Nanova ny fizotran'ny fivoaran'ny puce ny fahatongavan'ity puce ity!
Tamin'ny faramparan'ny taona 1970, mbola ny processeur 8-bit no teknolojia mandroso indrindra tamin'izany fotoana izany, ary ny dingana CMOS dia tsy dia nahomby teo amin'ny sehatry ny semiconductor. Nanao dingana sahisahy ho amin'ny ho avy ireo injeniera tao amin'ny AT&T Bell Labs, nampifangaro ny dingana famokarana CMOS 3.5-micron farany indrindra miaraka amin'ny maritrano processeur 32-bit manavao mba hihoatra ny fahombiazan'ny mpifaninana amin'ny puce, hihoatra ny IBM sy Intel.
Na dia tsy nahomby ara-barotra tahaka ny vokatra teo aloha toy ny Intel 4004 (navoaka tamin'ny 1971) aza ny famoronana ny microprocessor Bellmac-32, dia lalina ny fiantraikan'izany. Amin'izao fotoana izao, ny puce amin'ny ankamaroan'ny finday avo lenta, solosaina finday ary takelaka dia miantehitra amin'ny foto-kevitra mifameno amin'ny metal-oxide semiconductor (CMOS) izay notarihin'ny Bellmac-32.
Nanakaiky ny taona 1980, ary niezaka nanova ny tenany ny AT&T. Nandritra ny am-polony taona maro, ny orinasa goavambe momba ny fifandraisan-davitra nomena anarana hoe "Mother Bell" no nanjaka tamin'ny sehatry ny fifandraisana an-peo tany Etazonia, ary ny sampana Western Electric dia namokatra saika ny finday mahazatra rehetra tany amin'ny trano sy birao amerikana. Nampirisika ny handravana ny asan'ny AT&T ny governemanta federaly amerikana noho ny antony manohitra ny fikambanan'ny mpanjifa, saingy nahita fahafahana hiditra amin'ny sehatry ny solosaina ny AT&T.
Satria efa miorina tsara eo amin'ny tsena ireo orinasa informatika, dia sarotra tamin'ny AT&T ny nanaraka izany; ny paikadiny dia ny mitsambikina, ary ny Bellmac-32 no vato niankinany.
Nomena ny Loka IEEE Milestone ny fianakaviana puce Bellmac-32. Hatao amin'ity taona ity ao amin'ny toeram-pianarana Nokia Bell Labs any Murray Hill, New Jersey, ary ao amin'ny Tranombakoka Tantaran'ny Solosaina any Mountain View, Kalifornia ny lanonana fanokafana.
PUCH MIRAY
Tsy nanaraka ny fenitry ny indostrian'ny puce 8-bit ny mpitantana ny AT&T, fa nanohitra ireo injenieran'ny Bell Labs mba hamolavola vokatra revolisionera: ny microprocessor ara-barotra voalohany afaka mamindra data 32 bits ao anatin'ny tsingerin'ny famantaranandro tokana. Tsy puce vaovao fotsiny no nilaina fa maritrano vaovao koa—izay afaka miatrika ny fifindran'ny fifandraisan-davitra ary ho toy ny andrin'ny rafitra informatika amin'ny ho avy.
"Tsy vitan'ny hoe manamboatra puce haingana kokoa izahay", hoy i Michael Condry, izay mitarika ny vondrona mpanao mari-trano ao amin'ny toeram-pamokarana Bell Labs any Holmdel, New Jersey. "Miezaka mamolavola puce afaka manohana feo sy informatika izahay."
Tamin'izany fotoana izany, ny teknolojia CMOS dia noheverina ho safidy mampanantena nefa mampidi-doza ho solon'ny endrika NMOS sy PMOS. Ny puce NMOS dia niantehitra tanteraka tamin'ny transistors karazana-N, izay haingana nefa mandany herinaratra, raha ny puce PMOS kosa dia niantehitra tamin'ny fihetsehan'ny lavaka misy fiampangana tsara, izay miadana loatra. Ny CMOS dia nampiasa endrika hybrid izay nampitombo ny hafainganam-pandeha sady nitsitsy herinaratra. Tena nahavariana ny tombony azo avy amin'ny CMOS ka tsy ela dia takatry ny indostria fa na dia mitaky transistors avo roa heny aza (NMOS sy PMOS isaky ny vavahady), dia mendrika izany.
Noho ny fivoarana haingana teo amin'ny teknolojia semiconductor voalaza ao amin'ny Lalàn'i Moore, dia nanjary azo zakaina ny vidin'ny fampitomboana avo roa heny ny hakitroky ny transistor ary tsy dia nisy dikany loatra tamin'ny farany. Na izany aza, rehefa nanomboka ity filokana mampidi-doza ity ny Bell Labs, dia tsy voaporofo ny teknolojia famokarana CMOS amin'ny ambaratonga lehibe ary somary lafo ny vidiny.
