Đối với nhiệm vụ đầu tiên - ở đây, than ôi, như chúng tôi đã đề cập trong bài viết trước, không có mùi tiêu chuẩn hóa máy tính ở Liên Xô. Đây là tai họa lớn nhất của máy tính Liên Xô (cùng với các quan chức), mà nó thực sự không thể khắc phục được. Ý tưởng về một tiêu chuẩn là một khám phá khái niệm thường bị đánh giá thấp của nhân loại, xứng đáng sánh ngang với bom nguyên tử.
Tiêu chuẩn hóa cung cấp sự thống nhất, liên kết, đơn giản hóa đáng kể và chi phí thực hiện và bảo trì cũng như khả năng kết nối to lớn. Tất cả các bộ phận đều có thể hoán đổi cho nhau, máy móc có thể được dập hàng chục nghìn, bộ hợp lực. Ý tưởng này đã được áp dụng 100 năm trước đó cho súng ống, 40 năm trước đó cho ô tô - kết quả là đột phá ở khắp mọi nơi. Điều đáng chú ý hơn là nó chỉ được nghĩ ra ở Hoa Kỳ trước khi áp dụng nó vào máy tính. Kết quả là cuối cùng chúng tôi đã mượn IBM S / 360 và đánh cắp không phải chính máy tính lớn, không phải kiến trúc của nó, không phải phần cứng đột phá. Tất cả những điều này hoàn toàn có thể dễ dàng là trong nước, chúng tôi có quá đủ cánh tay thẳng thắn và trí tuệ sáng suốt, có rất nhiều thiên tài (và theo tiêu chuẩn phương Tây nữa) công nghệ và máy móc - series M Kartseva, Setun, MIR, bạn có thể liệt kê cho một thời gian dài. Đánh cắp S / 360, trước hết, chúng tôi đã vay mượn một thứ mà chúng tôi không có đẳng cấp nói chung trong suốt những năm phát triển của công nghệ điện tử cho đến thời điểm đó - ý tưởng về một tiêu chuẩn. Đây là vụ mua lại có giá trị nhất. Và, thật không may, sự thiếu sót chết người của một tư duy khái niệm nào đó ngoài chủ nghĩa Mác - Lê-nin và sự quản lý "thiên tài" của Liên Xô đã không cho phép chúng ta tự mình nhận ra điều đó.
Tuy nhiên, chúng ta sẽ nói về S / 360 và EU sau, đây là một chủ đề nhức nhối và quan trọng, nó cũng liên quan đến sự phát triển của máy tính quân sự.
Tiêu chuẩn hóa trong công nghệ máy tính được đưa ra bởi công ty phần cứng lâu đời nhất và vĩ đại nhất - một cách tự nhiên, IBM. Cho đến giữa những năm 1950, người ta coi máy tính được chế tạo từng mảnh hoặc từng loạt máy nhỏ 10-50, và không ai đoán được chúng có thể tương thích hay không. Tất cả đã thay đổi khi IBM, được thúc đẩy bởi đối thủ truyền kiếp UNIVAC (đang chế tạo siêu máy tính LARC), quyết định chế tạo máy tính phức tạp nhất, lớn nhất và mạnh nhất trong những năm 1950 - Hệ thống xử lý dữ liệu IBM 7030, hay còn được gọi là Stretch. Mặc dù có cơ sở phần tử tiên tiến (cỗ máy được thiết kế cho quân đội và do đó IBM đã nhận được một số lượng lớn bóng bán dẫn từ chúng), độ phức tạp của Stretch là rất nghiêm trọng - cần phải phát triển và gắn hơn 30.000 bo mạch với vài chục phần tử mỗi loại.
Stretch được phát triển bởi những người vĩ đại như Gene Amdahl (sau này là nhà phát triển S / 360 và là người sáng lập của Amdahl Corporation), Frederick P. Brooks (Jr cũng là nhà phát triển S / 360 và là tác giả của khái niệm kiến trúc phần mềm) và Lyle Johnson (Lyle R. Johnson, tác giả của khái niệm về kiến trúc máy tính).
