Bu çipiň gelmegi çipi ösdürmegiň ugruny üýtgetdi!
1970-nji ýyllaryň ahyrynda 8 bitli prosessorlar henizem şol döwürde iň ösen tehnologiýa bolupdy we ýarymgeçiriji meýdançada CMOS amallary oňaýsyzdy. “AT&T Bell Labs” -yň inersenerleri, çip öndürijiliginde bäsdeşlerinden öňe geçip, IBM we Intel-den öňe geçip, 3,5 mikron CMOS önümçilik proseslerini 32 bitli prosessor arhitekturasy bilen birleşdirip, geljege batyrgaý ädim ätdiler.
“Bellmac-32” mikroprosessorynyň oýlap tapyşy, Intel 4004 (1971-nji ýylda çykarylan) ýaly öňki önümleriň täjirçilik üstünligini gazanyp bilmese-de, täsiri gaty uludy. Häzirki wagtda ähli smartfonlarda, noutbuklarda we planşetlerdäki çipler Bellmac-32 tarapyndan döredilen goşmaça metal-oksid ýarymgeçiriji (CMOS) ýörelgelerine bil baglaýar.
1980-nji ýyllar ýakynlaşdy we AT&T özüni üýtgetjek boldy. Onýyllyklaryň dowamynda "Ene jaň" lakamly telekommunikasiýa ägirdi ABŞ-da ses aragatnaşyk kärhanasynda agdyklyk edýärdi we onuň golçur kärhanasy Western Electric Amerikanyň öýlerinde we ofislerinde umumy telefonlaryň hemmesini diýen ýaly öndürýärdi. ABŞ-nyň federal hökümeti monopoliýa sebäpli AT & T-iň işini kesmäge çagyrdy, ýöne AT&T kompýuter meýdançasyna girmäge mümkinçilik tapdy.
Bazarda eýýäm gowy döredilen kompýuter kompaniýalary bilen, AT&T gözlemek kyn boldy; strategiýasy bökmekdi, Bellmac-32 bolsa tramplin boldy.
Bellmac-32 çip maşgalasy IEEE Milestone baýragy bilen sylaglandy. Açylyş dabaralary şu ýyl Nýu-Jörsi ştatynyň Mýurreý Hilldäki Nokia Bell Labs şäherçesinde we Kaliforniýanyň Mountain View şäherindäki kompýuter taryhy muzeýinde geçiriler.
UNIQUE ÇIP
8 bitli çipleriň önümçilik standartyna eýermegiň ýerine, AT&T ýolbaşçylary “Bell Labs” inersenerlerine rewolýusiýa önümini öndürmek üçin garşylyk görkezdiler: bir sagat siklinde 32 bit maglumatlary geçirmäge ukyply ilkinji täjirçilik mikroprosessor. Munuň üçin diňe bir täze çip däl, eýsem telekommunikasiýa kommutasiýasyny dolandyryp biljek we geljekki hasaplaýyş ulgamlarynyň diregi bolup hyzmat edip biljek täze arhitektura gerekdi.
Nýu Jersi ştatynyň Bell Labs 'Holmdel binagärlik toparyna ýolbaşçylyk edýän Maýkl Kondri "Biz diňe bir çalt çip gurmak bilen çäklenmeýäris" -diýdi. "Sesi we hasaplamany goldaýan çip dizaýn etjek bolýarys."
Şol döwürde CMOS tehnologiýasy NMOS we PMOS dizaýnlaryna geljegi uly, ýöne töwekgelçilikli alternatiwa hökmünde seredilýärdi. NMOS çipleri tutuşlygyna N görnüşli tranzistorlara daýanýardy, olar çalt, ýöne güýji açdy, PMOS çipleri bolsa gaty haýal pozitiw zarýadly deşikleriň hereketine daýanýardy. CMOS güýji tygşytlamak bilen tizligi ýokarlandyrýan gibrid dizaýny ulandy. CMOS-nyň artykmaçlyklary şeýle bir özüne çekiji boldy welin, pudak iki esse köp tranzistor (her derwezä NMOS we PMOS) talap edilse-de, munuň gymmadyna düşündi.
Muruň kanuny bilen beýan edilen ýarymgeçiriji tehnologiýanyň çalt ösmegi bilen tranzistor dykyzlygyny iki esse ýokarlandyrmak dolandyrylyp başlandy we netijede ähmiýetsiz boldy. Şeýle-de bolsa, “Bell Labs” bu töwekgelçilikli humarly oýunlara başlanda, uly göwrümli CMOS önümçilik tehnologiýasy subut edilmedi we çykdajylary birneme ýokarydy.
