Бу чипның килүе чип үсешен үзгәртте!
1970-нче еллар ахырында 8 битлы эшкәрткечләр ул вакытта иң алдынгы технологияләр иде, һәм CMOS процесслары ярымүткәргеч өлкәсендә уңайсыз хәлдә иде. AT&T Bell Labs инженерлары киләчәккә кыю адым ясадылар, заманча 3,5 микрон CMOS җитештерү процессларын 32 битлы процессор архитектурасы белән берләштереп, чип җитештерүчәнлегендә көндәшләрдән өстенрәк булдылар, IBM һәм Intelны узып киттеләр.
Аларның уйлап табулары, Bellmac-32 микропроцессоры, Intel 4004 (1971 елда чыгарылган) кебек алдагы продуктларның коммерция уңышына ирешә алмады, аның йогынтысы зур иде. Бүгенге көндә барлык смартфоннар, ноутбуклар, планшетлардагы чиплар Bellmac-32 пионеры булган металл-оксид ярымүткәргеч (CMOS) принципларына таяналар.
1980-нче еллар якынлашты, һәм AT&T үзен үзгәртергә тырышты. Дистә еллар дәвамында "Ана кыңгырау" кушаматлы телекоммуникацион гигант АКШта тавышлы элемтә бизнесында өстенлек итә иде, һәм аның ярдәмчесе Western Electric Америка өйләрендә һәм офисларында барлык гомуми телефоннарны диярлек чыгарды. АКШ федераль хөкүмәте антимонополь сәбәпләр аркасында AT & T бизнесын таркатырга өндәде, ләкин AT&T компьютер өлкәсенә керү мөмкинлеген күрде.
Компьютер компанияләре базарда яхшы урнашканлыктан, AT&T аны табу кыен булды; Аның стратегиясе сикерү иде, һәм Bellmac-32 аның трамплины иде.
Bellmac-32 чиплар гаиләсе IEEE Milestone премиясе белән бүләкләнде. Ачылу тантаналары быел Нью-Джерси штатындагы Мюррей Хиллдагы Nokia Bell Labs кампусында һәм Калифорниянең Тау күренешендәге Компьютер тарихы музеенда узачак.
UNIQUE CHIP
8 битле чипларның сәнәгать стандартына буйсыну урынына, AT&T җитәкчеләре Bell Labs инженерларына революцион продукт эшләргә өндәделәр: бер сәгать циклында 32 бит мәгълүматны күчерә алган беренче коммерция микропроцессоры. Моның өчен яңа чип кына түгел, ә яңа архитектура да кирәк иде - телекоммуникация күчү һәм киләчәктә исәпләү системасының таянычы булып хезмәт итә алган.
"Без тизрәк чип ясамыйбыз," диде Майкл Кондри, Нью-Джерси штатындагы Bell Labs 'Холмдел архитектура төркемен җитәкләгән. "Без тавышны да, исәпләүне дә тәэмин итә торган чип эшләргә тырышабыз."
Ул вакытта CMOS технологиясе NMOS һәм PMOS дизайннарына өметле, ләкин куркыныч альтернатива булып күренде. NMOS чиплары тулысынча N тибындагы транзисторларга таянган, алар тиз, ләкин көчкә ач булган, PMOS чиплары уңай корылган тишекләр хәрәкәтенә таянган, бу бик әкрен иде. CMOS гибрид дизайн кулланды, ул энергияне саклаганда тизлекне арттырды. CMOS-ның өстенлекләре шулкадәр көчле иде ки, тармак тиз арада аңлады: ике тапкыр күбрәк транзистор таләп итсә дә (һәр капка өчен NMOS һәм PMOS), ул моңа лаек иде.
Мур Законы белән тасвирланган ярымүткәргеч технологиянең тиз үсеше белән, транзистор тыгызлыгын икеләтә арттыру бәясе идарә ителә башлады һәм ахыр чиктә әһәмиятсез булды. Ләкин, Bell Labs бу куркыныч уенга керешкәч, зур масштаблы CMOS җитештерү технологиясе исбатланмады һәм бәясе чагыштырмача зур иде.