Bất chấp sức mạnh khổng lồ của cỗ máy và số lượng cải tiến khổng lồ, dự án thương mại hoàn toàn thất bại - chỉ đạt được 30% hiệu suất đã công bố, và chủ tịch của công ty, Thomas J. Watson Jr., đã giảm giá tương ứng 7030 nhiều lần dẫn đến thua lỗ lớn …
Sau đó, Stretch được bài học của Jake Widman's: Những thất bại trong dự án lớn nhất của CNTT, PC World, đặt tên là một trong 10 thất bại hàng đầu về quản lý ngành CNTT. Lãnh đạo phát triển Stephen Dunwell đã bị trừng phạt vì sự thất bại thương mại của Stretch, nhưng ngay sau thành công phi thường của System / 360 vào năm 1964 đã lưu ý rằng hầu hết các ý tưởng cốt lõi của nó lần đầu tiên được áp dụng vào những năm 7030. Kết quả là, ông không chỉ được tha thứ mà còn cũng vào năm 1966, ông chính thức được xin lỗi và nhận được vị trí danh dự của IBM Fellow.
Công nghệ của 7030 đã đi trước thời đại - tìm nạp trước lệnh và toán hạng, bộ đệm số học song song, bảo vệ, xen kẽ và ghi RAM, và thậm chí một hình thức sắp xếp lại trình tự hạn chế được gọi là thực thi trước lệnh - ông nội của công nghệ tương tự trong bộ vi xử lý Pentium. Hơn nữa, bộ xử lý đã được kết nối và máy có thể truyền dữ liệu (sử dụng bộ đồng xử lý kênh đặc biệt) trực tiếp từ RAM sang các thiết bị bên ngoài, không tải bộ xử lý trung tâm. Đó là một loại phiên bản đắt tiền của công nghệ DMA (truy cập bộ nhớ trực tiếp) mà chúng ta sử dụng ngày nay, mặc dù các kênh Stretch được điều khiển bởi các bộ xử lý riêng biệt và có nhiều chức năng hơn nhiều lần so với các triển khai kém hiện đại (và đắt hơn nhiều!). Sau đó, công nghệ này đã chuyển sang S / 360.
Phạm vi của IBM 7030 là rất lớn - phát triển bom nguyên tử, khí tượng học, tính toán cho chương trình Apollo. Chỉ Stretch mới có thể làm được tất cả những điều này, nhờ dung lượng bộ nhớ lớn và tốc độ xử lý đáng kinh ngạc. Tối đa sáu lệnh có thể được thực hiện nhanh chóng trong khối lập chỉ mục và tối đa năm lệnh có thể được tải vào các khối tìm nạp trước và ALU song song cùng một lúc. Do đó, tại bất kỳ thời điểm nào, có thể có tới 11 lệnh ở các giai đoạn thực thi khác nhau - nếu chúng ta bỏ qua cơ sở phần tử lỗi thời, thì các bộ vi xử lý hiện đại không còn xa kiến trúc này. Ví dụ, Intel Haswell xử lý tới 15 lệnh khác nhau cho mỗi xung nhịp, chỉ nhiều hơn 4 lệnh so với bộ xử lý của những năm 1950!
Mười hệ thống đã được chế tạo, chương trình Stretch khiến IBM thiệt hại 20 triệu USD, nhưng di sản công nghệ của nó quá phong phú nên ngay sau đó nó đã thành công về mặt thương mại. Mặc dù tuổi đời ngắn ngủi, 7030 mang lại nhiều lợi ích và về mặt kiến trúc, nó là một trong năm cỗ máy quan trọng nhất trong lịch sử.
Tuy nhiên, IBM coi Stretch đáng tiếc là một thất bại, và chính vì điều này mà các nhà phát triển đã rút ra bài học chính - thiết kế phần cứng không bao giờ là một nghệ thuật vô chính phủ nữa. Nó đã trở thành một khoa học chính xác. Kết quả của công việc của họ, Johnson và Brooke đã viết một cuốn sách cơ bản xuất bản năm 1962, "Lập kế hoạch một hệ thống máy tính: Dự án kéo dài."
Thiết kế máy tính được chia thành ba cấp độ cổ điển: phát triển hệ thống hướng dẫn, phát triển vi kiến trúc thực hiện hệ thống này và phát triển kiến trúc hệ thống của máy nói chung. Ngoài ra, cuốn sách là cuốn sách đầu tiên sử dụng thuật ngữ cổ điển "kiến trúc máy tính". Về mặt phương pháp, nó là một công trình vô giá, một kinh thánh cho các nhà thiết kế phần cứng và một cuốn sách giáo khoa cho nhiều thế hệ kỹ sư. Những ý tưởng được nêu ra ở đó đã được áp dụng bởi tất cả các tập đoàn máy tính ở Hoa Kỳ.