Bu Bell Labs-y gorkuzmady. Kompaniýa Holmdel, Mýurreý Hill we Illinoýs ştatynyň Naperwil şäherindäki uniwersitet şäherçeleriniň tejribesini toplady we ýarymgeçiriji inersenerleriň “arzuw toparyny” ýygnady. Topara çip dizaýnynda ösýän ýyldyz Kondri, Stiw Conn, başga bir mikroprosessor dizaýneri Wiktor Huang we AT&T Bell Labs-iň onlarça işgäri girdi. 1978-nji ýylda täze CMOS prosesini özleşdirip başladylar we noldan 32 bitli mikroprosessor gurup başladylar.
Dizaýn arhitekturasyndan başlaň
Kondri IEEE-iň öňki işgäri, soň bolsa Intel-iň baş tehnologiýa bölüminiň müdiri bolup işledi. Onuň ýolbaşçylyk eden binagärlik topary, “Unix” operasiýa ulgamyny we C dilini ýerli derejede goldaýan ulgam gurmagy ýüregine düwdi. Şol döwürde Unix we C dili henizem bäbeklikde bolupdy, ýöne agdyklyk etmegi maksat edinipdi. Şol wagt kilobaýtlaryň (KB) gaty gymmatly ýat çäginden geçmek üçin az ýerine ýetiriş ädimlerini talap edýän we bir sagat siklinde işleri ýerine ýetirip bilýän çylşyrymly görkezme toplumyny hödürlediler.
Şeýle hem, inersenerler paýlanan hasaplamaga mümkinçilik berýän we birnäçe düwünlere paralel maglumatlary gaýtadan işlemäge mümkinçilik berýän “VersaModule Eurocard” (VME) parallel awtobusy goldaýan çipleri tasladylar. VME gabat gelýän çipler, olary hakyky wagtda dolandyrmak üçin ulanmaga mümkinçilik berýär.
Topar “Unix” -iň öz wersiýasyny ýazdy we senagat awtomatizasiýasy we şuňa meňzeş amaly programmalar bilen utgaşyklygy üpjün etmek üçin real wagt mümkinçiliklerini berdi. “Bell Labs” inersenerleri çylşyrymly logika derwezelerinde gijikdirmeleri azaltmak bilen gaýtadan işlemegiň tizligini ýokarlandyrýan domino logikasyny oýlap tapdylar.
Goşmaça synag we barlamak usullary, çylşyrymly çip önümçiliginde nol ýa-da nola golaý kemçilikleri gazanan Jen-Hsun Huangyň ýolbaşçylygyndaky çylşyrymly köp çipli barlamak we synag taslamasy Bellmac-32 moduly bilen işlenip düzüldi we girizildi. Bu dünýäde gaty uly göwrümli integral zynjyr (VLSI) synagynda ilkinji boldy. “Bell Labs” inersenerleri yzygiderli meýilnama düzdüler, kärdeşleriniň işini birnäçe gezek barladylar we netijede doly mikrokompýuter ulgamyna girip, köp çip maşgalalarynda üznüksiz hyzmatdaşlyga ýetdiler.
Ondan soň iň kyn bölegi gelýär: çipiň hakyky öndürilmegi.
Soňra Koreýanyň Ösen Ylym we Tehnologiýa Institutynyň (KAIST) prezidenti we IEEE-iň işgäri bolan Kang ýatlaýar: "Şol döwürde ýerleşiş, synag we ýokary öndürijilikli tehnologiýalar gaty azdy". Doly çip barlamak üçin CAD gurallarynyň ýoklugynyň toparyny has uly Kalkomp çyzgylaryny çap etmäge mejbur edendigini belleýär. Bu shematika, islenýän netijäni bermek üçin tranzistorlaryň, simleriň we özara baglanyşyklaryň çipiň içinde nädip tertipleşdirilmelidigini görkezýär. Topar olary lenta bilen ýere ýygnady we bir gapdalynda 6 metrden gowrak ullakan kwadrat çyzdy. Kang we kärdeşleri her bir zynjyry reňkli galamlar bilen el bilen çyzyp, bozulan baglanyşyklary gözleýärler we biri-birine gabat gelmeýän ýa-da nädogry dolandyrylýar.
