25 microchips that shook the world / SurprizingFacts


In the development of microchips, as in life, small things sometimes add up to significant phenomena. Invent a clever chip, create it from a strip of silicon, and your little creature can lead to a technological revolution. This happened with the Intel 8088 microprocessor. And with Mostek MK4096 4-kilobit DRAM. And with the Texas Instruments TMS32010 digital signal processor.

Among the many excellent chips that appeared in factories during the fifty years of the reign of integrated circuits, one small group stands out. Their schemes turned out to be so advanced, so unusual, so ahead of their time, that we no longer had technological cliches to describe them. Suffice it to say that they gave us the technology that made our fleeting and usually dull existence in this universe bearable.

We prepared a list of 25 IPs that, in our opinion, deserved an honorable place on the mantelpiece of the house that Jack built Kilby and Robert Noyce [изобретатели интегральной схемы – прим. перев.]. Some of them turned into a long-playing icon for worshiping chip lovers: for example, the Signetics 555 timer. Others, for example, the Fairchild 741 operational amplifier, became elementary examples of circuits. Some, for example, microcontrollers PIC from Microchip Technology, were sold in billions, and are still being sold. Several special chips, such as flash memory from Toshiba, have created new markets. And at least one has become a symbol of geeks in pop culture. The question: on which processor works Bender, an alcoholic, a smoker and a damnable robot from Futurama? Answer: MOS Technology 6502.

Combines all these chips with the fact that partly and because of them too, engineers rarely go out for walks to the street.

Of course, such lists are rather controversial. Someone can accuse us of whims and that we have missed something. Why did we choose Intel 8088, not the first, 4004? Where is the RCA 1802 military-grade military processor, which was the brain of many spacecraft?

If you require one outcome of the introduction, then let it be as follows: our list is what's left after a lot of weeks of arguments to hoarseness Between the author, his trusted sources and several editors of the IEEE Spectrum. We did not try to create an exhaustive enumeration of each chip that has become a technological breakthrough or has learned commercial success. We also did not include in the list chips, the greatest in fact, but so unknown that they remember only the five engineers who developed them. We concentrated on chips that have become unique, interesting, and amazing. We chose chips of different types, from large and small companies, created long ago and recently. Most of all, we selected IP, which affected the lives of many people – chips that became part of the world-shaken gadgets that symbolized technological trends, or simply made people happy.

Each chip is accompanied by a description of how it appeared, why it was innovative, Comments are given by engineers and directors involved in the development. This collection is not for a historical archive, so we did not build them in chronological order, either by type or by importance. We randomly placed them in an article so that it was interesting to read. After all, history is, in fact, rather sloppy.

Signetics NE555 Timer (1971)

It was in the summer of 1970. The developer of chips Hans Kamenzind [Hans Camenzind] probably knew a lot about Chinese restaurants, because his small office was sandwiched between two restaurants in the suburbs of Sunnyvale, California. Kamentsind worked as a consultant for Signetics, a local firm that operated on the semiconductor market. The economy was flying into the abyss. He earned less than $ 15,000 a year, and at home he had a wife and four children. He urgently needed to invent something worthwhile.

And he coped. And he invented one of the greatest chips of all time. 555 was a simple IC, capable of working as a timer or oscillator. It will become the most sold among analog semiconductor circuits, will appear in kitchen appliances, toys, space vehicles and thousands of other things.

"But they almost decided not to do it," recalls Kamentsind, who continues to develop chips in his 75th , Although it does this very far from any Chinese restaurant.

The idea of ​​the 555th came to him while working on the phase synchronization circuit. With minor corrections, the circuit could work as a simple timer. You activate it, and it works for a certain period of time. It sounds simple, but then nothing like that happened.

Initially, the Signetics engineering department rejected this idea. The company already sold components, from which customers could make timers. Everything could end there, but Kamenzind insisted. He went to see Artu Fury, the marketing manager of the company. Fury liked the idea.

Kamentsind almost a year tested prototypes on boards for prototyping, drew components on paper and film photomask Rubylith. "All this was done manually, without any computers," he says. In the final scheme was 23 transistors, 16 resistors and 2 diodes.

Entering the market in 1971, the chip 555 became a sensation. In 1975, Signetics absorbed Philips Semiconductors, now known as NXP, claiming that sales were estimated at billions. Engineers still use 555 to create useful electronic modules, as well as less useful items such as the "Knight of the Road" radiator grille illumination.

Texas Instruments TMC0281 Speech Synthesizer (1978)

If it were not for TMC0281, ET I could never "call home". This is because the TMC0281, the first speech synthesizer on a single chip, was the heart (or, probably, the mouth?) Of the Speak & Spell educational toy from Texas Instruments. In Steven Spielberg's film, a flat-faced alien uses it to build an interplanetary communicator (to be precise, in addition he uses a hanger, a coffee can, and a circular).