Nhà tiên phong không mệt mỏi của điều khiển học, Kitov đã được đề cập đến (không chỉ là một người có khả năng đọc rất tốt, giống như Berg, người thường xuyên theo dõi báo chí phương Tây, mà còn là một người có tầm nhìn xa trông rộng thực sự), đã đóng góp vào xuất bản của nó vào năm 1965 (Thiết kế các hệ thống siêu nhanh: Stretch Complex; biên tập bởi AI Kitova. - M.: Mir, 1965). Cuốn sách bị giảm gần một phần ba dung lượng và, mặc dù Kitov đặc biệt lưu ý đến các nguyên tắc kiến trúc, hệ thống, logic và phần mềm chính của việc xây dựng máy tính trong lời nói đầu mở rộng, nó hầu như không được chú ý.
Cuối cùng, Stretch đã mang đến cho thế giới một thứ mới chưa được sử dụng trong ngành công nghiệp máy tính - ý tưởng về các mô-đun được tiêu chuẩn hóa, từ đó toàn bộ ngành công nghiệp linh kiện mạch tích hợp sau này phát triển. Mỗi người đến cửa hàng để mua một card màn hình NVIDIA mới, sau đó lắp nó vào vị trí của card màn hình ATI cũ và mọi thứ đều hoạt động bình thường - tại thời điểm này, hãy gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Johnson và Brook. Những người này đã phát minh ra thứ gì đó mang tính cách mạng hơn (và ít được chú ý hơn và ngay lập tức được đánh giá cao, ví dụ, các nhà phát triển ở Liên Xô thậm chí còn không chú ý đến nó!) So với đường ống và DMA.
Họ đã phát minh ra các bảng tương thích tiêu chuẩn.
tin nhắn
Như chúng ta đã nói, dự án Stretch không có điểm tương đồng về mức độ phức tạp. Cỗ máy khổng lồ được cho là bao gồm hơn 170.000 bóng bán dẫn, chưa kể hàng trăm nghìn linh kiện điện tử khác. Tất cả điều này phải được gắn kết bằng cách nào đó (hãy nhớ cách Yuditsky bình định các bảng khổng lồ nổi loạn, phá vỡ chúng thành các thiết bị cơ bản riêng biệt - thật không may, đối với Liên Xô, thông lệ này không được chấp nhận chung), gỡ lỗi và sau đó hỗ trợ, thay thế các bộ phận bị lỗi. Kết quả là, các nhà phát triển đã đề xuất một ý tưởng hiển nhiên so với kinh nghiệm ngày nay của chúng ta - trước tiên, phát triển các khối nhỏ riêng lẻ, thực hiện chúng trên bản đồ tiêu chuẩn, sau đó lắp ráp một chiếc ô tô từ bản đồ.
Đây là cách SMS - Hệ thống mô-đun tiêu chuẩn ra đời, được sử dụng ở khắp mọi nơi sau Stretch.
Nó bao gồm hai thành phần. Đầu tiên, trên thực tế, bản thân bảng với các yếu tố cơ bản có kích thước 2, 5x4, 5 inch với đầu nối 16 chân mạ vàng. Có bảng chiều rộng đơn và đôi. Thứ hai là một giá đựng thẻ tiêu chuẩn, với các thanh cái trải rộng ở phía sau.
Một số loại bảng mạch có thể được cấu hình bằng cách sử dụng một jumper đặc biệt (giống như bo mạch chủ được điều chỉnh ngay bây giờ). Tính năng này nhằm giảm số lượng thẻ mà kỹ sư phải mang theo. Tuy nhiên, số lượng thẻ sớm vượt quá 2500 do việc thực hiện nhiều họ logic kỹ thuật số (ECL, RTL, DTL, v.v.), cũng như các mạch tương tự cho các hệ thống khác nhau. Tuy nhiên, SMS đã thực hiện công việc của họ.
Chúng được sử dụng trong tất cả các máy IBM thế hệ thứ hai và trong nhiều thiết bị ngoại vi của máy thế hệ thứ ba, cũng như được dùng làm nguyên mẫu cho các mô-đun S / 360 SLT tiên tiến hơn. Tuy nhiên, chính thứ vũ khí “bí mật” này, không ai ở Liên Xô để ý nhiều và đã cho phép IBM tăng sản lượng máy móc của mình lên hàng chục nghìn chiếc mỗi năm, như chúng tôi đã đề cập trong bài viết trước.
