Ny fahatongavan'ity puce ity dia nanova ny fivoaran'ny chip!
Tamin'ny faramparan'ireo taona 1970, ny processeur 8-bit dia mbola ny teknolojia avo lenta indrindra tamin'izany fotoana izany, ary ny fizotry ny CMOS dia tsy nahomby tamin'ny sehatry ny semiconductor. Ny injeniera ao amin'ny AT&T Bell Labs dia nanao dingana feno fahasahiana ho amin'ny ho avy, nampifangaro ny fizotran'ny famokarana CMOS 3.5-micron miaraka amin'ny maritrano processeur 32-bit vaovao amin'ny ezaka mba hampihoatra ny mpifaninana amin'ny fampisehoana chip, mihoatra ny IBM sy Intel.
Na dia tsy nahomby tamin'ny fahombiazan'ny vokatra teo aloha toy ny Intel 4004 (navoaka tamin'ny 1971) aza ny famoronany, ny microprocessor Bellmac-32, dia lalina ny heriny. Amin'izao fotoana izao, ny chips amin'ny saika finday, solosaina finday ary takelaka rehetra dia miantehitra amin'ny fitsipiky ny semiconductor metal-oxide semiconductor (CMOS) famenon'ny Bellmac-32.
Nanatona ny taona 1980, ary niezaka ny hanova ny tenany ny AT&T. Nandritra ny am-polony taona maro, ny goavan'ny fifandraisan-davitra antsoina hoe "Mother Bell" no nibahana tamin'ny orinasam-pifandraisana feo tany Etazonia, ary ny orinasany Western Electric dia namokatra saika ny telefaonina mahazatra rehetra tao amin'ny trano sy birao amerikana. Ny governemanta federaly amerikana dia nandrisika ny fandravana ny orinasan'ny AT&T noho ny ady amin'ny fitokisana, fa ny AT&T dia nahita fahafahana hiditra amin'ny sehatry ny solosaina.
Miaraka amin'ireo orinasa informatika efa miorina tsara eo amin'ny tsena, ny AT&T dia nahita fa sarotra ny hahatratra azy; ny paikadiny dia ny hitsambikina, ary ny Bellmac-32 no lohany.
Nomem-boninahitra tamin'ny IEEE Milestone Award ny fianakaviana chip Bellmac-32. Ny lanonana fanokafana dia hatao amin'ity taona ity ao amin'ny campus Nokia Bell Labs any Murray Hill, New Jersey, ary ao amin'ny Computer History Museum any Mountain View, California.
CHIP UNIQUE
Raha tokony hanaraka ny fenitry ny indostrian'ny chips 8-bit, ny mpanatanteraka AT&T dia nanohitra ny injeniera Bell Labs mba hamolavola vokatra revolisionera: ny microprocessor ara-barotra voalohany afaka mamindra data 32 bits amin'ny tsingerin'ny famantaranandro tokana. Tsy ny chip vaovao ihany no nitaky izany fa ny maritrano vaovao ihany koa—izay afaka mitantana ny fifandimbiasana amin'ny fifandraisan-davitra ary ho toy ny fototry ny rafitra informatika ho avy.
"Tsy manangana chip haingana kokoa izahay," hoy i Michael Condry, izay mitarika ny vondrona maritrano ao amin'ny Bell Labs 'Holmdel, New Jersey, trano. "Miezaka manamboatra puce izahay izay afaka manohana ny feo sy ny kajy."
Tamin'izany fotoana izany, ny teknolojia CMOS dia noheverina ho safidy azo antoka nefa mampidi-doza amin'ny famolavolana NMOS sy PMOS. Ny poti-n'ny NMOS dia niantehitra tanteraka tamin'ny transistor N-karazana, izay haingana nefa noana hery, fa ny poti-PMOS kosa dia niantehitra tamin'ny fihetsehan'ireo lavaka misy fiampangana tsara, izay miadana loatra. CMOS dia nampiasa endrika hybrida izay nampitombo ny hafainganam-pandeha rehefa mitsitsy herinaratra. Ny tombony azo avy amin'ny CMOS dia tena nahavariana fa tsy ela dia nahatsapa ny indostria fa na dia mitaky transistors avo roa heny aza (NMOS sy PMOS isaky ny vavahady), dia mendrika izany.
Miaraka amin'ny fivoarana haingana ny teknolojia semiconductor nofaritan'ny Lalàn'i Moore, dia nanjary azo fehezina ny vidin'ny haavon'ny transistor avo roa heny ary azo tsinontsinoavina. Na izany aza, rehefa nanomboka tamin'ity filokana mampidi-doza ity i Bell Labs, dia tsy voaporofo ny teknolojia famokarana CMOS lehibe ary lafo ny vidiny.