TMC0281 synthesized voice using linear prediction coding. The sound came from a mixture of buzzing, hissing and clicking. This was an unexpected solution to a task that was thought to be "impossible to solve with the help of IP," says Jean Franz, one of the four engineers who developed the toy, and is still working at TI. Variants of this chip were used in Atari arcade games and cars from Chrysler on the K platform. In 2001, TI sold the Sensory speech synthesizer line, which stopped their release in 2007. But if you ever need to make a phone call a very, very long distance, you can find Speak & Spell toys in excellent condition on eBay for $ 50.

MOS Technology 6502 Microprocessor (1975)

] When the plump-footed geek introduced this chip into the computer and loaded it, the heart of the universe was momentarily frozen. This boom was Steve Wozniak, a computer – Apple I, and a chip – 6502, an 8-bit microprocessor developed at MOS Technology. Chip has become the main brain of incredibly fruitful computers such as Apple II, Commodore PET, BBC Micro, not to mention gaming systems like Nintendo and Atari. Chuck Pedl, one of the creators of the chip, recalls how they presented their 6502 at a trade show in 1975. "We had two glass decanter chips," he says, "and my wife sat and sold them." The buyers were a whole crowd. The reason is that 6502 was not just faster than competitors, but also much cheaper. It cost $ 25 when Intel 8080 and Motorola 6800 cost $ 200 each.

The breakthrough, as Bill Mensch says, who created 6502 with Peddle, was a minimal set of instructions and a new production process that "gave out 10 times more usable chips than Competitors ". 6502 almost alone forced the cost of processors to fall, which helped to start the revolution of personal computers. Some embedded systems still use it. Interestingly, 6502 also serves as the electronic brain of Bender, a robot from Futurama, as evidenced by the episode from 1999.

Texas Instruments TMS32010 Digital Signal Processor (1983)

Texas is known for a variety of great things, such as cowboy hat, rustic steak, Dr Pepper, and TMS32010, a digital signal processor. It was not the first DSP (the first was DSP-1 from Western Electric, which appeared in 1980), but it was the fastest of them. He could calculate the multiplication for 200 ns – this kind of property caused the engineers a pleasant sensation in the whole body. Moreover, he could execute instructions both with ROM on the chip and with external RAM, while competitors had no such possibilities. "This has made the development of programs for the TMS32010 flexible, exactly the same as for microcontrollers and microprocessors," says Vanda Gass, a member of the DSP development team still working in TI. The chip cost $ 500 and for the first year it sold 1,000 pieces. Gradually, sales grew, and DSP became part of modems, medical devices and military systems. Yes, and one more application is a crooked doll in Chucky style, Worlds of Wonder's Julie, who could talk and sing. Chip became the first of a large DSP family to earn a TI fortune.

Microchip Technology PIC 16C84 Microcontroller (1993)

In the early 1990s, the huge universe of 8-bit microcontrollers belonged to one company, the almighty Motorola . And then there was a small competitor with an unnamed name Microchip Technology. He developed the PIC 16C84, which included a memory called EEPROM – electrically erasable reprogrammable ROM. He did not need ultraviolet for erasure, as he needed his predecessor, EPROM. "After that, users could change their code on the fly," says Rod Drake, the main chip developer who now works as a director at Microchip. What is more pleasant, the chip cost $ 5, four times cheaper than the alternatives, most of which did Motorola. 16C84 has found application in smart cards, control panels and wireless keys for cars. This was the beginning of a line of microcontrollers that have become electronic superstars for both Fortune 500 companies and for amateurs to solder something at home. Six billion copies of the chip were used in industrial controllers, unmanned aerial vehicles, digital pregnancy tests, chip fireworks, decorations with LEDs, and septic tank fill sensors called Turd Alert.

Fairchild Semiconductor μA741 Op- Amp (1968)

The operational amplifier is sliced ​​bread of analog development. You will always need a couple of tricks, and they can be combined with anything and get something edible. The developers with their help make audio and video preamps, voltage comparators, precise rectifiers and many other systems included in everyday electronics.

In 1963, 26-year-old engineer Robert Widlar developed the first monolithic operational amplifier on an integrated circuit, μA702, for Fairchild Semiconductor. They sold them for $ 300. Then Widlar issued an improved circuit, μA709, reducing the cost to $ 70 and bringing the chip to a huge commercial success. They say that the reckless Widlar asked for an increase after that, and when he did not get it, he resigned. National Semiconductor company with great pleasure hired a friend who at that time helped establish the discipline of analog IC design. In 1967, Widlar again improved the operational amplifier by making LM101.