Бу Bell Labs-ны куркытмады. Компания Холмдел, Мюррей Хилл, һәм Напервилл, Иллинойс штатындагы кампусларының тәҗрибәсен туплады һәм ярымүткәргеч инженерларның "хыялый командасын" җыйды. Команда составында Кондри, Стив Конн, чип дизайнында күтәрелүче йолдыз, Виктор Хуанг, тагын бер микропроцессор дизайнеры һәм AT&T Bell Labs компаниясенең дистәләгән хезмәткәрләре бар. Алар 1978 елда яңа CMOS процессын үзләштерә башладылар һәм 32 битлы микропроцессорны баштан ук төзи башладылар.
Дизайн архитектурасы белән башлап җибәрегез
Кондри элеккеге IEEE хезмәттәше, соңрак Intel'ның баш технология директоры булып эшләде. Ул җитәкләгән архитектура коллективы Unix операцион системасын һәм C телен яклаучы система төзергә тәвәккәл. Ул вакытта Уникс та, С теле дә әле сабый чакта иде, ләкин өстенлек итәргә тиеш иде. Килобайтларның (КБ) бик кыйммәтле хәтер лимитын бозу өчен, алар катлаулы инструкция җыелмасын керттеләр, бу азрак башкару адымнарын таләп итә һәм бер сәгать циклы эчендә биремнәр башкара ала.
Инженерлар шулай ук VersaModule Eurocard (VME) параллель автобусны тәэмин итүче чиплар эшләделәр, бу таратылган исәпләү мөмкинлеген бирә һәм берничә төенгә параллель мәгълүмат эшкәртергә мөмкинлек бирә. VME ярашлы чиплар аларны реаль вакыт контроле өчен кулланырга мөмкинлек бирә.
Коллектив үзенең Unix версиясен язды һәм аңа сәнәгать автоматизациясе һәм охшаш кушымталар белән туры килүен тәэмин итү өчен реаль вакыт мөмкинлекләрен бирде. Bell Labs инженерлары шулай ук домино логикасын уйлап таптылар, бу катлаулы логика капкаларындагы тоткарлыкларны киметеп эшкәртү тизлеген арттырды.
Өстәмә сынау һәм тикшерү техникасы Bellmac-32 модуле белән эшләнде һәм кертелде, катлаулы күп чиплы тикшерү һәм сынау проекты Джен-Хсун Хуан җитәкчелегендә катлаулы чип җитештерүдә нульгә яки нульгә якын кимчелекләргә иреште. Бу бик зур масштаблы интеграль схема (VLSI) дөньясында беренче булды. Bell Labs инженерлары системалы план эшләделәр, хезмәттәшләренең эшләрен кат-кат тикшерделәр, һәм ахыр чиктә күп чип гаиләләре арасында өзлексез хезмәттәшлеккә ирештеләр, тулы микрокомпьютер системасында.
Киләсе иң катлаулы өлеш: чипны җитештерү.
"Ул вакытта макет, сынау һәм югары җитештерүчән җитештерү технологияләре бик аз иде", - дип искә төшерә Канг, соңрак Корея Алга киткән Фән һәм Технология Институты (KAIST) президенты һәм IEEE хезмәттәше. Ул тулы чипны тикшерү өчен CAD коралларының булмавы коллективны Калькомп рәсемнәрен бастырырга мәҗбүр иткәнен искәртте. Бу схематика транзисторларның, чыбыкларның һәм үзара бәйләнешнең кирәкле чыганакны бирү өчен чип эчендә ничек урнаштырылырга тиешлеген күрсәтә. Команда аларны тасма белән идәнгә җыйды, ягында 6 метрдан артык зур рәсем ясады. Канг һәм аның хезмәттәшләре һәр схеманы төсле карандашлар белән сыздылар, өзелгән бәйләнешләрне эзләделәр, үзара бәйләнешне кабатладылар яки дөрес эшләмәделәр.
