สำหรับงานแรก - ที่นี่อนิจจาที่เรากล่าวถึงในบทความก่อนหน้านี้ไม่มีกลิ่นของมาตรฐานของคอมพิวเตอร์ในสหภาพโซเวียต นี่เป็นหายนะที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของคอมพิวเตอร์โซเวียต (พร้อมกับเจ้าหน้าที่) ซึ่งเป็นไปไม่ได้ที่จะเอาชนะ แนวความคิดเกี่ยวกับมาตรฐานมักเป็นการค้นพบแนวความคิดเกี่ยวกับมนุษยชาติซึ่งมักถูกประเมินต่ำเกินไป ซึ่งควรค่าที่จะเทียบเท่ากับระเบิดปรมาณู
การทำให้เป็นมาตรฐานทำให้เกิดการรวม การวางท่อ ทำให้ง่ายขึ้นอย่างมาก และค่าใช้จ่ายในการดำเนินการและบำรุงรักษา และการเชื่อมต่อที่มหาศาล ชิ้นส่วนทั้งหมดใช้แทนกันได้ เครื่องจักรสามารถประทับตราได้หลายหมื่น ชุดการทำงานร่วมกัน แนวคิดนี้ใช้กับอาวุธปืนเมื่อ 100 ปีก่อน ใช้กับรถยนต์เมื่อ 40 ปีก่อน ผลลัพธ์ที่ได้คือการพัฒนาในทุกที่ ที่เด่นกว่าคือมีเฉพาะในสหรัฐอเมริกาเท่านั้นก่อนที่จะนำไปใช้กับคอมพิวเตอร์ ด้วยเหตุนี้ เราจึงลงเอยด้วยการยืม IBM S / 360 และไม่ได้ขโมยตัวเมนเฟรมเอง ไม่ใช่สถาปัตยกรรม ไม่ใช่ฮาร์ดแวร์ที่ล้ำสมัย ทั้งหมดนี้อาจเป็นเรื่องในประเทศได้อย่างง่ายดาย เรามีอาวุธที่ตรงไปตรงมาและจิตใจที่สดใสเพียงพอ มีเทคโนโลยีและเครื่องจักรอัจฉริยะมากมาย (และตามมาตรฐานของตะวันตกด้วย) - ซีรีส์ M Kartseva, Setun, MIR คุณสามารถแสดงรายการสำหรับ เวลานาน. ขโมย S / 360 อย่างแรกเลยเรายืมบางสิ่งที่เราไม่มีในชั้นเรียนโดยทั่วไปตลอดหลายปีที่ผ่านมาของการพัฒนาเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์จนถึงขณะนั้น - แนวคิดของมาตรฐาน นี่คือการซื้อกิจการที่มีค่าที่สุด และน่าเสียดายที่การขาดแนวความคิดบางอย่างที่อยู่นอกลัทธิมาร์กซ-เลนินและการจัดการของ "อัจฉริยะ" ของสหภาพโซเวียตอย่างไม่ลดละไม่ได้ทำให้เราตระหนักล่วงหน้าด้วยตัวเราเอง
อย่างไรก็ตาม เราจะพูดถึง S / 360 และ EU ในภายหลัง นี่เป็นหัวข้อที่เจ็บปวดและสำคัญ ซึ่งเกี่ยวข้องกับการพัฒนาคอมพิวเตอร์ทางการทหารด้วย
มาตรฐานในเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์นำโดยบริษัทฮาร์ดแวร์ที่เก่าแก่และยิ่งใหญ่ที่สุด - โดยธรรมชาติแล้ว IBM จนถึงกลางทศวรรษ 1950 เป็นที่ยอมรับกันว่าคอมพิวเตอร์ถูกสร้างขึ้นทีละชิ้นหรือในเครื่องขนาดเล็ก 10-50 เครื่อง และไม่มีใครเดาได้ว่าจะทำให้คอมพิวเตอร์เหล่านี้เข้ากันได้ ทุกอย่างเปลี่ยนไปเมื่อ IBM ซึ่งถูกกระตุ้นโดย UNIVAC คู่แข่งตลอดกาล (ซึ่งกำลังสร้างซูเปอร์คอมพิวเตอร์ LARC) ตัดสินใจสร้างคอมพิวเตอร์ที่ซับซ้อน ใหญ่ที่สุด และทรงพลังที่สุดแห่งทศวรรษ 1950 - IBM 7030 Data Processing System หรือที่รู้จักกันดีในชื่อ Stretch. แม้จะมีฐานองค์ประกอบขั้นสูง (เครื่องนี้มีไว้สำหรับกองทัพและดังนั้น IBM จึงได้รับทรานซิสเตอร์จำนวนมากจากพวกเขา) ความซับซ้อนของ Stretch นั้นห้ามปราม - จำเป็นต้องพัฒนาและติดตั้งบอร์ดมากกว่า 30,000 บอร์ดโดยมีองค์ประกอบหลายโหล
Stretch ได้รับการพัฒนาโดยผู้ยิ่งใหญ่เช่น Gene Amdahl (ต่อมาเป็นผู้พัฒนา S / 360 และผู้ก่อตั้ง Amdahl Corporation), Frederick P. Brooks (Jr ยังเป็นผู้พัฒนา S / 360 และผู้เขียนแนวคิดสถาปัตยกรรมซอฟต์แวร์ด้วย) และ Lyle Johnson (Lyle R. Johnson ผู้เขียน ของแนวคิดสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์)
แม้จะมีพลังมหาศาลของเครื่องจักรและนวัตกรรมจำนวนมาก แต่โครงการเชิงพาณิชย์ก็ล้มเหลวอย่างสมบูรณ์ - บรรลุผลสำเร็จเพียง 30% ที่ประกาศและประธาน บริษัท Thomas J. Watson Jr. ลดราคาตามสัดส่วน 7030 หลายครั้งซึ่งนำไปสู่การสูญเสียครั้งใหญ่ …