And while Fairchild's managers were worried about the sudden emergence of competition, in their lab, the newly hired David Fullagar carefully studied the LM101. He realized that the chip, albeit brilliantly created, had a couple of shortcomings. To avoid frequency distortion, engineers had to attach an external capacitor to it. In addition, the input part of the IC, the so-called. Front-end, some chips were too sensitive to noise due to the inconsistent quality of semiconductor manufacturing.

"The front end looked done hastily," he says.

Fulghagar started his own development. He expanded the limitations of semiconductor production by introducing a capacitor of 30 pF into the chip. But how to improve the front-end? The solution was simple: "I just got lighted up when I was driving" – and consisted of a couple of additional transistors. They made the amplifier smoother, and the quality of production more constant.

Fulghagar took his design to the head of the laboratory named Gordon Moore, and he sent her to the commercial department of the company. The new μA741 chip became the standard among operational amplifiers. This IP and Fairchild's competitors created by the competition were sold in hundreds of millions. Now at $ 300, which was requested for its predecessor 702, you can buy a thousand 741 chips.

Intersil ICL8038 Waveform Generator (circa 1983)

Critics scoffed at the limited performance of ICL8038 and its propensity for unstable behavior. This chip, the generator of sinusoidal, rectangular, triangular, and other waves, really behaved somewhat capriciously. But the engineers soon learned how to use it reliably, and the 8038 was a hit that was sold as a result of hundreds of millions that found countless applications – for example, Mug synthesizers and "blue boxes" used by phreakers to crack telephone companies in the 1980s. The component was so popular that the company released a document entitled "Everything you always wanted to know about ICL8038". An example of a question from there: "Why, after connecting 7 and 8 contacts, the IC works best in conditions of temperature change?" Intersil stopped production of 8038 in 2002, but amateurs still search for them and make home functional converters and termenvks.

Western Digital WD1402A UART (1971)

Gordon Bell is known for a series of PDP minicomputers launched in the 1960s by Digital Equipment Corp. He also invented a lesser known, but no less important chip: a universal asynchronous receiver / transmitter, UART. Bell needed circuits for connecting Teletype and PDP-1, and this required converting parallel signals to serial signals, and vice versa. Its implementation included 50 separate components. Western Digital, a small company that manufactured chips for calculators, offered to make UART on a single chip. The founder of the company, Al Phillips, still remembers how his vice president of development showed him the sheets of film with the scheme, ready for production. "I looked at them for a minute and found an open loop," Phillips says. "The vice-president had a fit of hysteria." Western Digital introduced the WD1402A around 1971, and was soon followed by other options. Now UART is widely used in modems, computer peripherals and other equipment.

Acorn Computers ARM1 Processor (1985)

In the early 1980s Acorn Computers was a small company with a large product. Located in Cambridge, England, the firm sold more than 1.5 million micro-desktop BBC. It's time to develop a new model, and the engineers decided to make a 32-bit microprocessor on their own. They called it the Acorn RISC Machine, or ARM. The engineers knew that the task would not be easy. They were almost ready for the fact that insurmountable problems would force them to abandon the project. "The team was so small that every decision had to be applied, giving priority to simplicity – or we will never end it!" Says one of the developers Steve Förber, now a professor at Manchester University. In the end, simplicity became the main feature of the product. ARM was small, consumed a little, programming for it was easy. Sophie Wilson, who developed the set of instructions, still remembers how they first tested the chip on the computer. "We wrote 'PRINT PI', and he gave the right answer," she says. "We opened champagne." In 1990 Acorn allocated ARM to a separate unit, and the architecture began to dominate the field of embedded 32-bit processors. More than 10 billion ARM cores were used in all sorts of gadgets, including one of the most shameful failures of Apple, the Newton handheld, and one of its most deafening successes, the iPhone.

Kodak KAF-1300 Image Sensor (1986)

The Kodak DCS 100 digital camera, which appeared in 1991, cost $ 13,000 and required external memory blocks weighing 5 kg, which users had to wear on their shoulders. But still, in the electronics of the camera, located in the Nikon F3, there was one impressive component: a chip the size of a fingernail, capable of taking photos with a resolution of 1.3 megapixels, which made it possible to take pictures of acceptable quality of 7 "x5". "At the time, 1 megapixel was a magical number," says Eric Stevens, the chip's main developer still working at Kodak. This chip – a real two-phase device with charge coupling – became the basis of future CCD sensors, launching the digital photography revolution. What was the very first photo taken with the help of KAF-1300? "Um," says Stevens, "we just sent the sensor to the lab wall."