Tsy nampatahotra ny Bell Labs izany. Nampiasa ny fahaizan'ireo toby misy azy ao Holmdel, Murray Hill, ary Naperville, Illinois ny orinasa, ary nanangona "ekipa nofinofy" misy injeniera semiconductor. Anisan'ny ekipa i Condrey, Steve Conn, kintana vao misondrotra amin'ny famolavolana puce, Victor Huang, mpamorona microprocessor iray hafa, ary mpiasa am-polony avy amin'ny AT&T Bell Labs. Nanomboka nahay dingana CMOS vaovao izy ireo tamin'ny 1978 ary nanamboatra microprocessor 32-bit hatrany am-boalohany.
Atombohy amin'ny famolavolana maritrano
IEEE Fellow teo aloha i Condrey ary taty aoriana dia niasa ho Lehiben'ny Teknolojian'ny Intel. Ny ekipa mpanao mari-trano notarihiny dia nanolo-tena hanangana rafitra iray izay manohana tanteraka ny rafitra fiasan'ny Unix sy ny fiteny C. Tamin'izany fotoana izany, samy mbola vao niforona ny Unix sy ny fiteny C, saingy efa voatendry hanjaka. Mba handresena ny fetran'ny fahatsiarovana sarobidy kilobytes (KB) tamin'izany fotoana izany, dia nampiditra andiana toromarika sarotra izy ireo izay mitaky dingana fanatanterahana vitsy kokoa ary afaka mamita asa ao anatin'ny tsingerin'ny famantaranandro iray.
Namolavola puce izay manohana ny VersaModule Eurocard (VME) parallel bus ihany koa ireo injeniera, izay ahafahana mampiasa informatika miparitaka ary mamela ireo node maromaro hikirakira angona mifanitsy. Ny puce mifanaraka amin'ny VME koa dia ahafahana mampiasa azy ireo amin'ny fanaraha-maso amin'ny fotoana tena izy.
Nanoratra ny dikan-teniny manokana momba ny Unix ny ekipa ary nanome azy io fahaiza-manao amin'ny fotoana tena izy mba hahazoana antoka fa mifanaraka amin'ny automation indostrialy sy fampiharana mitovy amin'izany. Namorona ny domino logic ihany koa ny injenieran'ny Bell Labs, izay nampitombo ny hafainganam-pandehan'ny fanodinana tamin'ny alàlan'ny fampihenana ny fahatarana amin'ny vavahady lojika sarotra.
Noforonina sy nampidirina niaraka tamin'ny môdioly Bellmac-32 ny teknika fitsapana sy fanamarinana fanampiny, tetikasa fanamarinana sy fitsapana puce maro saro-takarina notarihin'i Jen-Hsun Huang izay nahazoana lesoka aotra na saika aotra tamin'ny fanamboarana puce saro-takarina. Ity no voalohany teo amin'izao tontolo izao tamin'ny fitsapana circuit integrated (VLSI) amin'ny ambaratonga lehibe. Namolavola drafitra rafitra ireo injenieran'ny Bell Labs, nanamarina imbetsaka ny asan'ny mpiara-miasa aminy, ary tamin'ny farany dia nahavita fiaraha-miasa tsy misy tomika tamin'ny fianakaviana puce maro, izay niafara tamin'ny rafitra microcomputer feno.
Manaraka izany dia tonga ny ampahany sarotra indrindra: ny tena fanamboarana ny puce.
"Tamin'izany fotoana izany, tena vitsy ny teknolojia fanamboarana fandrafetana, fitsapana ary vokatra avo lenta," hoy i Kang, izay lasa filohan'ny Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST) taty aoriana ary mpiara-miasa ao amin'ny IEEE. Nomarihiny fa ny tsy fahampian'ny fitaovana CAD ho an'ny fanamarinana "full-puce" dia nanery ny ekipa hanonta sary Calcomp lehibe. Ireo sary ireo dia mampiseho ny fomba tokony handaminana ny transistors, tariby ary interconnects ao anaty puce mba hanomezana ny vokatra irina. Nataon'ny ekipa tamin'ny kasety izy ireo teo amin'ny gorodona, ka namorona sary efamira goavambe mihoatra ny 6 metatra amin'ny lafiny iray. Nanao sary tanana ny circuit tsirairay tamin'ny pensilihazo miloko i Kang sy ireo mpiara-miasa aminy, nitady fifandraisana tapaka sy fifandraisana mifanindry na tsy voakarakara tsara.
Rehefa vita ny famolavolana ara-batana dia niatrika fanamby iray hafa ny ekipa: ny famokarana. Novokarina tao amin'ny orinasa Western Electric any Allentown, Pennsylvania ireo "chips", saingy tsaroan'i Kang fa ambany dia ambany ny tahan'ny vokatra (ny isan-jaton'ny "chips" eo amin'ny "wafer" izay nahafeno ny fenitra momba ny fahombiazana sy ny kalitao).