ต่อมา Stretch ได้รับการเสนอชื่อโดย Jake Widman's Lessons Learned: IT's Biggest Project Failures, PC World, 10/09/08 ให้เป็นหนึ่งใน 10 ความล้มเหลวในการจัดการอุตสาหกรรมไอทีอันดับต้น ๆ หัวหน้าฝ่ายพัฒนา Stephen Dunwell ถูกลงโทษเนื่องจากความล้มเหลวในเชิงพาณิชย์ของ Stretch แต่ไม่นานหลังจากความสำเร็จอย่างมหัศจรรย์ของ System / 360 ในปี 1964 ได้ตั้งข้อสังเกตว่าแนวคิดหลักส่วนใหญ่ถูกนำมาใช้ครั้งแรกในปี 7030 ด้วยเหตุนี้ เขาจึงไม่เพียงแต่ได้รับการอภัยเท่านั้น นอกจากนี้ในปี 1966 เขาได้รับการขอโทษอย่างเป็นทางการและได้รับตำแหน่งกิตติมศักดิ์ของ IBM Fellow
เทคโนโลยีของ 7030 ล้ำหน้ากว่าเวลา - คำสั่งและการดึงข้อมูลล่วงหน้าของตัวถูกดำเนินการ เลขคณิตคู่ขนาน การป้องกัน การแทรกสอด และบัฟเฟอร์การเขียน RAM และแม้แต่การจัดลำดับใหม่ในรูปแบบจำกัดที่เรียกว่า Instruction pre-execution ซึ่งเป็นรุ่นปู่ของเทคโนโลยีเดียวกันในโปรเซสเซอร์ Pentium. ยิ่งไปกว่านั้น โปรเซสเซอร์ถูกวางท่อ และเครื่องสามารถถ่ายโอนข้อมูล (โดยใช้ตัวประมวลผลร่วมช่องทางพิเศษ) จาก RAM ไปยังอุปกรณ์ภายนอกได้โดยตรง โดยจะยกเลิกการโหลดโปรเซสเซอร์กลาง เป็นเทคโนโลยี DMA (การเข้าถึงหน่วยความจำโดยตรง) รุ่นราคาแพงที่เราใช้อยู่ในปัจจุบัน แม้ว่าช่องสัญญาณ Stretch จะถูกควบคุมโดยโปรเซสเซอร์ที่แยกจากกันและมีฟังก์ชันการทำงานมากกว่าการใช้งานที่น่าสงสารในปัจจุบันหลายเท่า (และมีราคาแพงกว่ามาก!) ต่อมาเทคโนโลยีนี้ย้ายไปที่ S/360
ขอบเขตของ IBM 7030 นั้นใหญ่มาก - การพัฒนาระเบิดปรมาณู, อุตุนิยมวิทยา, การคำนวณสำหรับโปรแกรม Apollo มีเพียง Stretch เท่านั้นที่ทำได้ทั้งหมดนี้ ต้องขอบคุณหน่วยความจำขนาดใหญ่และความเร็วในการประมวลผลที่เหลือเชื่อ สามารถดำเนินการคำสั่งได้สูงสุดหกคำสั่งในบล็อกการจัดทำดัชนี และสามารถโหลดคำสั่งได้สูงสุดห้าคำสั่งลงในบล็อกการดึงข้อมูลล่วงหน้าและ ALU แบบขนานพร้อมกัน ดังนั้น ในเวลาใดก็ตาม คำสั่งมากถึง 11 คำสั่งอาจอยู่ในขั้นตอนการดำเนินการที่แตกต่างกัน - หากเราละเลยฐานองค์ประกอบที่ล้าสมัย ไมโครโปรเซสเซอร์ที่ทันสมัยก็อยู่ไม่ไกลจากสถาปัตยกรรมนี้ ตัวอย่างเช่น Intel Haswell ประมวลผลคำสั่งที่แตกต่างกันมากถึง 15 คำสั่งต่อนาฬิกา ซึ่งมากกว่าโปรเซสเซอร์ในปี 1950 เพียง 4 ตัว!
สิบระบบถูกสร้างขึ้น โปรแกรม Stretch ทำให้ IBM สูญเสีย 20 ล้าน แต่มรดกทางเทคโนโลยีของมันนั้นสมบูรณ์มากจนตามมาด้วยความสำเร็จในเชิงพาณิชย์ทันที แม้จะมีอายุขัยสั้น แต่ 7030 ก็มีประโยชน์มากมาย และในทางสถาปัตยกรรมแล้ว มันเป็นหนึ่งในห้าเครื่องจักรที่สำคัญที่สุดในประวัติศาสตร์
อย่างไรก็ตาม IBM มองว่า Stretch ที่โชคร้ายเป็นความล้มเหลว และด้วยเหตุนี้นักพัฒนาจึงได้เรียนรู้บทเรียนหลัก - การออกแบบฮาร์ดแวร์ไม่เคยเป็นศิลปะแบบอนาธิปไตยอีกต่อไป มันได้กลายเป็นวิทยาศาสตร์ที่แน่นอน จากผลงานของพวกเขา จอห์นสันและบรู๊คเขียนหนังสือพื้นฐานที่ตีพิมพ์ในปี 2505 เรื่อง "การวางแผนระบบคอมพิวเตอร์: การขยายโครงการ"
การออกแบบคอมพิวเตอร์แบ่งออกเป็นสามระดับคลาสสิก: การพัฒนาระบบคำสั่ง การพัฒนาไมโครสถาปัตยกรรมที่ใช้ระบบนี้ และการพัฒนาสถาปัตยกรรมระบบของเครื่องโดยรวม นอกจากนี้ หนังสือเล่มนี้ยังเป็นคนแรกที่ใช้คำว่า "สถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์" แบบคลาสสิก ตามระเบียบวิธี มันเป็นงานที่ประเมินค่าไม่ได้ พระคัมภีร์สำหรับนักออกแบบฮาร์ดแวร์ และหนังสือเรียนสำหรับวิศวกรรุ่นต่อรุ่น แนวคิดดังกล่าวได้ถูกนำไปใช้โดยบริษัทคอมพิวเตอร์ทั้งหมดในสหรัฐอเมริกา