IBM Deep Blue 2 Chess Chip (1997)

On one side of the board is a half kilo of gray matter. On the other – 480 chess chips. People eventually lost to computers in 1997, when a computer playing chess from IBM Deep Blue won the then world champion, Garry Kasparov. Each of Deep Blue chips consisted of 1.5 million transistors located in a logical array that calculated the moves – as well as from RAM and ROM. All together, the chips could handle 200 million chess positions per second. Эта грубая сила, скомбинированная с хитрыми функциями оценки игры, и выдавала ходы, названные Каспаровым «некомпьютерными». «Они оказывали серьёзное психологическое давление», – вспоминает главный автор Deep Blue, Фэн Сюн Сю, работающий сегодня в Microsoft.

Transmeta Corp. Crusoe Processor (2000)

Большие возможности подразумевают большие радиаторы. И мало живущую батарейку. И безумное энергопотребление. Поэтому целью Transmeta была разработка процессора с низким потреблением энергии, обставившего бы прожорливые аналоги от Intel и AMD. По плану, ПО должно переводить инструкции x86 на лету в машинный код Crusoe, а его эффективный параллелизм экономил бы время и энергию. Его рекламировали, как величайшее достижение со времён создания кремниевых подложек, и одно время так и было. «Инженеры-волшебники вызвали золото процессоров» – так было написано на обложке IEEE Spectrum от мая 2000 года. Crusoe и его преемник, Efficeon, «доказали, что динамическая двоичная трансляция может быть коммерчески успешной», – говорит Дэвид Дитцель, сооснователь Transmeta, сегодня работающий в Intel. К сожалению, добавляет он, чипы появились за несколько лет до активного развития рынка компьютеров с малым энергопотреблением. И, хотя Transmeta не выполнила своих обещаний, при помощи лицензий и судебных исков она заставила Intel и AMD охладить их пыл.

Texas Instruments Digital Micromirror Device (1987)

18 июня 1999 Ларри Хорнбек повёл свою жену Лору на свидание. Они пошли смотреть «Звёздные войны, эпизод 1» в кинотеатре Бёрбанка, Калифорния. Седеющий инженер не был ярым фанатом джедаев. Они пошли туда из-за проектора. В нём использовался чип – цифровое микрозеркальное устройство – изобретённое Хорнбеком для Texas Instruments. Чип использует миллионы поворотных микроскопических зеркал, чтобы направлять свет через линзу проектора. Этот просмотр был «первой цифровой демонстрацией крупной кинокартины», – говорит Хорнбек. Сегодня кинопроекторы использующие технологию DLP работают в тысячах кинотеатров. Они также используются в проекторных телевизорах, офисных проекторах и крохотных проекторах сотовых телефонов. «Перефразируя Гудини, – говорит Хорнбек, – микрозеркала, джентльмены. Эффект создаётся при помощи микрозеркал».

Intel 8088 Microprocessor (1979)

Был ли какой-то единственный чип, затащивший Intel в список Fortune 500? Компания говорит, что был: 8088. Это был 16-битный ЦП, который IBM выбрала для своей первоначальной линейки ПК, пришедшей к доминированию на рынке настольных компьютеров.

По странной превратности судьбы, название чипа, ставшего известным поддержкой архитектуры x86, не оканчивалось на «86». 8088-й был небольшой переделкой 8086-го, первого 16-битного чипа Intel. Или, как сказал инженер Intel Стивен Морс, 8088 был «кастрированной версией 8086». Это потому, что основной инновацией нового чипа был не шаг вперёд: 8088 обрабатывал данные 16-битными словами, используя при этом 8-битную внешнюю шину данных.

Менеджеры Intel не раскрывали детали проекта 8088 до тех пор, пока дизайн 8086 не был почти закончен. «Управление не хотело задерживать 8086 даже на день, сообщая нам, что раздумывают над 8088», – говорит Питер Столл, ведущий инженер проекта 8086, работавший немного и над 8088.

Только после появления первого рабочего 8086 Intel передала чертежи и документацию в отдел разработки в Хайфе, Израиль, где два инженера, Рафи Реттер и Дэни Стар, изменили чип для работы на 8-битной шине.

Такая модификация оказалось одним из лучших решений компании. ЦП 8088 с 29000 транзисторов требовало меньшее количество вспомогательных чипов, которые могли быть дешевле, и «был полностью совместим с 8-битным железом, а также работал быстрее и помогал организации плавного перехода на 16-битные процессоры», как писали Роберт Нойс и Тэд Хофф из Intel в статье для журнала IEEE Micro magazine в 1981 году.

Первым ПК, использовавшим 8088, стал IBM Model 5150, монохромный компьютер стоимостью в $3000. Сейчас почти все ПК в мире построены на ЦП, предком которых является 8088. Неплохо для кастрированного чипа.