Công nghệ này đã được mượn bởi tất cả những người tham gia cuộc đua máy tính ở Mỹ - từ Sperry đến Burroughs. Tổng khối lượng sản xuất của họ không thể so sánh được với cha đẻ từ IBM, nhưng điều này đã khiến trong giai đoạn từ năm 1953 đến năm 1963, không chỉ người Mỹ mà còn cả thị trường quốc tế đã lấp đầy không chỉ những chiếc máy tính do chính họ thiết kế, theo đúng nghĩa đen. tất cả các nhà sản xuất trong khu vực từ đó - từ Bull đến Olivetti. Không có gì ngăn cản Liên Xô làm điều tương tự, ít nhất là với các nước CMEA, nhưng, than ôi, trước loạt EU, ý tưởng về một tiêu chuẩn đã không đến được với những người đứng đầu kế hoạch nhà nước của chúng ta.
Khái niệm bao bì nhỏ gọn
Trụ cột thứ hai sau quá trình tiêu chuẩn hóa (đóng vai trò gấp ngàn lần trong quá trình chuyển đổi sang mạch tích hợp và dẫn đến sự phát triển của cái gọi là thư viện các cổng logic tiêu chuẩn, mà không có bất kỳ thay đổi đặc biệt nào được sử dụng từ những năm 1960 đến nay!) Là khái niệm bao bì nhỏ gọn, được nghĩ đến ngay cả trước khi có mạch tích hợp. mạch điện và thậm chí cả bóng bán dẫn.
Cuộc chiến tranh giành thu nhỏ có thể chia thành 4 giai đoạn. Đầu tiên là tiền bán dẫn, khi đèn được cố gắng tiêu chuẩn hóa và giảm bớt. Thứ hai là sự xuất hiện và ra đời của các bảng mạch in gắn trên bề mặt. Thứ ba là tìm kiếm gói bóng bán dẫn, vi mô, màng mỏng và mạch lai - nói chung là tổ tiên trực tiếp của IC. Và cuối cùng, thứ tư là chính các IS. Tất cả những con đường này (ngoại trừ việc thu nhỏ đèn) của Liên Xô đi qua song song với Hoa Kỳ.
Thiết bị điện tử kết hợp đầu tiên là loại "đèn tích hợp" Loewe 3NF, được phát triển bởi công ty Đức Loewe-Audion GmbH vào năm 1926. Giấc mơ cuồng nhiệt về âm thanh ống ấm này bao gồm ba van triode trong một hộp kính, cùng với hai tụ điện và bốn điện trở cần thiết để tạo ra một máy thu thanh chính thức. Các điện trở và tụ điện được niêm phong trong ống thủy tinh riêng của chúng để tránh nhiễm bẩn chân không. Trên thực tế, nó là một "bộ thu trong đèn" giống như một hệ thống trên chip hiện đại! Thứ duy nhất cần mua để tạo ra một chiếc radio là một cuộn dây điều chỉnh và tụ điện, và một cái loa.
Tuy nhiên, điều kỳ diệu của công nghệ này không được tạo ra để bước vào kỷ nguyên vi mạch tích hợp vài thập kỷ trước đó, mà để trốn thuế Đức đánh trên mỗi ổ cắm đèn (thuế hàng xa xỉ của Cộng hòa Weimar). Máy thu Loewe chỉ có một đầu nối, điều này mang lại cho chủ sở hữu của họ những ưu đãi đáng kể về tiền bạc. Ý tưởng được phát triển trong dòng 2NF (hai tetrode cộng với các thành phần thụ động) và WG38 quái dị (hai pentode, một triode và các thành phần thụ động).
Nói chung, đèn có tiềm năng tích hợp to lớn (mặc dù chi phí và độ phức tạp của thiết kế tăng lên cao ngất ngưởng), đỉnh cao của công nghệ đó là RCA Selectron. Chiếc đèn quái dị này được phát triển dưới sự lãnh đạo của Jan Aleksander Rajchman (biệt danh Mr. Memory vì đã tạo ra 6 loại RAM từ bán dẫn đến holographic).
John von Neumann
Sau khi xây dựng ENIAC, John von Neumann đến Viện Nghiên cứu Cao cấp (IAS), nơi ông mong muốn tiếp tục làm việc trên một lĩnh vực khoa học quan trọng mới (ông tin rằng máy tính quan trọng hơn bom nguyên tử đối với chiến thắng của Liên Xô). chỉ đạo - máy tính. Theo ý tưởng của von Neumann, công trình kiến trúc do ông thiết kế (sau này được gọi là von Neumann) được cho là trở thành tài liệu tham khảo cho thiết kế máy móc trong tất cả các trường đại học và trung tâm nghiên cứu ở Hoa Kỳ (đây là một phần những gì đã xảy ra, bởi cách) - lại là khát vọng thống nhất và đơn giản hóa!