ผู้บุกเบิกไซเบอร์เนติกส์ที่ไม่รู้จักเหน็ดเหนื่อย Kitov ที่กล่าวถึงแล้ว (ไม่เพียง แต่เป็นคนที่อ่านหนังสือดีอย่างเป็นปรากฎการณ์เช่น Berg ที่ติดตามสื่อตะวันตกอย่างต่อเนื่อง แต่เป็นผู้มีวิสัยทัศน์ที่แท้จริง) มีส่วนร่วมในการตีพิมพ์ในปี 2508 (การออกแบบระบบที่รวดเร็วเป็นพิเศษ: Stretch Complex; เอ็ด โดย AI Kitova - M.: Mir, 1965) หนังสือเล่มนี้ลดปริมาณลงเกือบหนึ่งในสาม และแม้ว่า Kitov จะเน้นย้ำถึงหลักสถาปัตยกรรม ระบบ ตรรกะ และซอฟต์แวร์ของการสร้างคอมพิวเตอร์ในคำนำที่ขยายออกไปเป็นพิเศษ แต่ก็ผ่านพ้นไปโดยไม่มีใครสังเกตเห็น
ในที่สุด Stretch ได้มอบสิ่งใหม่ๆ ให้กับโลกที่ยังไม่เคยใช้ในอุตสาหกรรมคอมพิวเตอร์ นั่นคือแนวคิดของโมดูลที่ได้มาตรฐาน ซึ่งอุตสาหกรรมทั้งหมดของส่วนประกอบวงจรรวมเติบโตขึ้นในเวลาต่อมา ทุกคนที่ไปที่ร้านเพื่อซื้อการ์ดแสดงผล NVIDIA ใหม่ จากนั้นเสียบเข้าไปแทนที่การ์ดแสดงผล ATI แบบเก่า และทุกอย่างทำงานได้โดยไม่มีปัญหา - ในขณะนี้ ขอบคุณ Johnson และ Brook ทางจิตใจ คนเหล่านี้คิดค้นสิ่งที่ปฏิวัติมากขึ้น (และสังเกตเห็นได้น้อยลงและชื่นชมในทันทีเช่นนักพัฒนาในสหภาพโซเวียตไม่ได้สนใจเลย!) มากกว่าไปป์ไลน์และ DMA
พวกเขาคิดค้นบอร์ดมาตรฐานที่เข้ากันได้
ข้อความ
ดังที่เราได้กล่าวไปแล้ว โปรเจ็กต์ Stretch นั้นไม่มีความคล้ายคลึงในแง่ของความซับซ้อนเครื่องจักรขนาดยักษ์ควรจะประกอบด้วยทรานซิสเตอร์มากกว่า 170,000 ตัว ไม่นับส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์อื่นๆ นับแสนชิ้น ทั้งหมดนี้จะต้องมีการติดตั้งอย่างใด (โปรดจำไว้ว่า Yuditsky สงบกระดานขนาดใหญ่ที่ดื้อรั้นได้อย่างไรโดยแบ่งออกเป็นอุปกรณ์พื้นฐานที่แยกจากกัน - น่าเสียดายสำหรับสหภาพโซเวียตการปฏิบัตินี้ไม่เป็นที่ยอมรับโดยทั่วไป) ดีบักแล้วสนับสนุนเปลี่ยนชิ้นส่วนที่ผิดพลาด ด้วยเหตุนี้ นักพัฒนาจึงเสนอแนวคิดที่ชัดเจนจากประสบการณ์ในปัจจุบันของเรา - ขั้นแรก พัฒนาบล็อกขนาดเล็กแต่ละบล็อก นำไปใช้บนแผนที่มาตรฐาน แล้วประกอบรถจากแผนที่
นี่คือที่มาของ SMS - Standard Modular System ซึ่งถูกใช้ทุกที่หลังการยืด
ประกอบด้วยสององค์ประกอบ อย่างแรกคือตัวบอร์ดเองที่มีองค์ประกอบพื้นฐานขนาด 2, 5x4, 5 นิ้วพร้อมขั้วต่อเคลือบทอง 16 พิน มีแผงความกว้างเดี่ยวและคู่ อย่างที่สองคือชั้นวางการ์ดมาตรฐาน โดยมีบัสบาร์กระจายอยู่ด้านหลัง
บอร์ดการ์ดบางประเภทสามารถกำหนดค่าได้โดยใช้จัมเปอร์พิเศษ (เช่นเดียวกับการปรับแต่งมาเธอร์บอร์ดในตอนนี้) คุณลักษณะนี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อลดจำนวนการ์ดที่วิศวกรต้องพกติดตัวไปด้วย อย่างไรก็ตาม ในไม่ช้าจำนวนการ์ดก็เกิน 2500 อันเนื่องมาจากการใช้ตรรกะดิจิทัลหลายตระกูล (ECL, RTL, DTL เป็นต้น) รวมถึงวงจรแอนะล็อกสำหรับระบบต่างๆ อย่างไรก็ตาม SMS ทำหน้าที่ของพวกเขา
มีการใช้ในเครื่อง IBM รุ่นที่สองทั้งหมดและอุปกรณ์ต่อพ่วงต่างๆ ของเครื่องรุ่นที่สาม รวมทั้งใช้เป็นต้นแบบสำหรับโมดูล S / 360 SLT ขั้นสูง มันคืออาวุธ "ลับ" นี้ ซึ่งไม่มีใครในสหภาพโซเวียตให้ความสนใจมากนัก และอนุญาตให้ IBM เพิ่มการผลิตเครื่องจักรเป็นหมื่นต่อปี ดังที่เราได้กล่าวไว้ในบทความที่แล้ว