Micronas Semiconductor MAS3507 MP3 Decoder (1997)

До iPod был ещё Diamond Rio PMP300. Вряд ли вы его вспомните. Он появился в 1998 и сразу стал хитом, но затем шумиха утихла быстрее, чем Milli Vanilli. Но одной интересной особенностью плеера было то, что он работал на MP3-декодере MAS3507 – цифровом процессоре сигналов RISC, с набором инструкций, оптимизированным для сжатия и распаковки данных. Чип, разработанный Micronas, позволял Rio запихнуть чуть больше десятка песен во флэш-память – сегодня это смешно, но в то время он мог соревноваться с портативными CD-проигрывателями. Как очаровательно старомодно, не правда ли? Rio и последователи проложили дорогу для iPod, а теперь вы можете носить с собой в кармане тысячи песен – и все альбомы и клипы Milli Vanilli.

Mostek MK4096 4-Kilobit DRAM (1973)

Mostek не был первым DRAM. Но её 4-килобитный DRAM содержал ключевую инновацию – трюк с уплотнением адресов, придуманный сооснователем компании Бобом Пробстингом. По сути, чип использовал те же самые контакты для доступа к столбцам и строкам памяти, уплотняя адресные сигналы. В результате с увеличением объёма памяти чипу не нужно было увеличивать количество контактов, и его можно было сделать дешевле. Оставалась только небольшая проблема с совместимостью. 4096 использовал 16 контактов, а память, изготовляемая Texas Instruments, Intel и Motorola, работала с 22 контактами. В результате произошла одна из самых эпических конфронтаций в истории DRAM. Mostek, поставив своё будущее на этот чип, пыталась обратить в свою веру пользователей, партнёров, прессу и даже своих сотрудников. Фред Бехузен, который, как недавно пришедший в компанию сотрудник, должен был протестировать устройства 4096, вспоминает, как Пробстинг и генеральный директор Севин пришли к нему в его ночное дежурство и провели небольшую конференцию – в 2 часа ночи. «Они смело предсказывали, что через шесть месяцев никому не будет никакого дела до 22-контактной DRAM», – говорит Бехузен. Они были правы. 4096 и его последователи на годы стали основным трендом на рынке DRAM.

Xilinx XC2064 FPGA (1985)

В начале 1980-х разработчики чипов пытались выжать всё возможное из каждого транзистора в схеме. Но затем у Росса Фримена родилась радикальная идея. Он придумал чип, забитый транзисторами, формировавшими не очень строго организованные логические блоки, которые можно было настраивать при помощи софта. Иногда группу транзисторов можно было и не использовать – вот ересь! – но Фриман считал, что закон Мура в итоге сделает транзисторы очень дешёвыми. Так и вышло. Для вывода на рынок чипа, названного программируемая пользователем вентильная матрица FPGA, Фриман стал сооснователем Xilinx. (Странная концепция для компании со странным именем). Когда её первый продукт вышел в 1985 году, сотрудникам дали задание: им нужно было нарисовать вручную пример схемы, использующей логические блоки XC2064, как это сделали бы клиенты компании. Билл Картер, бывший технический директор, вспоминает, как к нему подошёл генеральный директор Берни Вондершмитт, с жалобой на то, что ему «немного не удаётся домашнее задание». Картер с радостью помог боссу. «И вот мы, вооружившись бумагой и цветными карандашами, работали над заданием Берни!» Сегодня FPGA-чипы, продаваемые Xilinx и другими компаниями, используются в таком огромном списке вещей, что его здесь тяжело будет приводить. Вот такая получилась конфигурация!

Zilog Z80 Microprocessor (1976)

Федериго Фаггин хорошо знал, сколько средств и человеко-часов необходимо потратить на вывод микропроцессора на рынок. Работая в Intel, он участвовал в разработке двух плодотворных представителей этого рода: самого первого, 4004, и 8080 из рода Altair. Основав совместно с бывшим коллегой из Intel, Ральфом Унгерманом, компанию Zilog, они решили начать с чего-то попроще: микроконтроллера на одном чипе.

Фаггин и Ангерман сняли офис в пригороде Лос-Альтоса в Калифорнии, накидали бизнес-план и отправились на поиски венчурного капитала. Обедали они в ближайшем супермаркете Safeway – «Сыр камамбер и крекеры», как он вспоминает.

Но вскоре инженеры поняли, что рынок микроконтроллеров и так наводнён очень хорошими чипами. Даже если бы их чип был лучше других, они получили бы очнь небольшую прибыль, и продолжали бы питаться сыром с крекерами. Zilog необходимо было взять прицел повыше в пищевой цепочке – так и родился проект микропроцессора Z80.

