Ushbu chipning paydo bo'lishi chipning rivojlanishini o'zgartirdi!
1970-yillarning oxirida 8-bitli protsessorlar o'sha paytda ham eng ilg'or texnologiya edi va CMOS jarayonlari yarimo'tkazgichlar sohasida noqulay ahvolda edi. AT&T Bell Labs muhandislari IBM va Intel’dan o‘zib ketgan, chip ishlashi bo‘yicha raqobatchilarni ortda qoldirib, 3,5 mikronli CMOS-ning ilg‘or ishlab chiqarish jarayonlarini innovatsion 32-bitli protsessor arxitekturalari bilan birlashtirib, kelajakka dadil qadam tashlashdi.
Garchi ularning ixtirosi Bellmac-32 mikroprotsessori Intel 4004 (1971 yilda chiqarilgan) kabi oldingi mahsulotlarning tijorat muvaffaqiyatiga erisha olmagan bo'lsa-da, uning ta'siri juda katta edi. Bugungi kunda deyarli barcha smartfonlar, noutbuklar va planshetlardagi chiplar Bellmac-32 tomonidan ishlab chiqilgan qo'shimcha metall oksidi yarimo'tkazgich (CMOS) tamoyillariga tayanadi.
1980-yillar yaqinlashdi va AT&T o'zini o'zgartirishga harakat qildi. O'nlab yillar davomida "Ona Bell" laqabli telekommunikatsiya giganti Qo'shma Shtatlardagi ovozli aloqa biznesida hukmronlik qilgan va uning sho''ba korxonasi Western Electric Amerika uylari va ofislarida deyarli barcha umumiy telefonlarni ishlab chiqargan. AQSh federal hukumati AT&T biznesini monopoliyaga qarshi asosda parchalashga undadi, ammo AT&T kompyuter sohasiga kirish imkoniyatini ko'rdi.
Bozorda allaqachon yaxshi o'rnatilgan kompyuter kompaniyalari bilan AT&T uni ushlash qiyin edi; uning strategiyasi sakrash edi va Bellmac-32 tramplin edi.
Bellmac-32 chiplari oilasi IEEE Milestone mukofoti bilan taqdirlandi. Taqdimot marosimlari bu yil Nyu-Jersi shtati Myurrey-Xill shahridagi Nokia Bell Labs kampusida va Kaliforniyaning Mauntin-Vyu shahridagi Kompyuter tarixi muzeyida bo'lib o'tadi.
NOKSAL CHIP
8-bitli chiplarning sanoat standartiga rioya qilish o'rniga, AT&T rahbarlari Bell Labs muhandislarini inqilobiy mahsulotni ishlab chiqishga chaqirdilar: 32 bitli ma'lumotlarni bir soat siklida uzatishga qodir bo'lgan birinchi tijorat mikroprotsessor. Buning uchun nafaqat yangi chip, balki yangi arxitektura - telekommunikatsiya kommutatsiyasini boshqaradigan va kelajakdagi hisoblash tizimlarining asosi bo'lib xizmat qiladigan yangi arxitektura ham kerak edi.
Nyu-Jersi shtatidagi Bell Labs’ning Holmdel shahridagi arxitektura guruhini boshqaradigan Maykl Kondri: “Biz shunchaki tezroq chip yaratmayapmiz”, dedi. "Biz ovoz va hisoblashni qo'llab-quvvatlay oladigan chipni loyihalashga harakat qilmoqdamiz."
O'sha paytda CMOS texnologiyasi NMOS va PMOS dizaynlariga istiqbolli, ammo xavfli alternativ sifatida ko'rilgan. NMOS chiplari butunlay tez, lekin quvvat talab qiladigan N tipidagi tranzistorlarga tayangan, PMOS chiplari esa musbat zaryadlangan teshiklarning harakatiga tayangan, bu juda sekin edi. CMOS quvvatni tejash bilan birga tezlikni oshiruvchi gibrid dizayndan foydalangan. CMOS ning afzalliklari shunchalik jozibali ediki, sanoat tez orada ikki baravar ko'proq tranzistorlar (har bir darvoza uchun NMOS va PMOS) kerak bo'lsa ham, bunga arziydi.
Mur qonuni bilan tavsiflangan yarimo'tkazgich texnologiyasining jadal rivojlanishi bilan tranzistor zichligini ikki baravar oshirish narxi boshqarilishi mumkin bo'ldi va oxir-oqibat ahamiyatsiz bo'ldi. Biroq, Bell Labs ushbu yuqori xavfli o'yinni boshlaganida, keng ko'lamli CMOS ishlab chiqarish texnologiyasi isbotlanmagan va narxi nisbatan yuqori edi.