เทคโนโลยีนี้ยืมมาจากผู้เข้าร่วมการแข่งขันคอมพิวเตอร์ในอเมริกา ตั้งแต่ Sperry ไปจนถึง Burroughs ปริมาณการผลิตทั้งหมดของพวกเขาไม่สามารถเทียบกับบรรพบุรุษจาก IBM ได้ แต่สิ่งนี้ทำให้เป็นไปได้ในช่วงปี 1953 ถึง 1963 ที่จะเติมเต็มไม่เพียง แต่ในอเมริกาเท่านั้น แต่ยังรวมถึงตลาดต่างประเทศด้วยคอมพิวเตอร์ที่ออกแบบเอง ผู้ผลิตในภูมิภาคทั้งหมดจากที่นั่น - จาก Bull ถึง Olivetti ไม่มีอะไรขัดขวางสหภาพโซเวียตไม่ให้ทำเช่นเดียวกัน อย่างน้อยกับประเทศ CMEA แต่ก่อนซีรีส์ของสหภาพยุโรป แนวคิดเรื่องมาตรฐานไม่ได้ไปเยี่ยมหัวหน้าฝ่ายวางแผนของรัฐของเรา
แนวคิดบรรจุภัณฑ์ขนาดกะทัดรัด
เสาหลักที่สองหลังจากการกำหนดมาตรฐาน (ซึ่งเล่นพันเท่าในการเปลี่ยนไปใช้วงจรรวมและส่งผลให้มีการพัฒนาไลบรารีที่เรียกว่าลอจิกเกทมาตรฐานโดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงพิเศษใด ๆ ที่ใช้ตั้งแต่ทศวรรษที่ 1960 จนถึงปัจจุบัน!) เป็นแนวคิดของ บรรจุภัณฑ์ขนาดกะทัดรัดซึ่งเคยคิดมาก่อนถึงวงจรรวม วงจร และแม้กระทั่งทรานซิสเตอร์
สงครามเพื่อการย่อขนาดสามารถแบ่งออกเป็น 4 ขั้นตอน อย่างแรกคือพรีทรานซิสเตอร์เมื่อหลอดไฟพยายามทำให้เป็นมาตรฐานและลดขนาดลง ประการที่สองคือการเกิดขึ้นและการแนะนำของแผงวงจรพิมพ์ที่ติดตั้งบนพื้นผิว ประการที่สามคือการค้นหาแพ็คเกจทรานซิสเตอร์ ไมโครโมดูล ฟิล์มบางและวงจรไฮบริดที่มีขนาดกะทัดรัดที่สุด โดยทั่วไปแล้วจะเป็นบรรพบุรุษโดยตรงของไอซี และสุดท้าย ที่สี่คือไอเอสเอง เส้นทางเหล่านี้ทั้งหมด (ยกเว้นการย่อขนาดหลอดไฟ) ของสหภาพโซเวียตส่งผ่านขนานกับสหรัฐอเมริกา
อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบรวมเครื่องแรกคือ "หลอดไฟรวม" Loewe 3NF ซึ่งพัฒนาโดยบริษัทเยอรมัน Loewe-Audion GmbH ในปี 1926 ความฝันอันบ้าคลั่งของเสียงวอร์มหลอดนี้ประกอบด้วยวาล์วไตรโอดสามตัวในเคสแก้วเดียว พร้อมด้วยตัวเก็บประจุสองตัวและตัวต้านทานสี่ตัวที่จำเป็นในการสร้างเครื่องรับวิทยุที่เต็มเปี่ยม ตัวต้านทานและตัวเก็บประจุถูกปิดผนึกไว้ในหลอดแก้วเพื่อป้องกันการปนเปื้อนในสุญญากาศ อันที่จริงมันเป็น "เครื่องรับในหลอดไฟ" เหมือนกับระบบบนชิปที่ทันสมัย! สิ่งเดียวที่จำเป็นต้องซื้อเพื่อสร้างวิทยุคือคอยล์และตัวเก็บประจุ และลำโพง
อย่างไรก็ตาม ความอัศจรรย์ของเทคโนโลยีนี้ไม่ได้สร้างขึ้นเพื่อเข้าสู่ยุคของวงจรรวมเมื่อไม่กี่ทศวรรษก่อน แต่เพื่อหลีกเลี่ยงภาษีของเยอรมนีที่เรียกเก็บจากซ็อกเก็ตโคมไฟแต่ละอัน (ภาษีหรูหราของสาธารณรัฐไวมาร์)เครื่องรับ Loewe มีตัวเชื่อมต่อเพียงตัวเดียวซึ่งทำให้เจ้าของมีความพึงพอใจทางการเงินอย่างมาก แนวคิดนี้ได้รับการพัฒนาในสายผลิตภัณฑ์ 2NF (สอง tetrodes บวกส่วนประกอบแบบพาสซีฟ) และ WG38 ที่มหึมา (สองเพนโทด ไตรโอดและส่วนประกอบแบบพาสซีฟ)
โดยทั่วไป หลอดไฟมีศักยภาพอย่างมากในการรวมเข้าด้วยกัน (แม้ว่าค่าใช้จ่ายและความซับซ้อนของการออกแบบจะเพิ่มขึ้นอย่างมากก็ตาม) จุดสุดยอดของเทคโนโลยีดังกล่าวคือ RCA Selectron โคมไฟขนาดมหึมานี้ได้รับการพัฒนาภายใต้การนำของ Jan Aleksander Rajchman (ชื่อเล่นว่า Mr. Memory สำหรับการสร้าง RAM 6 ประเภทจากเซมิคอนดักเตอร์ไปจนถึงโฮโลแกรม)
จอห์น ฟอน นอยมันน์
หลังจากการก่อสร้าง ENIAC จอห์นฟอนนอยมันน์ไปที่สถาบันเพื่อการศึกษาขั้นสูง (IAS) ซึ่งเขากระตือรือร้นที่จะดำเนินการในสิ่งที่สำคัญใหม่ (เขาเชื่อว่าคอมพิวเตอร์มีความสำคัญมากกว่าระเบิดปรมาณูเพื่อชัยชนะเหนือสหภาพโซเวียต) ทางวิทยาศาสตร์ ทิศทาง - คอมพิวเตอร์ ตามแนวคิดของฟอน นอยมันน์ สถาปัตยกรรมที่เขาออกแบบ (ภายหลังเรียกว่าฟอน นอยมันน์) ควรจะเป็นข้อมูลอ้างอิงสำหรับการออกแบบเครื่องจักรในมหาวิทยาลัยและศูนย์วิจัยทั้งหมดในสหรัฐอเมริกา ทาง) - ความปรารถนาอีกครั้งสำหรับการรวมเป็นหนึ่งและการทำให้เข้าใจง่าย!