Đối với máy IAS, von Neumann cần bộ nhớ. Và RCA, nhà sản xuất hàng đầu của tất cả các thiết bị chân không ở Hoa Kỳ trong những năm đó, đã hào phóng đề nghị tài trợ cho họ ống Williams. Người ta hy vọng rằng bằng cách đưa chúng vào kiến trúc tiêu chuẩn, von Neumann sẽ góp phần vào sự phổ biến của chúng như một tiêu chuẩn RAM, điều này sẽ mang lại doanh thu khổng lồ cho RCA trong tương lai. Trong dự án IAS, bộ nhớ RAM 40 kbit đã được lắp đặt, các nhà tài trợ từ RCA đã hơi buồn trước sự thèm muốn như vậy và yêu cầu bộ phận của Reichman giảm số lượng ống dẫn.
Raikhman, với sự giúp đỡ của émigré Igor Grozdov người Nga (nói chung, nhiều người Nga làm việc tại RCA, bao gồm cả Zvorykin nổi tiếng, và bản thân Tổng thống David Sarnov là một người Do Thái gốc Belarus - émigré) đã cho ra đời một giải pháp hoàn toàn tuyệt vời - vương miện của chân không. công nghệ tích hợp, đèn RCA SB256 RAM Selectron cho 4 kbit! Tuy nhiên, công nghệ hóa ra cực kỳ phức tạp và đắt tiền, thậm chí những chiếc đèn nối tiếp có giá khoảng 500 đô la một chiếc, phần đế nói chung là một con quái vật với 31 điểm tiếp xúc. Kết quả là dự án đã không tìm được người mua do sự chậm trễ của loạt phim - đã có sẵn bộ nhớ ferit trên mũi.
Dự án Tinkertoy
Nhiều nhà sản xuất máy tính đã cố ý cải thiện kiến trúc (bạn chưa thể nói cấu trúc liên kết ở đây) của các mô-đun đèn để tăng độ nhỏ gọn và dễ thay thế của chúng.
Nỗ lực thành công nhất là loạt đèn tiêu chuẩn IBM 70xx. Đỉnh cao của việc thu nhỏ đèn là thế hệ đầu tiên của chương trình Project Tinkertoy, được đặt theo tên của nhà thiết kế trẻ em nổi tiếng của những năm 1910-1940.
Không phải mọi thứ đều suôn sẻ đối với người Mỹ, đặc biệt là khi chính phủ tham gia vào các hợp đồng. Năm 1950, Cục Hàng không Hải quân đã ủy quyền cho Cục Tiêu chuẩn Quốc gia (NBS) phát triển một hệ thống sản xuất và thiết kế tích hợp có sự hỗ trợ của máy tính cho các thiết bị điện tử phổ thông kiểu mô-đun. Về nguyên tắc, vào thời điểm đó, điều này là hợp lý, vì vẫn chưa ai biết bóng bán dẫn sẽ dẫn đến đâu và làm thế nào để sử dụng nó đúng cách.
NBS đã rót hơn 4,7 triệu đô la vào việc phát triển (khoảng 60 triệu đô la theo tiêu chuẩn ngày nay), các bài báo tâm huyết được đăng trên tạp chí Cơ học phổ biến số tháng 6 năm 1954 và số tháng 5 năm 1955 của tạp chí Điện tử phổ biến và … Dự án bị thổi bay, bỏ dở chỉ đứng sau một vài công nghệ phun, và một loạt phao radar của những năm 1950 được làm từ các thành phần này.
Chuyện gì đã xảy ra thế?
Ý tưởng này thật tuyệt vời - cách mạng hóa quá trình tự động hóa sản xuất và biến những khối khổng lồ IBM 701 thành những mô-đun nhỏ gọn và linh hoạt. Vấn đề duy nhất là toàn bộ dự án được thiết kế cho đèn, và vào thời điểm nó hoàn thành, bóng bán dẫn đã bắt đầu dáng đi hân hoan. Họ biết cách để đến muộn không chỉ ở Liên Xô - dự án Tinkertoy đã tiêu tốn những khoản tiền khổng lồ và hóa ra hoàn toàn vô dụng.
Bảng tiêu chuẩn
Cách tiếp cận thứ hai để đóng gói là tối ưu hóa vị trí của các bóng bán dẫn và các thành phần rời rạc khác trên bo mạch tiêu chuẩn.
Cho đến giữa những năm 1940, cấu trúc điểm-điểm là cách duy nhất để bảo vệ các bộ phận (nhân tiện, rất phù hợp với các thiết bị điện tử công suất và khả năng này ngày nay). Đề án này không được tự động hóa và không đáng tin cậy lắm.