Bu Bell laboratoriyalarini qo'rqitmadi. Kompaniya Xolmdel, Myurrey Xill va Illinoys shtatining Nepervil shaharlaridagi kampuslari tajribasiga tayangan va yarimo'tkazgich muhandislarining "orzular jamoasi"ni to'plagan. Jamoa tarkibiga Kondri, chiplar dizayni bo‘yicha o‘sib borayotgan yulduz Stiv Kon, boshqa mikroprotsessor dizayneri Viktor Xuang va AT&T Bell Labs kompaniyasining o‘nlab xodimlari kirgan. Ular 1978 yilda yangi CMOS jarayonini o'zlashtirishni va noldan 32 bitli mikroprotsessorni qurishni boshladilar.
Dizayn arxitekturasidan boshlang
Kondrey sobiq IEEE aʼzosi boʻlgan va keyinchalik Intelning bosh texnologiya direktori boʻlib ishlagan. U rahbarlik qilgan arxitektura jamoasi unix operatsion tizimi va C tilini qo'llab-quvvatlaydigan tizimni yaratishga sodiq edi. O'sha paytda Unix va C tili hali o'zlarining go'daklik davrida edi, ammo ular hukmronlik qilishlari kerak edi. O'sha paytdagi o'ta qimmatli xotira chegarasidan (KB) o'tish uchun ular kamroq bajarish bosqichlarini talab qiladigan va bir soat siklida vazifalarni bajarishi mumkin bo'lgan murakkab ko'rsatmalar to'plamini taqdim etdilar.
Muhandislar, shuningdek, VersaModule Eurocard (VME) parallel avtobusini qo'llab-quvvatlaydigan chiplarni ishlab chiqdilar, bu taqsimlangan hisoblashni ta'minlaydi va bir nechta tugunlarga parallel ravishda ma'lumotlarni qayta ishlashga imkon beradi. VME-mos keladigan chiplar, shuningdek, ularni real vaqt rejimida boshqarish uchun ishlatishga imkon beradi.
Jamoa o'zining Unix versiyasini yozdi va sanoat avtomatlashtirish va shunga o'xshash ilovalar bilan mosligini ta'minlash uchun unga real vaqt rejimida imkoniyatlar berdi. Bell Labs muhandislari domino mantiqini ham ixtiro qildilar, bu murakkab mantiqiy eshiklardagi kechikishlarni kamaytirish orqali ishlov berish tezligini oshirdi.
Jen-Xsun Huang boshchiligidagi Bellmac-32 moduli bilan qo'shimcha sinov va tekshirish usullari ishlab chiqildi va joriy etildi, bu murakkab chip ishlab chiqarishda nolga yoki nolga yaqin nuqsonlarga erishdi. Bu juda katta miqyosdagi integral mikrosxemalar (VLSI) testining dunyoda birinchisi edi. Bell Labs muhandislari tizimli rejani ishlab chiqdilar, hamkasblarining ishini qayta-qayta tekshirdilar va oxir-oqibat bir nechta chip oilalari bo‘ylab uzluksiz hamkorlikka erishdilar, natijada to‘liq mikrokompyuter tizimi paydo bo‘ldi.
Keyinchalik eng qiyin qism keladi: chipning haqiqiy ishlab chiqarilishi.
Keyinchalik Koreya Ilg'or Fan va Texnologiya Instituti (KAIST) prezidenti va IEEE a'zosi bo'lgan Kang: "O'sha paytda dizayn, sinov va yuqori mahsuldor ishlab chiqarish texnologiyalari juda kam edi", deb eslaydi. Uning ta'kidlashicha, to'liq chiplarni tekshirish uchun SAPR vositalarining etishmasligi jamoani katta o'lchamdagi Calcomp chizmalarini chop etishga majbur qildi. Ushbu sxemalar kerakli natijani berish uchun tranzistorlar, simlar va o'zaro ulanishlarni chip ichida qanday joylashtirish kerakligini ko'rsatadi. Jamoa ularni lenta bilan polga yig'ib, yon tomonida 6 metrdan oshiq chizilgan ulkan kvadrat hosil qildi. Kang va uning hamkasblari har bir sxemani rangli qalamlarda chizib, uzilgan ulanishlar va bir-birining ustiga chiqqan yoki noto'g'ri ishlov berilgan o'zaro bog'lanishlarni qidirdilar.
Jismoniy dizayn tugallangach, jamoa yana bir qiyinchilikka duch keldi: ishlab chiqarish. Chipslar Pensilvaniya shtatining Allentaun shahridagi Western Electric zavodida ishlab chiqarilgan, ammo Kangning eslashicha, rentabellik darajasi (ishlash va sifat standartlariga javob beradigan gofretdagi chiplarning ulushi) juda past edi.