สำหรับเครื่อง IAS ฟอน นอยมันน์ต้องการหน่วยความจำ และอาร์ซีเอ ผู้ผลิตอุปกรณ์สูญญากาศชั้นนำทั้งหมดในสหรัฐอเมริกาในช่วงหลายปีที่ผ่านมา ได้เสนอให้อุปถัมภ์อุปกรณ์เหล่านี้ด้วยหลอดวิลเลียมส์อย่างไม่เห็นแก่ตัว หวังว่าการรวมพวกเขาไว้ในสถาปัตยกรรมมาตรฐาน von Neumann จะมีส่วนช่วยในการเพิ่มจำนวนของพวกเขาเป็นมาตรฐาน RAM ซึ่งจะนำรายได้มหาศาลมาสู่ RCA ในอนาคต ในโครงการ IAS มีการวาง RAM ขนาด 40 kbit ผู้สนับสนุนจาก RCA รู้สึกเศร้าเล็กน้อยกับความอยากอาหารดังกล่าว และขอให้แผนกของ Reichman ลดจำนวนท่อลง
Raikhman ด้วยความช่วยเหลือของผู้อพยพชาวรัสเซีย Igor Grozdov (โดยทั่วไปชาวรัสเซียจำนวนมากทำงานที่ RCA รวมถึง Zvorykin ที่มีชื่อเสียงและประธานาธิบดี David Sarnov เองเป็นชาวยิวเบลารุส - émigré) ให้กำเนิดวิธีแก้ปัญหาที่น่าอัศจรรย์อย่างยิ่ง - มงกุฎแห่งสุญญากาศ รวมเทคโนโลยีหลอดไฟ RCA SB256 Selectron RAM สำหรับ 4 kbit! อย่างไรก็ตามเทคโนโลยีกลับกลายเป็นว่าซับซ้อนและมีราคาแพงอย่างบ้าคลั่งแม้หลอดไฟอนุกรมมีราคาประมาณ $ 500 ต่ออันซึ่งโดยทั่วไปแล้วฐานคือสัตว์ประหลาดที่มีผู้ติดต่อ 31 ราย เป็นผลให้โครงการไม่พบผู้ซื้อเนื่องจากความล่าช้าในซีรีส์ - มีหน่วยความจำเฟอร์ไรท์อยู่ที่จมูกอยู่แล้ว
โครงการทิงเกอร์ทอย
ผู้ผลิตคอมพิวเตอร์หลายรายพยายามปรับปรุงสถาปัตยกรรม (คุณยังไม่สามารถบอกโทโพโลยีได้ที่นี่) ของโมดูลหลอดไฟเพื่อเพิ่มความกะทัดรัดและง่ายต่อการเปลี่ยน
ความพยายามที่ประสบความสำเร็จมากที่สุดคือชุดหลอดไฟมาตรฐาน IBM 70xx จุดสุดยอดของการย่อขนาดหลอดไฟเป็นรุ่นแรกของโครงการ Project Tinkertoy ซึ่งตั้งชื่อตามนักออกแบบเด็กยอดนิยมในปี 1910-1940
ไม่ใช่ว่าทุกอย่างจะราบรื่นสำหรับชาวอเมริกันเช่นกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อรัฐบาลมีส่วนร่วมในสัญญา ในปีพ.ศ. 2493 สำนักการบินของกองทัพเรือได้มอบหมายให้สำนักงานมาตรฐานแห่งชาติ (NBS) พัฒนาระบบการออกแบบและการผลิตโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วยแบบบูรณาการสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สากลประเภทโมดูลาร์ โดยหลักการแล้ว ในขณะนั้นสิ่งนี้มีเหตุผล เนื่องจากยังไม่มีใครรู้ว่าทรานซิสเตอร์จะนำไปสู่ที่ใดและจะใช้งานอย่างไรอย่างเหมาะสม
NBS ทุ่มเงินกว่า 4.7 ล้านดอลลาร์ในการพัฒนา (ประมาณ 60 ล้านดอลลาร์ตามมาตรฐานปัจจุบัน) บทความที่น่าสนใจได้รับการตีพิมพ์ในนิตยสาร Popular Mechanics ฉบับเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2497 และนิตยสาร Popular Electronics ฉบับเดือนพฤษภาคม พ.ศ. 2498 และ … โครงการนี้ปลิวทิ้งไป เบื้องหลังเทคโนโลยีการฉีดพ่นเพียงไม่กี่อย่าง และชุดทุ่นเรดาร์จากทศวรรษ 1950 ที่ทำจากส่วนประกอบเหล่านี้
เกิดอะไรขึ้น?