Kỹ sư người Áo Paul Eisler đã phát minh ra bảng mạch in cho đài phát thanh của mình khi làm việc ở Anh vào năm 1936. Năm 1941, bảng mạch in nhiều lớp đã được sử dụng trong các mỏ hải quân từ tính của Đức. Công nghệ này đến Hoa Kỳ vào năm 1943 và được sử dụng trong cầu chì vô tuyến Mk53. Các bảng mạch in bắt đầu được sử dụng thương mại vào năm 1948, và các quy trình lắp ráp tự động (vì các linh kiện vẫn được gắn vào chúng theo cách có bản lề) cho đến năm 1956 (do Quân đoàn Tín hiệu Quân đội Hoa Kỳ phát triển).
Nhân tiện, công việc tương tự cũng được thực hiện cùng lúc ở Anh bởi Jeffrey Dahmer, cha đẻ của mạch tích hợp. Chính phủ đã chấp nhận các bảng mạch in của họ, nhưng các vi mạch, như chúng ta nhớ, đã bị hack chết một cách thiển cận.
Cho đến cuối những năm 1960, và việc phát minh ra vỏ phẳng và đầu nối bảng điều khiển cho vi mạch, đỉnh cao của sự phát triển bảng mạch in của máy tính thời kỳ đầu là cái gọi là đống gỗ hoặc bao bì bằng gỗ. Nó tiết kiệm không gian đáng kể và thường được sử dụng ở những nơi quan trọng trong việc thu nhỏ - trong các sản phẩm quân sự hoặc siêu máy tính.
Trong thiết kế bằng gỗ dây, các thành phần chì dọc trục được lắp đặt giữa hai bảng song song và được hàn với nhau bằng dây đai hoặc được kết nối bằng băng niken mỏng. Để tránh đoản mạch, các thẻ cách điện đã được đặt giữa các bảng và lỗ thủng cho phép các dây dẫn linh kiện đi qua lớp tiếp theo.
Hạn chế của gỗ dây là để đảm bảo mối hàn đáng tin cậy, cần phải sử dụng các tiếp điểm mạ niken đặc biệt, sự giãn nở nhiệt có thể làm biến dạng bo mạch (điều này được quan sát thấy trong một số mô-đun của máy tính Apollo) và ngoài ra, sơ đồ này làm giảm khả năng bảo trì của đơn vị đến cấp độ của một chiếc MacBook hiện đại, nhưng trước khi sự ra đời của các mạch tích hợp, wirewood cho phép mật độ cao nhất có thể.
Đương nhiên, các ý tưởng tối ưu hóa không kết thúc trên bảng.
Và những khái niệm đầu tiên về bóng bán dẫn đóng gói đã ra đời gần như ngay lập tức sau khi bắt đầu sản xuất hàng loạt. BSTJ Điều 31: 3. Tháng 5 năm 1952: Hiện trạng phát triển bóng bán dẫn. (Morton, J. A.) lần đầu tiên mô tả một nghiên cứu về "tính khả thi của việc sử dụng bóng bán dẫn trong các mạch đóng gói thu nhỏ." Bell đã phát triển 7 loại bao bì tích hợp cho các loại M1752 đầu tiên của mình, mỗi loại đều chứa một bảng được nhúng trong nhựa trong suốt, nhưng nó không vượt ra ngoài nguyên mẫu.
Năm 1957, Lục quân Hoa Kỳ và NSA quan tâm đến ý tưởng này lần thứ hai và ủy quyền cho Hệ thống điện tử Sylvania phát triển một thứ giống như các mô-đun bằng gỗ kín thu nhỏ để sử dụng trong các phương tiện quân sự bí mật. Dự án được đặt tên là FLYBALL 2, một số mô-đun tiêu chuẩn đã được phát triển có chứa NOR, XOR, v.v. Được tạo ra bởi Maurice I. Crystal, chúng được sử dụng trong các máy tính mật mã HY-2, KY-3, KY-8, KG-13 và KW-7. Ví dụ, KW-7 bao gồm 12 thẻ cắm, mỗi thẻ có thể chứa tới 21 mô-đun FLYBALL, được sắp xếp thành 3 hàng, mỗi hàng 7 mô-đun. Các mô-đun có nhiều màu (tổng cộng 20 loại), mỗi màu chịu trách nhiệm về chức năng của nó.
Các khối tương tự có tên Gretag-Bausteinsystem được sản xuất bởi Gretag AG ở Regensdorf (Thụy Sĩ).