Их целью было обойти по производительности 8080 и предложить полную совместимость для программ для 8080, чтобы увести пользователей от Intel. Месяцами Фаггин, Унгерман и Масатоши Шима, ещё один бывший инженер из Intel, работали по 80 часов в неделю, сгорбившись над столами и рисуя схемы Z80. Фаггин вскоре понял, что хоть небольшой размер и может быть красивым [“малое – это красиво” – собрание эссе популярного экономиста Е. Ф. Шумахера / прим. перев.]но глаза от него сильно устают.

«К концу работы мне пришлось купить очки, – говорит он. – Я стал близоруким».

Команда пахала весь 1975 год и вошла в 1976-й. К марту у них, наконец, был прототип чипа. Z80 был современником MOS Technology’s 6502, и как и тот, выделялся не только элегантной схемой, но и низкой ценой ($25). Но чтобы начать его производить, потребовалось потратить много сил на убеждения. «Просто время было насыщенное», – говорит Фаггин, заработавший себе ещё и язву [по современным представлениям, язва – заболевание инфекционное, а не нервное / прим. перев.].

Но продажи в итоге пошли. Z80 встроили в тысячи продуктов, включая первый портативный компьютер Osborne I, домашние компьютеры Radio Shack TRS-80 и MSX, принтеры, факсы, фотокопиры, модемы и спутники. Zilog до сих пор производит Z80 из-за его популярности в некоторых встроенных системах. В базовой конфигурации сегодня он стоит $5,73 – это даже дешевле обеда из сыра и крекеров.

Sun Microsystems SPARC Processor (1987)

Давным-давно, в начале 1980-х, люди носили тёплые гетры неоновых цветов и смотрели "Даллас" [мыльная опера из 13 сезонов про коварного нефтяного магната / прим. перев.]а разработчики микропроцессоров пытались увеличить сложность инструкций ЦП, чтобы за один цикл вычислений можно было выполнять больше действий. Но затем группа из Калифорнийского университета в Беркли, известного своими пристрастиями к контркультуре, предложила противоположный выход: упростите набор инструкций, и обрабатывайте их так быстро, что в результате компенсируете то, что за один цикл выполняется меньше. Группа из Беркли, которую вёл Дэвид Паттерсон, назвала этот подход RISC — reduced instruction set computer [компьютер с сокращённым набором команд].

С академической точки зрения идея RISC была неплохой. Но продастся ли она? На это поставила Sun Microsystems. В 1984 году небольшая команда инженеров Sun начала разработку 32-битного RISC-процессора SPARC (Scalable Processor Architecture, масштабируемая архитектура процессора). Они хотели использовать этот чип в новой линейке рабочих станций. Однажды Скотт Макнили, директор Sun, появился в лаборатории разработки SPARC. «Он сказал, что SPARC превратит Sun из компании с выручкой в $500 млн в год в компанию с выручкой в миллиард в год», – вспоминает Паттерсон, консультант проекта SPARC.

И если этого было недостаточно, то многие эксперты сомневались, что у компании получится завершить этот проект. Что ещё хуже, у команды маркетинга случилось неприятное озарение: SPARC наоборот будет CRAPS! [азартная игра в кости, или дерьмо во множественном числе – прим. перев.] Членам команды пришлось поклясться, что они не проронят ни звука об этом даже среди сотрудников компании – не говоря уж о том, чтобы эти слухи дошли до их главного конкурента MIPS Technologies, также изучавшего концепцию RISC.

Первая версия минималистического SPARC состояла из «процессора-матрицы на 20000 вентилей, у которого даже не было инструкций для целочисленного умножения и деления», – говорит Роберт Гарнер, ведущий архитектор SPARC, сегодня работающий в IBM. Но при скорости в 10 млн инструкций в секунду он работал в три раза быстрее, чем процессоры с набором сложных инструкций (CISC) того времени.

Sun будет использовать SPARC для работы в прибыльных рабочих станциях и серверах много лет. Первым продуктом на базе SPARC, появившимся в 1987 году, была линейка рабочих станций Sun-4, которая быстро захватила рынок и помогла раскрутить выручку компании за миллиардный рубеж – как и предсказывал Макили.

Tripath Technology TA2020 AudioAmplifier (1998)