แนวคิดนี้ยอดเยี่ยม - เพื่อปฏิวัติระบบอัตโนมัติของการผลิตและเปลี่ยนบล็อกขนาดใหญ่ของ IBM 701 ให้เป็นโมดูลขนาดกะทัดรัดและใช้งานได้หลากหลาย ปัญหาเดียวคือโครงการทั้งหมดได้รับการออกแบบสำหรับหลอดไฟ และเมื่อเสร็จสิ้น ทรานซิสเตอร์ก็ได้เริ่มเดินอย่างมีชัยแล้ว พวกเขารู้วิธีที่จะมาสายไม่เพียง แต่ในสหภาพโซเวียตเท่านั้น - โครงการ Tinkertoy ได้รับเงินจำนวนมหาศาลและกลายเป็นว่าไร้ประโยชน์อย่างสมบูรณ์
กระดานมาตรฐาน
วิธีที่สองในการบรรจุหีบห่อคือการปรับตำแหน่งของทรานซิสเตอร์และส่วนประกอบที่ไม่ต่อเนื่องอื่นๆ บนบอร์ดมาตรฐาน
จนถึงกลางทศวรรษ 1940 การก่อสร้างแบบจุดต่อจุดเป็นวิธีเดียวในการรักษาความปลอดภัยชิ้นส่วน โครงการนี้ไม่ได้เป็นแบบอัตโนมัติและไม่น่าเชื่อถือมาก
วิศวกรชาวออสเตรีย Paul Eisler ได้ประดิษฐ์แผงวงจรพิมพ์สำหรับวิทยุของเขาขณะทำงานในสหราชอาณาจักรในปี 1936 ในปี ค.ศ. 1941 แผงวงจรพิมพ์หลายชั้นถูกใช้ในทุ่นระเบิดแม่เหล็กของกองทัพเรือเยอรมันแล้ว เทคโนโลยีนี้มาถึงสหรัฐอเมริกาในปี 1943 และถูกนำมาใช้ในฟิวส์วิทยุ Mk53 แผงวงจรพิมพ์มีวางจำหน่ายในเชิงพาณิชย์ในปี พ.ศ. 2491 และกระบวนการประกอบอัตโนมัติ (เนื่องจากส่วนประกอบยังคงติดอยู่กับบานพับ) ไม่ปรากฏจนกระทั่งปี พ.ศ. 2499 (พัฒนาโดยกองสัญญาณกองทัพสหรัฐฯ)
งานที่คล้ายกันในเวลาเดียวกันในสหราชอาณาจักรดำเนินการโดยเจฟฟรีย์ดาห์เมอร์บิดาแห่งวงจรรวมที่กล่าวถึงแล้ว รัฐบาลยอมรับแผงวงจรพิมพ์ แต่อย่างที่เราจำได้ ไมโครเซอร์กิตถูกแฮ็กในระยะสั้นจนตาย
จนถึงช่วงปลายทศวรรษที่ 1960 และการประดิษฐ์ตัวเรือนระนาบและตัวเชื่อมต่อแผงสำหรับไมโครเซอร์กิต จุดสุดยอดของการพัฒนาแผงวงจรพิมพ์ของคอมพิวเตอร์ยุคแรกคือสิ่งที่เรียกว่าบรรจุภัณฑ์จากกองไม้หรือไม้เชือก ช่วยประหยัดพื้นที่ได้มากและมักใช้ในที่ที่การย่อขนาดมีความสำคัญ - ในผลิตภัณฑ์ทางทหารหรือซูเปอร์คอมพิวเตอร์
ในการออกแบบไม้คอร์ดวูด ส่วนประกอบตะกั่วตามแนวแกนได้รับการติดตั้งระหว่างแผงขนานสองแผ่นและบัดกรีพร้อมกับสายรัดลวดหรือเชื่อมต่อกับเทปนิกเกิลบาง ๆ เพื่อหลีกเลี่ยงไฟฟ้าลัดวงจร การ์ดฉนวนถูกวางไว้ระหว่างแผง และการเจาะทำให้ส่วนประกอบนำไปสู่ชั้นถัดไป
ข้อเสียของไม้คอร์ดวูดคือเพื่อให้แน่ใจว่ารอยเชื่อมที่เชื่อถือได้จึงจำเป็นต้องใช้หน้าสัมผัสชุบนิกเกิลพิเศษการขยายตัวทางความร้อนอาจทำให้บอร์ดบิดเบี้ยว (ซึ่งสังเกตได้จากหลายโมดูลของคอมพิวเตอร์ Apollo) และนอกจากนี้โครงการนี้ยังลดการบำรุงรักษา ของตัวเครื่องจนถึงระดับของ MacBook สมัยใหม่ แต่ก่อนการกำเนิดของวงจรรวม Cordwood อนุญาตให้มีความหนาแน่นสูงสุด
โดยธรรมชาติแล้ว แนวคิดในการเพิ่มประสิทธิภาพไม่ได้จบลงที่กระดาน
และแนวคิดแรกสำหรับทรานซิสเตอร์บรรจุภัณฑ์เกิดขึ้นเกือบจะในทันทีหลังจากเริ่มการผลิตแบบอนุกรม BSTJ บทความที่ 31: 3 พฤษภาคม 1952: สถานะปัจจุบันของการพัฒนาทรานซิสเตอร์ (Morton, J. A.) อธิบายการศึกษาครั้งแรกเกี่ยวกับ "ความเป็นไปได้ของการใช้ทรานซิสเตอร์ในวงจรบรรจุขนาดเล็ก" Bell ได้พัฒนาบรรจุภัณฑ์รวม 7 ประเภทสำหรับรุ่น M1752 รุ่นแรกๆ ซึ่งแต่ละประเภทมีบอร์ดที่ฝังอยู่ในพลาสติกใส แต่ไม่ได้ไปไกลกว่าต้นแบบ
ในปีพ.ศ. 2500 กองทัพสหรัฐฯ และ NSA เริ่มให้ความสนใจกับแนวคิดนี้อีกครั้ง และมอบหมายให้ Sylvania Electronic System พัฒนาบางอย่าง เช่น โมดูลไม้สักปิดผนึกขนาดเล็กสำหรับใช้ในยานพาหนะลับทางทหาร โปรเจ็กต์นี้มีชื่อว่า FLYBALL 2 โมดูลมาตรฐานหลายโมดูลได้รับการพัฒนาโดยประกอบด้วย NOR, XOR เป็นต้น สร้างโดย Maurice I. Crystal ใช้ในคอมพิวเตอร์เข้ารหัส HY-2, KY-3, KY-8, KG-13 และ KW-7 ตัวอย่างเช่น KW-7 ประกอบด้วยการ์ดปลั๊กอิน 12 ใบ ซึ่งแต่ละใบสามารถรองรับโมดูล FLYBALL ได้ถึง 21 โมดูล โดยจัดเรียงเป็น 3 แถว 7 โมดูล โมดูลมีหลายสี (ทั้งหมด 20 ชนิด) แต่ละสีมีหน้าที่รับผิดชอบ