Tsy nampatahotra ny Bell Labs izany. Ny orinasa dia naka ny fahaiza-manaon'ny tobiny ao Holmdel, Murray Hill, ary Naperville, Illinois, ary nanangona "ekipa nofinofy" an'ny injeniera semiconductor. Ny ekipa dia nahitana an'i Condrey, Steve Conn, kintana misondrotra amin'ny famolavolana chip, Victor Huang, mpamorona microprocessor hafa, ary mpiasa am-polony avy amin'ny AT&T Bell Labs. Nanomboka nahay dingana CMOS vaovao izy ireo tamin'ny 1978 ary nanangana microprocessor 32-bit hatramin'ny voalohany.
Manomboka amin'ny maritrano famolavolana
Condrey dia mpiara-miasa amin'ny IEEE teo aloha ary niasa ho lehiben'ny teknolojia Intel. Ny ekipan'ny maritrano notarihiny dia nanolo-tena hanangana rafitra iray izay nanohana ny rafitra fiasan'ny Unix sy ny fiteny C. Tamin'izany fotoana izany, na ny fiteny Unix sy ny C dia mbola zaza, saingy efa voatendry hanjaka. Mba hialana amin'ny fetran'ny fitadidiana tena sarobidy amin'ny kilobytes (KB) tamin'izany fotoana izany, dia nampiditra andiana fampianarana sarotra izay mitaky dingana famonoana vitsy kokoa ary afaka mamita asa ao anatin'ny tsingerin'ny famantaranandro iray.
Ny injeniera ihany koa dia nanamboatra puce izay manohana ny fiara fitaterana parallèle VersaModule Eurocard (VME), izay ahafahan'ny informatika mizara ary mamela ny nodes maro handrindra ny angona mifanitsy. Ny chips mifanaraka amin'ny VME dia ahafahan'izy ireo ampiasaina amin'ny fanaraha-maso amin'ny fotoana tena izy.
Ny ekipa dia nanoratra ny dikan-teny Unix manokana ary nanome azy ireo fahaiza-manao tena izy mba hiantohana ny fifanarahana amin'ny automation indostrialy sy ny fampiharana mitovy. Namorona lojika domino ihany koa ny injeniera Bell Labs, izay nampitombo ny hafainganam-pandehan'ny fanodinana tamin'ny fampihenana ny fahatarana amin'ny vavahady lojika sarotra.
Ny teknika fitsapana sy fanamarinana fanampiny dia novolavolaina ary nampidirina tamin'ny môdely Bellmac-32, tetikasa fanamarinana sy fitsapana marobe marobe notarihan'i Jen-Hsun Huang izay nahatratra lesoka aotra na akaikin'ny aotra tamin'ny famokarana chip sarotra. Ity no voalohany teo amin'ny tontolon'ny fitiliana circuit integrated (VLSI) tena lehibe. Ny injeniera Bell Labs dia namolavola drafitra mirindra, nanamarina imbetsaka ny asan'ny mpiara-miasa aminy, ary tamin'ny farany dia nahavita fiaraha-miasa tsy nisy fiatoana tamin'ny fianakaviana chip maro, ary niafara tamin'ny rafitra microcomputer iray manontolo.
Manaraka izany dia tonga ny ampahany sarotra indrindra: ny tena fanamboarana ny chip.
"Tamin'izany fotoana izany, ny famolavolana, ny fitsapana ary ny teknolojia famokarana vokatra be dia be dia be," hoy i Kang, izay lasa filohan'ny Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST) ary mpiara-miasa amin'ny IEEE. Nomarihiny fa ny tsy fahampian'ny fitaovana CAD ho an'ny fanamarinana chip feno dia nanery ny ekipa hamoaka sary lehibe Calcomp. Ireo skematika ireo dia mampiseho ny fomba tokony handaminana ny transistors, ny tariby ary ny interconnects ao anaty puce iray mba hanomezana ny vokatra tadiavina. Nanangona azy ireo teo amin'ny tany miaraka amin'ny kasety ny ekipa, ka namorona efamira goavam-be mirefy 6 metatra ny lafiny iray. I Kang sy ny mpiara-miasa aminy dia nanao sary tamin'ny pensilihazo miloko ny faritra tsirairay, nitady ny fifandraisana tapaka sy ny fifandraisana mifanipaka na tsy voakarakara tsara.
Rehefa vita ny famolavolana ara-batana, niatrika fanamby hafa ny ekipa: ny famokarana. Novokarina tao amin'ny orinasa Western Electric any Allentown, Pennsylvanie, ireo chips, saingy tsaroan'i Kang fa ambany dia ambany ny tahan'ny vokatra (ny isan-jaton'ny chips amin'ny wafer mifanaraka amin'ny fenitry ny fampisehoana sy ny kalitao).