Существует подмножество аудиофилов, настаивающих на том, что ламповые усилители дают наилучший звук, и это будет всегда. Так что когда кто-то из аудиосообщества заявил, что полупроводниковый усилитель класса D, придуманный компанией из Кремниевой долины Tripath Technology, даёт такой же тёплый и живой звук, как ламповые усилители, это было серьёзным заявлением. Трюк состоял в том, чтобы использовать 50 МГц систему сэмплирования для работы усилителя. Компания похвалялась, что их TA2020 работает лучше и стоит гораздо меньше, чем любой сравными полупроводниковый усилитель. Для демонстрации его работы на выставках «мы проигрывали эту очень романтичную песню из „Титаника“, – говорит Адья Трипати, основатель Tripath. Как и большинство усилителей класса D, 2020 был очень энергетически эффективным; ему не требовался радиатор и он мог уместиться в компактном корпусе. Менее качественная, 15 Вт версия TA2020 продавалась в США по $3 и использовалась в бум-боксах и мини магнитофонах. Другие версии – самой мощной из которых была версия с выходной мощностью в 1000 Вт – использовалась в домашних кинотеатрах, аудиосистемах высшего класса и телевизорах от Sony, Sharp, Toshiba и других. В итоге большие компании-производители полупроводниковых устройств вошли на этот рынок, создали похожие чипы и отправили Tripath в небытие. Но их чипы стали предметом поклонения. Наборы с усилителями и основанные на TA2020 продукты всё ещё продаются в таких компаниях, как 41 Hz Audio, Sure Electronics и Winsome Labs.

Amati Communications Overture ADSL Chip Set (1994)

Помните, когда вышли DSL-модемы, и вы выкинули тот жалкий модем на 56,6 кбит/с в мусор? Вам, и двум третям всех использующих DSL-технологию людей стоит сказать „спасибо“ Amati Communications, стартапу из Стэнфордского университета. В начале 1990-х они придумали DSL-модуляцию под названием дискретная мультитональная модуляция, DMT. По сути, она позволяет превратить одну телефонную линию в сотни каналов и улучшить передачу данных методом, обратным схеме работы Робина Гуда. „Биты крадут у самых бедных каналов и отдают самым богатым“, – говорит Джон Кьоффи, сооснователь Amati, сейчас – профессор в Стэнфорде. DMT победила конкурентов – включая и предложения от гиганта AT&T – и стала глобальным стандартом для DSL. В середине 1990-х набор микросхем для DSL от Amati, одна аналоговая и две цифровых, продавались не очень активно, но к 2000 объёмы продаж выросли до миллионов. В начале 2000-х продаже превысили 100 млн чипов в год. Texas Instruments купила Amati в 1997.

Motorola MC68000 Microprocessor (1979)

Motorola опоздала на вечеринку 16-битных процессоров, поэтому решила появиться стильно. Гибридный 16-bit/32-bit MC68000 содержал 68 000 транзисторов, более чем в два раза больше, чем в Intel 8086. У него были внутренние 32-битные регистры, но 32-битная шина сделала бы его слишком дорогим, поэтому 68000-й использовал 24-битную адресацию и 16-битные каналы данных. Это, вероятно, был последний из крупных процессоров, разработанных вручную при помощи карандаша и бумаги. „Я передавал уменьшенные копии чертежей блок-схем, ресурсов исполнительных блоков, декодеров и контрольной логики другим членам проекта“, – говорит Ник Треденик, разрабатывавший логину 68000-го. Копии были мелкие и их было трудно читать, и в итоге его коллеги с усталыми глазами доходчиво сообщили ему об этом. „Однажды я пришёл в офис, и обнаружил на столе копию моих блок-схем размером с кредитку“, – вспоминает Треденик. 68000-й появился во всех ранних макинтошах, а также в Amiga и Atari ST. Серьёзные продажи пошли благодаря встраиванию чипа в лазерные принтеры, аркадные автоматы и индустриальные контроллеры. 68000-й стал также одним из величайших промахов, почти попавших в цель, в одном ряду с Питом Бестом, ушедшим с поста ударника в Beatles. IBM хотела использовать чип в своей линейке ПК, но вместо этого остановилась на Intel 8080, потому что, кроме прочего, 68000 был относительно редким. Как позже заметил один наблюдатель, если бы победила Motorola, то дуополия Windows-Intel, которую называют Wintel, могли бы называть Winola.

Chips & Technologies AT Chip Set (1985)

К 1984 году, когда IBM представила линейку ПК на базе 80286 AT, компания уже становилась явным лидером в мире настольных компьютеров, и собиралась доминировать там и дальше. Но планы Голубого Гиганта расстроила крохотная фирмочка Chips & Technologies из Сан-Хосе. C&T разработала пять чипов, дублировавших функциональность материнской платы AT, использовавшей 100 чипов. Чтобы убедиться, что набор чипов был совместим с IBM PC, инженеры C&T поняли, что у них есть только один выход. „У нас была мучительная, но, конечно, развлекательная задача – неделями играть в игры“, – говорит Рави Бхатнагар, ведущий дизайнер набора чипов, сейчас – вице-президент Altierre Corp. Чипы C&T позволили таким производителям, как тайваньский Acer делать более дешёвые ПК и запустить вторжение клонов PC. Intel купила C&T в 1997-м.