บล็อกที่คล้ายกันที่มีชื่อ Gretag-Bausteinsystem ผลิตโดย Gretag AG ในเมือง Regensdorf (สวิตเซอร์แลนด์)
ก่อนหน้านั้นในปี 1960 Philips ได้ผลิตบล็อก Series-1, 40-Series และ NORbit ที่คล้ายกันเป็นองค์ประกอบของตัวควบคุมลอจิกที่ตั้งโปรแกรมได้เพื่อแทนที่รีเลย์ในระบบควบคุมอุตสาหกรรม ซีรีส์ยังมีวงจรจับเวลาคล้ายกับวงจรไมโคร 555 ที่มีชื่อเสียง โดยฟิลิปส์และสาขา Mullard และ Valvo (เพื่อไม่ให้สับสนกับ Volvo!) และถูกใช้ในระบบอัตโนมัติของโรงงานจนถึงกลางปี 1970
แม้แต่ในเดนมาร์ก ในการผลิต Electrologica X1 ในปี 1958 ก็มีการใช้โมดูลขนาดเล็กหลากสี ซึ่งคล้ายกับอิฐเลโก้ที่ชาวเดนมาร์กชื่นชอบ ใน GDR ที่ Institute for Computing Machines ที่ Technical University of Dresden ในปี 1959 ศาสตราจารย์ Nikolaus Joachim Lehmann ได้สร้างคอมพิวเตอร์ขนาดเล็กประมาณ 10 เครื่องสำหรับนักเรียนของเขา ชื่อ D4a พวกเขาใช้ทรานซิสเตอร์ชุดเดียวกัน
งานสำรวจดำเนินไปอย่างต่อเนื่องตั้งแต่ช่วงปลายทศวรรษที่ 1940 ถึงปลายทศวรรษที่ 1950ปัญหาคือไม่มีกลอุบายใดที่จะเอาชนะการกดขี่ของตัวเลข ซึ่งเป็นคำที่แจ็ค มอร์ตัน รองประธานของ Bell Labs กำหนดในการดำเนินการตามบทความ IRE ปี 1958 ของเขา
ปัญหาคือจำนวนของส่วนประกอบที่ไม่ต่อเนื่องในคอมพิวเตอร์ถึงขีดจำกัดแล้ว เครื่องจักรที่มีโมดูลมากกว่า 200,000 โมดูลกลายเป็นว่าใช้งานไม่ได้ แม้ว่าในปัจจุบันทรานซิสเตอร์ ตัวต้านทานและไดโอดจะมีความน่าเชื่อถือสูงอยู่แล้วก็ตาม อย่างไรก็ตาม แม้แต่ความน่าจะเป็นของความล้มเหลวในร้อยเปอร์เซ็นต์ คูณด้วยหลายแสนส่วน ก็ให้โอกาสสำคัญที่จะมีบางอย่างเสียหายในคอมพิวเตอร์ในเวลาใดก็ตาม การติดตั้งแบบติดผนังด้วยการเดินสายยาวหลายไมล์และหน้าสัมผัสบัดกรีนับล้านทำให้เรื่องแย่ลงไปอีก IBM 7030 ยังคงเป็นขีด จำกัด ของความซับซ้อนของเครื่องที่ไม่ต่อเนื่องแม้แต่อัจฉริยะของ Seymour Cray ก็ไม่สามารถทำให้ CDC 8600 ที่ซับซ้อนกว่านี้ทำงานได้อย่างเสถียร
แนวคิดชิปไฮบริด
ในช่วงปลายทศวรรษ 1940 Central Radio Laboratories ในสหรัฐอเมริกาได้พัฒนาเทคโนโลยีฟิล์มหนาที่เรียกว่า - ร่องรอยและองค์ประกอบแบบพาสซีฟถูกนำไปใช้กับพื้นผิวเซรามิกโดยวิธีการที่คล้ายกับการผลิตแผงวงจรพิมพ์ จากนั้นทรานซิสเตอร์แบบเปิดเฟรมถูกนำไปใช้ บัดกรีลงบนพื้นผิวและทั้งหมดนี้ถูกปิดผนึก
นี่คือที่มาของแนวคิดที่เรียกว่าไมโครเซอร์กิตไฮบริด
ในปีพ.ศ. 2497 กองทัพเรือได้ทุ่มเงินอีก 5 ล้านดอลลาร์เพื่อสานต่อโครงการ Tinkertoy ที่ล้มเหลว กองทัพได้เพิ่มเงินอีก 26 ล้านดอลลาร์ไว้ด้านบน บริษัท RCA และ Motorola ทำธุรกิจร่วมกัน ครั้งแรกปรับปรุงแนวคิดของ CRL พัฒนาจนเรียกว่า microcircuits ฟิล์มบาง ผลงานที่สองคือเหนือสิ่งอื่นใดแพคเกจ TO-3 ที่มีชื่อเสียง - เราคิดว่าทุกคนที่เคยเห็น อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ใด ๆ จะรับรู้ถึงหูที่หนักหน่วงเหล่านี้ในทันที ในปี 1955 Motorola ได้เปิดตัวทรานซิสเตอร์ XN10 ตัวแรกในนั้น และเลือกเคสเพื่อให้พอดีกับซ็อกเก็ตขนาดเล็กจากหลอด Tinkertoy รูปทรงที่เป็นที่รู้จัก นอกจากนี้ยังเข้าสู่การขายฟรีและถูกนำมาใช้ตั้งแต่ปีพ. ศ. 2499 ในวิทยุติดรถยนต์และทุกที่กรณีดังกล่าวยังคงใช้อยู่ในขณะนี้
ในปีพ.ศ. 2503 ลูกผสม (โดยทั่วไปแล้วไม่ว่าจะเรียกว่าอะไร - ส่วนประกอบขนาดเล็ก, ไมโครโมดูล ฯลฯ) ถูกใช้อย่างมั่นคงโดยกองทัพสหรัฐในโครงการของพวกเขา แทนที่ชุดทรานซิสเตอร์ที่ซุ่มซ่ามและหนักหน่วงก่อนหน้านี้