Buni hal qilish uchun Kang va uning hamkasblari har kuni Nyu-Jersi shtatidan zavodga bordilar, yenglarini shimarib, do‘stlik o‘rnatish va zavod ishlab chiqarmoqchi bo‘lgan eng murakkab mahsulot haqiqatan ham shu yerda tayyorlanishi mumkinligiga hammani ishontirish uchun pol supurish va sinov uskunalarini kalibrlash kabi zarur bo‘lgan ishni qilishdi.
"Jamoani shakllantirish jarayoni muammosiz o'tdi", dedi Kang. "Bir necha oy o'tgach, Western Electric talabdan oshib ketadigan miqdorda yuqori sifatli chiplarni ishlab chiqarishga muvaffaq bo'ldi."
Bellmac-32 ning birinchi versiyasi 1980 yilda chiqarilgan, ammo u umidlarni oqlay olmadi. Uning ishlash maqsadi chastotasi 4 MGts emas, balki faqat 2 MGts edi. Muhandislar o‘sha paytda foydalanayotgan zamonaviy Takeda Riken sinov uskunasi nuqsonli ekanligini, zond va sinov kallagi o‘rtasida elektr uzatish liniyalari effektlari noto‘g‘ri o‘lchovlarga sabab bo‘lganini aniqladi. Ular Takeda Riken jamoasi bilan o‘lchov xatolarini tuzatish uchun tuzatish jadvalini ishlab chiqishda ishladilar.
Ikkinchi avlod Bellmac chiplari soat tezligi 6,2 MGts dan, ba'zan esa 9 MGts dan oshdi. O'sha paytda bu juda tez deb hisoblangan. 1981 yilda IBM o'zining birinchi shaxsiy kompyuterida chiqargan 16 bitli Intel 8088 protsessorining soat tezligi bor-yo'g'i 4,77 MGts edi.
Nima uchun Bellmac-32 ishlamadi't asosiy oqimga aylanadi
Va'da qilinganiga qaramay, Bellmac-32 texnologiyasi keng ko'lamda tijoratda qo'llanilmadi. Condreyning so'zlariga ko'ra, AT&T 1980-yillarning oxirida uskunalar ishlab chiqaruvchi NCRni ko'rib chiqa boshladi va keyinchalik sotib olishga aylandi, bu kompaniya turli xil chipli mahsulotlarni qo'llab-quvvatlashni tanladi. Bu vaqtga kelib Bellmac-32 ning ta'siri kuchayib bora boshladi.
"Bellmac-32 dan oldin NMOS bozorda hukmronlik qilgan", dedi Kondri. "Ammo CMOS landshaftni o'zgartirdi, chunki u uni fabda amalga oshirishning yanada samarali usuli ekanligini isbotladi."
Vaqt o'tishi bilan bu amalga oshirish yarimo'tkazgich sanoatini qayta shakllantirdi. CMOS zamonaviy mikroprotsessorlar uchun asos bo'lib, ish stoli kompyuterlari va smartfonlar kabi qurilmalarda raqamli inqilobni kuchaytiradi.
Bell Laboratoriyalarining dadil tajribasi - sinovdan o'tmagan ishlab chiqarish jarayonidan foydalangan holda va chip arxitekturasining butun avlodini qamrab olgan - texnologiya tarixidagi muhim bosqich bo'ldi.
Professor Kang ta'kidlaganidek: "Biz mumkin bo'lgan narsalarning boshida edik. Biz shunchaki mavjud yo'lni bosib o'tmagan edik, biz yangi yo'lni ochdik". Keyinchalik Singapur Mikroelektronika instituti direktorining oʻrinbosari boʻlgan va ayni paytda IEEE ilmiy xodimi boʻlgan professor Xuang shunday qoʻshimcha qiladi: “Bu nafaqat chip arxitekturasi va dizayni, balki keng miqyosli chiplarni tekshirishni ham oʻz ichiga oladi – SAPR yordamida, lekin bugungi raqamli simulyatsiya vositalari yoki hatto non panellarisiz (doimiy ulangan komponentlar yordamida elektron tizim sxemasini tekshirishning standart usuli).
Kondri, Kang va Xuang o'sha vaqtni yaxshi ko'rishadi va Bellmac-32 chiplari oilasini yaratishga imkon bergan ko'plab AT&T xodimlarining mahorati va fidoyiligiga qoyil qolishlarini izhor qilishadi.
Xabar vaqti: 2025-yil 19-may