Computer Cowboys Sh-Boom Processor (1988)

Два разработчика чипов заходят в бар. Это Рассел Фиш III и Чак Мур, а бар называется „Ш-бум“. И это не начало анекдота – это реальная часть технологической истории, заполненной разногласиями и судебными разборками, множеством судебных разборок. Всё началось в 1988-м, когда Фиш и Мур создали странный процессор под названием Sh-Boom. Чип был так хорошо отлажен, что мог работать быстрее тактовой частоты в схеме, управлявшей работой остального компьютера. Поэтому два разработчика нашли способ сделать так, чтобы процессор работал по своим сверхбыстрым внутренним часам, и при этом оставался синхронизированным с остальными частями компьютера. Sh-Boom не был коммерчески успешным, и после патентования инноваций, Фиш и Мур занялись чем-то другим. Позже Фиш продал свои патентные права фирме Patriot Scientific из Калифорнии, остававшейся крохотной фирмочкой без прибыли, пока её директорам не сошло откровение: за годы, прошедшие с изобретения Sh-BoomЮ скорость процессоров намного превзошла скорость материнских плат, поэтому практически каждый производитель компьютеров и потребительской электроники просто обязан будет использовать решение, похожее на запатентованную Фишем и Муром инновацию. Опачки! Patriot подала целый вагон судебных исков против американских и японских компаний. Зависела ли работа чипов этих компаний от идей, использованных в Sh-Boom, было спорным вопросом. Но с 2006-го года Patriot и Мур поимели более $125 миллионов лицензионных отчислений от Intel, AMD, Sony, Olympus и других. А что до названия Sh-Boom, то Мур, сегодня работающий в IntellaSys, говорит: „Оно якобы произошло от названия бара, где мы с Фишем пили бурбон и чертили на салфетках. На самом деле всё не совсем так, но предложенное им название мне понравилось“.

Toshiba NAND Flash Memory (1989)

Сага изобретения флэш-памяти началась, когда управляющий фабрикой Toshiba по имени Фуджио Масуока решил переизобрести полупроводниковую память. Но сначала – немного истории.

До появления флэш-памяти единственным способом хранения того, что в то время считалось большими объёмами памяти, были магнитные ленты, флоппи-диски и жёсткие диски. Многие компании пытались создавать полупроводниковые альтернативы, но доступные варианты, такие как EPROM, требовавший ультрафиолета для стирания данных, и EEPROM, работавший без ультрафиолета, были экономически невыгодны.

Входит Масуока-сан из Toshiba. В 1980-м он нанял четырёх инженеров для работы над полусекретным проектом разработки чипа памяти, способного хранить большой объём данных за небольшие деньги. Их стратегия была простой. „Мы знали, что стоимость чипа будет падать, пока размер транзисторов будет уменьшаться“, – говорит Масуока, сейчас работающий техническим директором в Unisantis Electronics в Токио.

Команда Масуока придумала вариант EEPROM, в котором ячейка памяти состояла из одного транзистора. В то время обычным EEPROM требовалось по два транзистора на ячейку. Казалось бы, разница была небольшой, но на стоимость она повлияла сильно.

В поисках запоминающегося имени они остановились на „флэш“, из-за очень большой скорости стирания. Но если вы думаете, что после этого Toshiba бросилась внедрять память в производство и наблюдать, как им капают денежки – вы не знаете, как обычно крупные корпорации относятся с внутренними идеями. Оказывается, что боссы Масуока повелели ему, в общем-то, стереть эту идею.

Он, естественно, не стал этого делать. В 1984 году он представил работу по разработке памяти на конференции IEEE International Electron Devices Meeting. Это побудило Intel к разработке типа флэш-памяти на основе логических вентилей NOR. В 1988 компания представила чип на 256 кбит, нашедший применение в транспорте, компьютерах и других распространённых устройствах, что открыло для Intel неплохую нишу.

Этого хватило, чтобы Toshiba, наконец, решила выводить на рынок изобретение Масуока. Его флэш-чип был основан на технологии NAND, с большой плотностью записи, но сложный в производстве. Успех пришёл в 1989 году, когда первая NAND flash появилась на рынке. Как и предсказывал Масуока, цены продолжали падать.

В конце 1990-х популярности флэш способствовала цифровая фотография, и Toshiba стала одним из крупнейших игроков на многомиллиардном рынке. В то самое время отношения Масуока с другими директорами испортились, и он покинул компанию. Позднее он подал в суд иск с требованием отстегнуть ему часть прибыли, и выиграл.

Теперь NAND flash – ключевой компонент любого гаджета: сотовых телефонов, камер, плееров, и, конечно, USB-флэшек, которые технари так любят носить на шее. „Моя была на 4 гигабайта“, – говорит Масуока.

About the author


Add Comment

Click here to post a comment

Your email address will not be published. Required fields are marked *