Mba handaminana izany, dia nitondra fiara nankany amin'ny orinasa avy any New Jersey isan'andro i Kang sy ireo mpiara-miasa aminy, nanao izay rehetra nilaina, anisan'izany ny famafana gorodona sy ny fanitsiana ny fitaovana fitsapana, mba hananganana fisakaizana sy handresena lahatra ny rehetra fa ny vokatra sarotra indrindra noezahin'ny orinasa novokarina dia azo atao tokoa ao.
“Nandeha tsara ny dingana fananganana ekipa,” hoy i Kang. “Rehefa afaka volana vitsivitsy, dia afaka namokatra puce avo lenta izay nihoatra ny tinady ny Western Electric.”
Navoaka tamin'ny 1980 ny dikan-teny voalohany amin'ny Bellmac-32, saingy tsy nahatratra ny fanantenana izy io. 2 MHz monja ny fatran'ny fandrefesana kendreny, fa tsy 4 MHz. Hitan'ireo injeniera fa nisy lesoka ny fitaovana fitsapana Takeda Riken maoderina nampiasain'izy ireo tamin'izany fotoana izany, ka niteraka fandrefesana tsy marina ny fiantraikan'ny tsipika fandefasana eo amin'ny probe sy ny lohan'ny fitsapana. Niara-niasa tamin'ny ekipa Takeda Riken izy ireo mba hamolavola tabilao fanitsiana hanitsiana ireo lesoka amin'ny fandrefesana.
Nihoatra ny 6.2 MHz ny hafainganam-pandehan'ny famantaranandro an'ireo puce Bellmac taranaka faharoa, ary indraindray hatramin'ny 9 MHz. Noheverina ho haingana be izany tamin'izany fotoana izany. Ny processeur Intel 8088 16-bit navoakan'ny IBM tao amin'ny PC voalohany tamin'ny 1981 dia nanana hafainganam-pandeha famantaranandro 4.77 MHz monja.
Nahoana ny Bellmac-32 no tsy'tsy ho lasa malaza
Na dia teo aza ny fampanantenany, dia tsy dia nahazo vahana ara-barotra ny teknolojia Bellmac-32. Araka ny voalazan'i Condrey, nanomboka nijery ny mpanamboatra fitaovana NCR ny AT&T tamin'ny faramparan'ny taona 1980 ary taty aoriana dia nivadika tamin'ny fividianana, izay midika fa nisafidy ny hanohana andiana vokatra puce samihafa ny orinasa. Tamin'izany fotoana izany, dia nanomboka nitombo ny fiantraikan'ny Bellmac-32.
"Talohan'ny Bellmac-32, ny NMOS no nanjaka teo amin'ny tsena," hoy i Condry. "Saingy nanova ny tontolo iainana ny CMOS satria hita fa fomba mahomby kokoa hampiharana azy ao amin'ny orinasa mpamokatra herinaratra izany."
Rehefa nandeha ny fotoana, io fahatsapana io dia nanova ny indostrian'ny semiconductor. Ny CMOS no lasa fototry ny microprocesseur maoderina, izay nampandeha ny revolisiona nomerika tamin'ny fitaovana toy ny solosaina birao sy finday avo lenta.
Dingana lehibe teo amin'ny tantaran'ny teknolojia ny andrana sahisahy nataon'ny Bell Labs—nampiasa fomba famokarana mbola tsy voasedra ary nahafaoka taranaka iray manontolo nampiasana ny maritrano puce.
Araka ny voalazan'ny Profesora Kang: “Teo amin'ny lohalaharana tamin'izay azo natao izahay. Tsy nanaraka lalana efa misy fotsiny izahay, fa nanokatra lalana vaovao.” Hoy koa ny Profesora Huang, izay lasa tale lefitry ny Singapore Institute of Microelectronics taty aoriana sady mpikambana ao amin'ny IEEE Fellow: “Tsy vitan'ny hoe nahitana ny maritrano sy ny famolavolana puce izany, fa nahitana ihany koa ny fanamarinana puce amin'ny ambaratonga lehibe - mampiasa CAD saingy tsy misy fitaovana simulation nomerika ankehitriny na breadboards aza (fomba mahazatra hanamarinana ny famolavolana circuit amin'ny rafitra elektronika amin'ny fampiasana puce alohan'ny hampifandraisana maharitra ireo singa circuit).”
Mijery izany fotoana izany amim-pitiavana i Condry, Kang ary Huang ary maneho ny fankasitrahany ny fahaiza-manao sy ny fanoloran-tenan'ireo mpiasan'ny AT&T maro izay nahavita namorona ny fianakaviana puce Bellmac-32.
Fotoana fandefasana: 19 Mey 2025