Thậm chí trước đó, vào năm 1960, Philips đã sản xuất các khối Series-1, 40-Series và NORbit tương tự như các phần tử của bộ điều khiển logic có thể lập trình để thay thế các rơle trong hệ thống điều khiển công nghiệp; dòng sản phẩm này thậm chí còn có một mạch hẹn giờ tương tự như vi mạch 555 nổi tiếng. Các mô-đun đã được sản xuất của Philips và các chi nhánh của họ Mullard và Valvo (đừng nhầm với Volvo!) Và được sử dụng trong tự động hóa nhà máy cho đến giữa những năm 1970.
Ngay cả ở Đan Mạch, trong quá trình sản xuất Electrologica X1 vào năm 1958, các mô-đun nhỏ nhiều màu đã được sử dụng, tương tự như những viên gạch Lego được người Đan Mạch yêu thích. Ở CHDC Đức, tại Viện Máy tính thuộc Đại học Kỹ thuật Dresden, vào năm 1959, Giáo sư Nikolaus Joachim Lehmann đã chế tạo khoảng 10 máy tính thu nhỏ cho sinh viên của mình, có nhãn D4a, họ sử dụng một gói bóng bán dẫn tương tự.
Công việc khảo sát được tiến hành liên tục, từ cuối những năm 1940 đến cuối những năm 1950. Vấn đề là không có nhiều thủ thuật mã hóa nào có thể giải quyết được sự chuyên chế của các con số, một thuật ngữ được đặt ra bởi Jack Morton, phó chủ tịch Bell Labs trong bài báo IRE trong Kỷ yếu năm 1958 của ông.
Vấn đề là số lượng các thành phần rời rạc trong máy tính đã đạt đến giới hạn. Máy móc gồm hơn 200.000 mô-đun riêng lẻ hóa ra không hoạt động được - mặc dù thực tế là các bóng bán dẫn, điện trở và điốt tại thời điểm này đã có độ tin cậy cao. Tuy nhiên, ngay cả xác suất hỏng hóc tính bằng phần trăm của phần trăm, nhân với hàng trăm nghìn bộ phận, cũng cho thấy một cơ hội đáng kể rằng một cái gì đó sẽ bị hỏng trong máy tính tại bất kỳ thời điểm nào. Việc lắp đặt gắn trên tường, với hàng dặm dây và hàng triệu điểm tiếp xúc hàn, càng làm cho vấn đề trở nên tồi tệ hơn. IBM 7030 vẫn là giới hạn về độ phức tạp của những chiếc máy rời rạc thuần túy, ngay cả thiên tài của Seymour Cray cũng không thể khiến chiếc CDC 8600 phức tạp hơn nhiều hoạt động ổn định.
Khái niệm chip lai
Vào cuối những năm 1940, Phòng thí nghiệm Vô tuyến Trung ương ở Hoa Kỳ đã phát triển cái gọi là công nghệ màng dày - các vết và các phần tử thụ động được áp dụng cho chất nền gốm bằng một phương pháp tương tự như sản xuất bảng mạch in, khi đó các bóng bán dẫn khung hở được hàn vào chất nền và tất cả điều này đã được niêm phong.
Đây là cách mà khái niệm về cái gọi là vi mạch lai ra đời.
Năm 1954, Hải quân rót thêm 5 triệu đô la để tiếp tục chương trình Tinkertoy bị thất bại, quân đội thêm 26 triệu đô la vào đầu. Các công ty RCA và Motorola đã bắt tay vào kinh doanh. Ý tưởng đầu tiên đã cải tiến ý tưởng về CRL, phát triển nó thành cái gọi là vi mạch màng mỏng, kết quả của công trình thứ hai là, trong số những thứ khác, gói TO-3 nổi tiếng - chúng tôi nghĩ rằng bất kỳ ai đã từng thấy bất kỳ thiết bị điện tử nào cũng sẽ nhận ra ngay những vòng tròn khổng lồ này bằng đôi tai. Năm 1955, Motorola đã phát hành bóng bán dẫn XN10 đầu tiên của mình trong đó và vỏ được chọn sao cho phù hợp với ổ cắm mini từ ống Tinkertoy, do đó có hình dạng dễ nhận biết. Nó cũng được bán tự do và đã được sử dụng từ năm 1956 trong radio xe hơi, và sau đó ở khắp mọi nơi, những trường hợp như vậy vẫn được sử dụng cho đến nay.
Đến năm 1960, các vật liệu lai (nói chung, bất cứ thứ gì họ gọi - tổ hợp vi mô, vi mô, v.v.) được quân đội Hoa Kỳ sử dụng đều đặn trong các dự án của họ, thay thế các gói bóng bán dẫn vụng về và nặng nề trước đây.
