони ӯ ҳар як схемаро бо қаламҳои ранга дастӣ кашида, пайвастагиҳои шикаста ва пайвастҳои байниҳамдигарӣ ё нодуруст коркардшударо ҷустуҷӯ мекарданд.
Пас аз ба итмом расидани тарҳи физикӣ, даста бо мушкилоти дигар рӯ ба рӯ шуд: истеҳсолот. Чипҳо дар корхонаи Western Electric дар Аллентаун, Пенсилвания истеҳсол карда шуданд, аммо Канг ба хотир меорад, ки сатҳи ҳосилнокӣ (фоизи микросхемаҳои вафли, ки ба стандартҳои кор ва сифат ҷавобгӯ буданд) хеле паст буд.
Барои ҳалли ин мушкилот, Канг ва ҳамкасбони ӯ ҳар рӯз аз Ню Ҷерсӣ ба корхона меомаданд, остинҳои худро печонданд ва ҳар кори лозимиро, аз ҷумла рӯбучини фаршҳо ва калибркунии таҷҳизоти санҷиширо анҷом доданд, то дӯстона эҷод кунанд ва ҳамаро бовар кунонанд, ки мураккабтарин маҳсулоте, ки завод то ҳол кӯшиш карда буд, дар ҳақиқат дар он ҷо истеҳсол карда шавад.
"Раванди ташкили даста бемайлон гузашт" гуфт Канг. "Пас аз чанд моҳ, Western Electric тавонист микросхемаҳои баландсифатро ба миқдоре тавлид кунад, ки аз талабот зиёдтар аст."
Нахустин версияи Bellmac-32 соли 1980 бароварда шуда буд, аммо он ба интизориҳо мувофиқат карда натавонист. Басомади ҳадафи иҷрои он танҳо 2 МГс буд, на 4 МГс. Муҳандисон муайян карданд, ки таҷҳизоти муосири озмоишии Takeda Riken, ки онҳо дар он вақт истифода мекарданд, камбудиҳо дошт ва таъсири хати интиқол байни зонд ва сари санҷиш боиси ченкунии нодурусти он мегардад. Онҳо бо дастаи Takeda Riken барои таҳияи ҷадвали ислоҳ барои ислоҳи хатогиҳои андозагирӣ кор карданд.
Чипҳои насли дуюми Bellmac суръати соаташон аз 6,2 МГс, баъзан то 9 МГс зиёд буданд. Ин дар он вақт хеле зуд ҳисобида мешуд. Протсессори 16-битии Intel 8088, ки IBM дар аввалин компютери худ дар соли 1981 бароварда буд, суръати соаташ ҳамагӣ 4,77 МГс буд.
Чаро Bellmac-32 кор накард'т асосй гарданд
Бо вуҷуди ваъдаи худ, технологияи Bellmac-32 қабули васеи тиҷоратро ба даст наовард. Ба гуфтаи Кондри, AT&T дар охири солҳои 1980-ум ба истеҳсолкунандаи таҷҳизот NCR оғоз кард ва баъдтар ба харидҳо табдил ёфт, ки ин маънои онро дошт, ки ширкат дастгирии хатҳои гуногуни маҳсулоти чипиро интихоб кард. То он вақт, таъсири Bellmac-32 афзоиш ёфт.
"Пеш аз Bellmac-32, NMOS дар бозор бартарӣ дошт" гуфт Кондри. "Аммо CMOS манзараро тағир дод, зеро он роҳи муассиртари татбиқи он дар фаб буд."
Бо гузашти вақт, ин амалия саноати нимноқилҳоро тағир дод. CMOS асоси микропросессорҳои муосир мегардад, ки инқилоби рақамиро дар дастгоҳҳо ба монанди компютерҳои мизи корӣ ва смартфонҳо таъмин мекунад.
Таҷрибаи далеронаи Bell Labs - бо истифода аз раванди истеҳсоли санҷиданашуда ва фарогирии як насли тамоми меъмории чипҳо - як марҳалаи муҳим дар таърихи технология буд.
Тавре профессор Канг мегӯяд: "Мо дар сафи пеши он чизе, ки имконпазир буд, будем. Мо на танҳо бо роҳи мавҷуда пайравӣ мекардем, мо пайроҳаи навро оташ мезадем." Профессор Хуанг, ки баъдтар муовини директори Институти микроэлектроникаи Сингапур шуд ва ҳамзамон як узви IEEE аст, илова мекунад: "Ин на танҳо меъморӣ ва тарроҳии чипҳо, балки санҷиши миқёси чипҳоро низ дар бар мегирад - бо истифода аз CAD, вале бидуни абзорҳои симулятсияи рақамии имрӯза ё ҳатто тахтаҳои нон (роҳи стандартии санҷиши тарҳи схемаи системаи электронӣ бо истифода аз ҷузъҳои доимии микросхемаҳо).
Кондри, Канг ва Хуанг ба он вақт бо муҳаббат менигаранд ва аз маҳорат ва фидокории кормандони сершумори AT&T, ки кӯшишҳои онҳо оилаи чипи Bellmac-32-ро имконпазир кардаанд, изҳори таассуф мекунанд.
Вақти фиристодан: май-19-2025