Fiziki dizaýn gutaransoň, topar başga bir kynçylyk bilen ýüzbe-ýüz boldy: önümçilik. Çipler Pensilwaniýa ştatynyň Allentown şäherindäki Günbatar elektrik zawodynda öndürildi, ýöne Kang hasyl derejesiniň (öndürijilige we hil standartlaryna laýyk gelýän wafli çipleriň göterimi) gaty pesdigini ýada salýar.
Bu meseläni çözmek üçin Kang we kärdeşleri her gün Nýu Jersiden zawoda sürüp, ýeňlerini ýygnadylar we pollary süpürmek we synag enjamlaryny kalibrlemek ýaly zerur zatlary etdiler, zawod gurmak we zawodyň öndürmäge synanyşan iň çylşyrymly önüminiň hakykatdanam şol ýerde öndürilip bilinjekdigine ynandyrmak.
"Topar döretmek prosesi oňat geçdi" -diýdi Kang. "Birnäçe aýdan soň, Western Electric islegden ýokary mukdarda ýokary hilli çip öndürip bildi."
“Bellmac-32” -iň ilkinji wersiýasy 1980-nji ýylda çykdy, ýöne garaşylýanlary ýerine ýetirip bilmedi. Onuň öndürijilik maksat ýygylygy 4 MGs däl-de, bary-ýogy 2 MGs boldy. Inersenerler, şol döwürde ulanýan iň häzirki zaman Takeda Riken synag enjamlarynyň kemçilikdigini, synag bilen synag kellesiniň arasynda geçiriji liniýa täsirleriniň nädogry ölçeglere sebäp bolandygyny ýüze çykardylar. Takeda Riken topary bilen ölçeg ýalňyşlyklaryny düzetmek üçin düzediş tablisasyny taýýarladylar.
Ikinji nesil “Bellmac” çipleriniň sagat tizligi 6.2 MGs-den, käte 9 MGs-den ýokarydy. Şol döwürde bu gaty çalt hasaplanýardy. IBM-iň 1981-nji ýylda ilkinji kompýuterinde çykaran 16 bitli Intel 8088 prosessorynyň sagat tizligi bary-ýogy 4,77 MGs.
Näme üçin Bellmac-32 etmedi'esasy akym bol
Wada berenine garamazdan, Bellmac-32 tehnologiýasy giňden täjirçilik taýdan kabul edilmedi. Kondriniň pikiriçe, “AT&T” 1980-nji ýyllaryň ahyrynda enjam öndüriji NCR-e seredip başlady we soňra satyn alyşlara başlady, bu bolsa kompaniýanyň dürli çip önümlerini goldamagy saýlandygyny aňladýar. Şol wagt Bellmac-32-iň täsiri artyp başlady.
Kondri: "Bellmac-32-den öň bazarda NMOS agdyklyk edýärdi" -diýdi. "Emma CMOS peýza .y üýtgetdi, sebäbi bu fabda durmuşa geçirmegiň has täsirli usulydy."
Wagtyň geçmegi bilen bu düşüniş ýarymgeçiriji pudagyny üýtgedi. CMOS iş stoly kompýuterler we smartfonlar ýaly enjamlarda sanly öwrülişigi güýçlendirýän häzirki zaman mikroprosessorlar üçin esas bolar.
Bell Labs-yň batyrgaý tejribesi, synag edilmedik önümçilik prosesini ulanmak we çip arhitekturasynyň ähli neslini öz içine almak - tehnologiýa taryhynda möhüm tapgyr boldy.
Professor Kangyň aýdyşy ýaly: "Mümkin bolan zatlaryň başynda durýardyk. Biz diňe bir bar bolan ýoldan ýöremän, täze ýoly ýakýardyk." Soňra Singapuryň Mikroelektronika institutynyň müdiriniň orunbasary bolup işleýän we IEEE işgäri bolan professor Huang sözüniň üstüni ýetirýär: "Bu diňe bir çip arhitekturasyny we dizaýnyny däl, eýsem uly göwrümli çip barlagyny hem öz içine alýar - CAD-ny ulanmak bilen däl-de, häzirki zaman sanly simulýasiýa gurallary ýa-da hatda çörek tagtalary (zynjyr bölekleri hemişelik birikdirilmezden ozal elektron ulgamynyň zynjyr dizaýnyny barlamagyň adaty usuly).
Kondri, Kang we Huang şol wagta höwes bilen seredýärler we Bellmac-32 çip maşgalasyny mümkin eden köp sanly AT&T işgärleriniň ussatlygyna we yhlasyna haýran galýarlar.
Iş wagty: Maý-19-2025