Giờ tốt nhất của micromodules đã đến vào năm 1963 - IBM cũng phát triển các mạch lai cho dòng S / 360 của mình (được bán với số lượng một triệu bản, thành lập một dòng máy tương thích, được sản xuất cho đến nay và được sao chép (hợp pháp hoặc không) ở khắp mọi nơi - từ Nhật Bản cho Liên Xô). mà họ gọi là SLT.
Các vi mạch tích hợp không còn là điều mới lạ nữa, nhưng IBM đã đúng là lo sợ về chất lượng của chúng, và đã quen với việc nắm trong tay một chu trình sản xuất hoàn chỉnh. Đặt cược là hợp lý, máy tính lớn không chỉ thành công, nó còn trở thành huyền thoại như máy tính IBM PC và tạo ra cuộc cách mạng tương tự.
Đương nhiên, trong các mô hình sau này, chẳng hạn như S / 370, công ty đã chuyển sang sử dụng các vi mạch chính thức, mặc dù trong cùng một hộp nhôm có nhãn hiệu. SLT trở thành sự thích ứng lớn hơn và rẻ hơn nhiều của các mô-đun lai nhỏ bé (chỉ có kích thước 7, 62x7, 62 mm), được họ phát triển vào năm 1961 cho IBM LVDC (máy tính tích hợp ICBM, cũng như chương trình Gemini). Điều buồn cười là các mạch lai đã hoạt động ở đó cùng với TI SN3xx tích hợp đầy đủ.
Tuy nhiên, việc tán tỉnh công nghệ màng mỏng, các gói sản phẩm không tiêu chuẩn của microtransistor và những thứ khác ban đầu chỉ là ngõ cụt - một biện pháp nửa vời không cho phép chuyển sang một cấp độ chất lượng mới, tạo ra một bước đột phá thực sự.
Và bước đột phá là bao gồm một cách triệt để, theo thứ tự độ lớn, giảm số lượng các nguyên tố và hợp chất rời rạc trong một máy tính. Những gì cần thiết không phải là các lắp ráp phức tạp, mà là các sản phẩm tiêu chuẩn nguyên khối, thay thế toàn bộ các vị trí của bo mạch.
Nỗ lực cuối cùng để loại bỏ thứ gì đó ra khỏi công nghệ cổ điển là sự hấp dẫn đối với cái gọi là điện tử chức năng - một nỗ lực phát triển các thiết bị bán dẫn nguyên khối thay thế không chỉ điốt và điốt chân không mà còn cả các loại đèn phức tạp hơn - thyratron và decatron.
Năm 1952, Jewell James Ebers của Bell Labs đã tạo ra một bóng bán dẫn "steroid" bốn lớp - một thyristor, một chất tương tự của thyratron. Shockley trong phòng thí nghiệm của mình vào năm 1956 bắt đầu công việc tinh chỉnh việc sản xuất hàng loạt một diode bốn lớp - một diodeor, nhưng bản tính hay cãi vã và chứng hoang tưởng bắt đầu của anh ta đã không cho phép hoàn thành vụ án và phá hỏng nhóm.
Các công trình của năm 1955-1958 với cấu trúc thyristor germani không mang lại kết quả gì. Vào tháng 3 năm 1958, RCA đã sớm công bố thanh ghi dịch chuyển mười bit Walmark như một "khái niệm mới trong công nghệ điện tử", nhưng các mạch thyristor germanium thực tế không hoạt động được. Để thiết lập sản xuất hàng loạt, cần phải có cùng một mức độ vi điện tử như đối với các mạch nguyên khối.
Thyristor và dinistors được tìm thấy ứng dụng của chúng trong công nghệ, nhưng không phải trong công nghệ máy tính, sau khi các vấn đề trong sản xuất của chúng được giải quyết nhờ sự ra đời của quang khắc.
Tư tưởng tươi sáng này đã được ba người trên thế giới đến thăm gần như đồng thời. Người Anh Jeffrey Dahmer (nhưng chính phủ của anh ta đã để anh ta thất vọng), Jack St. Clair Kilby người Mỹ (anh ta may mắn cho cả ba - giải Nobel cho việc tạo ra IP) và người Nga - Yuri Valentinovich Osokin (kết quả là một lai giữa Dahmer và Kilby: anh ta được phép tạo ra một vi mạch rất thành công, nhưng cuối cùng họ đã không phát triển theo hướng này).
Chúng ta sẽ nói về cuộc chạy đua giành khu công nghiệp đầu tiên và cách Liên Xô gần như giành được ưu tiên trong lĩnh vực này trong thời gian tới.