ชั่วโมงที่ดีที่สุดของไมโครโมดูลมาถึงแล้วในปี 1963 - IBM ยังได้พัฒนาวงจรไฮบริดสำหรับซีรี่ส์ S / 360 ของมัน (ขายได้เป็นล้านชุด ซึ่งก่อตั้งตระกูลเครื่องที่เข้ากันได้ ผลิตจนถึงปัจจุบันและคัดลอก (ถูกกฎหมายหรือไม่) ทุกที่ - จากญี่ปุ่น ถึงสหภาพโซเวียต) ซึ่งพวกเขาเรียกว่า SLT
วงจรรวมไม่ใช่สิ่งแปลกใหม่อีกต่อไป แต่ IBM กลัวเรื่องคุณภาพอย่างถูกต้อง และคุ้นเคยกับการมีวงจรการผลิตที่สมบูรณ์อยู่ในมือ การเดิมพันนั้นสมเหตุสมผล เมนเฟรมไม่เพียงแค่ประสบความสำเร็จ แต่ยังออกมาเป็นตำนานเหมือน IBM PC และทำการปฏิวัติแบบเดียวกัน
โดยธรรมชาติแล้ว ในรุ่นต่อมา เช่น S / 370 บริษัทได้เปลี่ยนไปใช้ไมโครเซอร์กิตเต็มรูปแบบแล้ว แม้ว่าจะอยู่ในกล่องอะลูมิเนียมยี่ห้อเดียวกันก็ตาม SLT กลายเป็นโมดูลไฮบริดขนาดเล็กที่ใหญ่กว่าและถูกกว่ามาก (ขนาดเพียง 7, 62x7, 62 มม.) ซึ่งพัฒนาโดยพวกเขาในปี 1961 สำหรับ IBM LVDC (คอมพิวเตอร์ออนบอร์ด ICBM รวมถึงโปรแกรม Gemini) ที่ตลกก็คือวงจรไฮบริดทำงานร่วมกับ TI SN3xx แบบครบวงจรที่มีอยู่แล้ว
อย่างไรก็ตาม การเกี้ยวพาราสีกับเทคโนโลยีฟิล์มบาง แพ็คเกจไมโครทรานส์ซิสเตอร์ที่ไม่ได้มาตรฐาน และอื่นๆ ถือเป็นจุดจบในตอนแรก ซึ่งเป็นมาตรการเพียงครึ่งเดียวที่ไม่อนุญาตให้ย้ายไปสู่ระดับคุณภาพใหม่ ทำให้เกิดการพัฒนาอย่างแท้จริง
และความก้าวหน้าคือการประกอบด้วยการเรียงลำดับของขนาด การลดจำนวนขององค์ประกอบที่ไม่ต่อเนื่องและสารประกอบในคอมพิวเตอร์ สิ่งที่จำเป็นไม่ใช่การประกอบที่ยุ่งยาก แต่เป็นผลิตภัณฑ์มาตรฐานแบบเสาหิน แทนที่กระดานวางทั้งแผ่น
ความพยายามครั้งสุดท้ายที่จะบีบบางสิ่งออกจากเทคโนโลยีคลาสสิกคือการดึงดูดสิ่งที่เรียกว่าอิเล็กทรอนิกส์เชิงฟังก์ชัน ซึ่งเป็นความพยายามที่จะพัฒนาอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์แบบเสาหินที่ไม่เพียงแทนที่ไดโอดสูญญากาศและไตรโอดเท่านั้น แต่ยังรวมถึงหลอดไฟที่ซับซ้อนมากขึ้น เช่น ไทราตรอนและดีคาตรอน
ในปี 1952 Jewell James Ebers จาก Bell Labs ได้สร้างทรานซิสเตอร์ "สเตียรอยด์" สี่ชั้น - ไทริสเตอร์ซึ่งเป็นอะนาล็อกของไทราตรอน ช็อคลีย์ในห้องทดลองของเขาในปี 1956 เริ่มทำงานเพื่อปรับแต่งการผลิตแบบต่อเนื่องของไดโอดสี่ชั้น - ไดนามิก แต่ลักษณะการทะเลาะวิวาทและความหวาดระแวงเริ่มต้นของเขาไม่อนุญาตให้กรณีนี้เสร็จสิ้นและทำให้กลุ่มเสียหาย
ผลงานในปี 1955-1958 ที่มีโครงสร้างเจอร์เมเนียมไทริสเตอร์ไม่ได้ทำให้เกิดผลใดๆ ในเดือนมีนาคม พ.ศ. 2501 อาร์ซีเอประกาศก่อนเวลาอันควรว่าการลงทะเบียนกะสิบบิตของ Walmark เป็น "แนวคิดใหม่ในเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์" แต่วงจรเจอร์เมเนียมไทริสเตอร์ที่เกิดขึ้นจริงไม่สามารถใช้งานได้ ในการสร้างการผลิตจำนวนมาก จำเป็นต้องมีไมโครอิเล็กทรอนิกส์ในระดับเดียวกันกับวงจรเสาหิน
ไทริสเตอร์และไดนิสเตอร์พบการประยุกต์ใช้ในเทคโนโลยี แต่ไม่พบในเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ หลังจากที่ปัญหาในการผลิตได้รับการแก้ไขโดยการกำเนิดของโฟโตลิโทกราฟี
ความคิดที่สดใสนี้ได้รับการเยี่ยมชมเกือบพร้อม ๆ กันโดยสามคนในโลก ชาวอังกฤษ Jeffrey Dahmer (แต่รัฐบาลของเขาทำให้เขาผิดหวัง), American Jack St. Clair Kilby (เขาโชคดีสำหรับทั้งสาม - รางวัลโนเบลสำหรับการสร้าง IP) และรัสเซีย - Yuri Valentinovich Osokin (ผลที่ได้คือ ข้ามระหว่าง Dahmer และ Kilby: เขาได้รับอนุญาตให้สร้าง microcircuit ที่ประสบความสำเร็จอย่างมาก แต่ในที่สุดพวกเขาก็ไม่ได้พัฒนาทิศทางนี้)
เราจะพูดถึงการแข่งขันเพื่อ IP อุตสาหกรรมครั้งแรกและวิธีที่สหภาพโซเวียตเกือบจะยึดลำดับความสำคัญในพื้นที่นี้ในครั้งต่อไป