Физик дизайн тәмамлангач, команда тагын бер кыенлык белән очрашты: җитештерү. Чиплар Аллентаундагы (Пенсильвания штаты) Көнбатыш Электр заводында җитештерелгән, ләкин Кан уңышның (җитештерүчәнлек һәм сыйфат стандартларына туры килгән вафаттагы чиплар проценты) бик түбән булуын искә төшерә.
Бу проблеманы чишү өчен, Канг һәм аның хезмәттәшләре көн саен Нью-Джерсидан заводка йөрделәр, җиңнәрен төрттеләр һәм кирәк булганны эшләделәр, идәннәрне сөртеп, сынау җиһазларын кертеп, камерадерия төзү һәм завод җитештерергә тырышкан иң катлаулы продуктның чыннан да анда була алуына ышандыру.
"Команда төзү процессы яхшы үтте", диде Канг. "Берничә айдан соң, Western Electric ихтыяҗдан арткан күләмдә югары сыйфатлы чиплар җитештерә алды."
Bellmac-32-ның беренче версиясе 1980-нче елда чыгарылган, ләкин ул көткәннәргә туры килмәгән. Аның эш максаты ешлыгы 4 МГц түгел, 2 МГц гына иде. Инженерлар ул вакытта кулланган заманча Такеда Рикен сынау җиһазларының кимчелекле булуын ачыкладылар, прибор белән сынау башы арасында тапшыру линиясе эффектлары дөрес булмаган үлчәүләргә китерделәр. Алар Такеда Рикен командасы белән үлчәү хаталарын төзәтү өчен төзәтү таблицасын эшләделәр.
Икенче буын Bellmac чипларының сәгать тизлеге 6,2 МГцдан артып китә, кайвакыт 9 МГц кадәр. Бу вакытта ул бик тиз саналган. 1981-нче елда IBM беренче компьютерында чыгарган 16 битлы Intel 8088 процессоры сәгать тизлеге 4,77 МГц булган.
Ни өчен Беллмак-32 эшләмәде't төп агымга әйләнәләр
Вәгъдәсенә карамастан, Bellmac-32 технологиясе киң таралган коммерция кабул ителмәде. Кондри сүзләре буенча, AT&T җиһаз җитештерүче NCR-ны 1980-нче еллар ахырында карый башлады һәм соңрак сатып алуга юнәлде, димәк, компания төрле чип продукт линияләренә булышуны сайлаган. Ул вакытта Bellmac-32 тәэсире үсә башлады.
"Bellmac-32 булганчы, базарда NMOS өстенлек итә иде", диде Кондри. "Ләкин CMOS пейзажны үзгәртте, чөнки аны фабта тормышка ашыруның эффектив ысулы булып чыкты."
Вакыт узу белән, бу тормышка ашыру ярымүткәргеч индустриясен үзгәртте. CMOS заманча микропроцессорлар өчен нигез булыр, санлы революция өстәл компьютерлары һәм смартфоннар кебек җайланмаларда.
Bell Labs'ның кыю эксперименты - тикшерелмәгән җитештерү процессын куллану һәм чип архитектурасының бөтен буынын үз эченә алу - технология тарихында мөһим вакыйга булды.
Профессор Канг әйткәнчә: "Без мөмкин булган нәрсәләрнең алгы сафында идек. Без булган юлдан гына түгел, яңа эзне яндырдык." Соңрак Сингапур Микроэлектроника Институты директоры урынбасары булып эшләгән һәм IEEE хезмәттәше булган профессор Хуанг болай дип өсти: "Бу чип архитектурасы һәм дизайны гына түгел, ә зур күләмле чип тикшерүе дә - CAD куллану, ләкин бүгенге санлы симуляция кораллары яки хәтта икмәк такталары (электрон компонентларның схема дизайнын даими тоташканчы тикшерүнең стандарт ысулы)."
Кондри, Канг һәм Хуанг ул вакытка рәхәтләнеп карыйлар һәм Bellmac-32 чиплар гаиләсенә мөмкинлек биргән күп AT&T хезмәткәрләренең осталыгына һәм фидакарьлегенә сокланалар.
Пост вакыты: 19-2025 май