Mba hamahana izany, Kang sy ny mpiara-miasa aminy dia nandeha fiara nankany amin'ny orinasa avy any New Jersey isan'andro, nanakodia ny tanany ary nanao izay rehetra nilaina, anisan'izany ny famafazana gorodona sy ny fanaovana calibration fitaovana, mba hanorina fiaraha-mientana ary handresy lahatra ny rehetra fa ny vokatra faran'izay sarotra indrindra noezahan'ny orinasa novokarina dia azo atao any tokoa.
"Nandeha tsara ny dingana fananganana ekipa," hoy i Kang. "Taorian'ny volana vitsivitsy, dia afaka namokatra chips avo lenta ny Western Electric amin'ny habetsahana mihoatra ny fangatahana."
Ny dikan-teny voalohany amin'ny Bellmac-32 dia navoaka tamin'ny 1980, saingy tsy nahatanteraka ny nantenaina. 2 MHz ihany ny fatran'ny lasibatra fa tsy 4 MHz. Hitan'ny injeniera fa ny fitaovana andrana Takeda Riken manara-penitra nampiasain'izy ireo tamin'izany fotoana izany dia tsy nety, miaraka amin'ny fiantraikan'ny zotra fampitana eo anelanelan'ny probe sy ny lohan'ny fitsapana izay miteraka fandrefesana tsy marina. Niara-niasa tamin'ny ekipa Takeda Riken izy ireo mba hamolavola latabatra fanitsiana hanitsiana ny lesoka fandrefesana.
Ny chips Bellmac andiany faharoa dia nanana hafainganam-pandehan'ny famantaranandro mihoatra ny 6.2 MHz, indraindray mahatratra 9 MHz. Noheverina ho haingana be izany tamin'izany fotoana izany. Ny processeur 16-bit Intel 8088 izay navoakan'ny IBM tao amin'ny PC voalohany tamin'ny taona 1981 dia 4,77 MHz ihany ny hafainganam-pandehan'ny famantaranandro.
Nahoana no nataon'i Bellmac-32't lasa mahazatra
Na dia teo aza ny fampanantenana nataony, ny teknolojia Bellmac-32 dia tsy nahazo ny fananganana ara-barotra miely patrana. Araka ny voalazan'i Condrey, AT&T dia nanomboka nijery ny mpanamboatra fitaovana NCR tamin'ny faramparan'ny taona 1980 ary taty aoriana dia nitodika tany amin'ny fividianana, izay midika fa ny orinasa dia nisafidy ny hanohana ny tsipika vokatra chip. Tamin'izany fotoana izany dia nanomboka nitombo ny fitaoman'i Bellmac-32.
"Talohan'ny Bellmac-32, NMOS no nifehy ny tsena," hoy i Condry. "Saingy nanova ny tontolo iainana ny CMOS satria hita fa fomba mahomby kokoa amin'ny fampiharana izany amin'ny fab."
Rehefa nandeha ny fotoana dia nanova ny indostrian'ny semiconductor ity fahatsapana ity. Ny CMOS dia ho lasa fototry ny microprocessors maoderina, manome hery ny revolisiona nomerika amin'ny fitaovana toy ny solosaina desktop sy finday.
Ny fanandramana feno fahasahiana nataon'i Bell Labs — tamin'ny fampiasana fomba fanamboarana tsy mbola voasedra ary nitety taranaka iray manontolo amin'ny maritrano chip — dia zava-dehibe teo amin'ny tantaran'ny teknolojia.
Araka ny filazan'ny Profesora Kang: "Izahay no lohalaharana amin'izay azo atao. Tsy nanaraka ny lalana efa nisy fotsiny izahay, fa nandrehitra lalana vaovao." Profesora Huang, izay lasa talen'ny lefitry ny Singapore Institute of Microelectronics taty aoriana ary mpiara-miasa amin'ny IEEE ihany koa, dia nanampy hoe: "Tsy vitan'ny hoe ny maritrano sy ny famolavolana chip, fa koa ny fanamarinana chip lehibe - mampiasa CAD fa tsy misy fitaovana simulation dizitaly ankehitriny na takelaka mofo (fomba mahazatra amin'ny fanaraha-maso ny famolavolana ny rafitry ny rafitra elektronika amin'ny fampiasana chips alohan'ny hampifandray ireo singa ao amin'ny circuit).
Condry, Kang ary Huang dia manao jery todika an'io fotoana io ary maneho fankasitrahana noho ny fahaiza-manao sy ny fanoloran-tenan'ireo mpiasan'ny AT&T maro izay nahavita ny fianakaviana chip Bellmac-32.
Fotoana fandefasana: May-19-2025