මෙම චිපයේ පැමිණීම චිප් සංවර්ධනයේ ගමන් මග වෙනස් කළේය!
1970 දශකයේ අගභාගයේදී, 8-බිට් සකසනයන් තවමත් ඒ කාලයේ වඩාත්ම දියුණු තාක්ෂණය වූ අතර, අර්ධ සන්නායක ක්ෂේත්‍රයේ CMOS ක්‍රියාවලීන් අවාසිදායක තත්ත්වයක පැවතුනි. AT&T Bell Labs හි ඉංජිනේරුවන් අනාගතයට නිර්භීත පියවරක් තැබූ අතර, IBM සහ Intel අභිබවා යමින් චිප් ක්‍රියාකාරිත්වයේ තරඟකරුවන් අභිබවා යාමේ උත්සාහයක් ලෙස නවීන 3.5-මයික්‍රෝන CMOS නිෂ්පාදන ක්‍රියාවලීන් නව්‍ය 32-බිට් සකසන ගෘහ නිර්මාණ ශිල්පය සමඟ ඒකාබද්ධ කළහ.
ඔවුන්ගේ නව නිපැයුම වන Bellmac-32 ක්ෂුද්‍ර සකසනය, Intel 4004 (1971 දී නිකුත් කරන ලද) වැනි පෙර නිෂ්පාදනවල වාණිජමය සාර්ථකත්වය අත්කර ගැනීමට අපොහොසත් වුවද, එහි බලපෑම ගැඹුරු විය. අද වන විට, සියලුම ස්මාර්ට්ෆෝන්, ලැප්ටොප් සහ ටැබ්ලට් පරිගණකවල චිප්ස්, Bellmac-32 විසින් පුරෝගාමී වූ අනුපූරක ලෝහ-ඔක්සයිඩ් අර්ධ සන්නායක (CMOS) මූලධර්ම මත රඳා පවතී.
1980 දශකය ළඟා වෙමින් තිබූ අතර, AT&T තමන්ව පරිවර්තනය කර ගැනීමට උත්සාහ කරමින් සිටියේය. දශක ගණනාවක් තිස්සේ, "මදර් බෙල්" යන අන්වර්ථ නාමයෙන් හඳුන්වන විදුලි සංදේශ දැවැන්තයා එක්සත් ජනපදයේ හඬ සන්නිවේදන ව්‍යාපාරයේ ආධිපත්‍යය දැරූ අතර, එහි අනුබද්ධිත වෙස්ටර්න් ඉලෙක්ට්‍රික් ඇමරිකානු නිවාස සහ කාර්යාලවල පොදු දුරකථන සියල්ලම පාහේ නිෂ්පාදනය කළේය. එක්සත් ජනපද ෆෙඩරල් රජය විශ්වාසභංග හේතූන් මත AT&T හි ව්‍යාපාරය බිඳ දැමීමට ඉල්ලා සිටියේය, නමුත් AT&T පරිගණක ක්ෂේත්‍රයට ඇතුළු වීමට අවස්ථාවක් දුටුවේය.
පරිගණක සමාගම් දැනටමත් වෙළඳපොලේ හොඳින් ස්ථාපිත වී ඇති හෙයින්, AT&T හට ඒවාට ළඟා වීම දුෂ්කර විය; එහි උපාය මාර්ගය වූයේ පැනීම වන අතර, බෙල්මැක්-32 එහි උල්පත විය.
බෙල්මැක්-32 චිප් පවුලට IEEE සන්ධිස්ථාන සම්මානයක් හිමි වී තිබේ. මෙම වසරේ එළිදැක්වීමේ උත්සව නිව් ජර්සි හි මරේ හිල් හි නොකියා බෙල් ලැබ්ස් කැම්පස් හිදී සහ කැලිෆෝනියාවේ මවුන්ටන් වීව් හි පරිගණක ඉතිහාස කෞතුකාගාරයේදී පැවැත්වේ.
අද්විතීය චිප්
8-bit චිප් වල කර්මාන්ත ප්‍රමිතිය අනුගමනය කිරීම වෙනුවට, AT&T විධායකයින් බෙල් ලැබ්ස් ඉංජිනේරුවන්ට විප්ලවීය නිෂ්පාදනයක් සංවර්ධනය කරන ලෙස අභියෝග කළහ: එක් ඔරලෝසු චක්‍රයක් තුළ බිටු 32 ක දත්ත මාරු කළ හැකි පළමු වාණිජ ක්ෂුද්‍ර සකසනය. මේ සඳහා නව චිපයක් පමණක් නොව නව ගෘහ නිර්මාණ ශිල්පයක් ද අවශ්‍ය විය - එය විදුලි සංදේශ මාරු කිරීම හැසිරවිය හැකි සහ අනාගත පරිගණක පද්ධතිවල කොඳු නාරටිය ලෙස සේවය කළ හැකි එකක්.
"අපි වේගවත් චිපයක් ගොඩනඟනවා පමණක් නොවේ," නිව් ජර්සි හි හොල්ම්ඩෙල් හි බෙල් ලැබ්ස් හි ගෘහ නිර්මාණ කණ්ඩායමේ නායකත්වය දරන මයිකල් කොන්ඩ්‍රි පැවසීය. "අපි හඬ සහ පරිගණක යන දෙකටම සහාය විය හැකි චිපයක් නිර්මාණය කිරීමට උත්සාහ කරමු."
එකල CMOS තාක්ෂණය NMOS සහ PMOS සැලසුම් සඳහා පොරොන්දු වූ නමුත් අවදානම් සහිත විකල්පයක් ලෙස සැලකේ. NMOS චිප්ස් සම්පූර්ණයෙන්ම N-වර්ගයේ ට්‍රාන්සිස්ටර මත රඳා පැවතුනි, ඒවා වේගවත් නමුත් බලයට කෑදර වූ අතර, PMOS චිප්ස් ධන ආරෝපිත සිදුරුවල චලනය මත රඳා පැවතුනි, එය ඉතා මන්දගාමී විය. CMOS බලය ඉතිරි කරන අතරම වේගය වැඩි කරන දෙමුහුන් සැලසුමක් භාවිතා කළේය. CMOS හි වාසි කෙතරම් ආකර්ෂණීයද යත්, කර්මාන්තයට ඉක්මනින්ම අවබෝධ වූයේ එයට දෙගුණයක් ට්‍රාන්සිස්ටර (එක් එක් ගේට්ටුව සඳහා NMOS සහ PMOS) අවශ්‍ය වුවද, එය වටින බවයි.
මුවර්ගේ නියමය මගින් විස්තර කරන ලද අර්ධ සන්නායක තාක්‍ෂණයේ වේගවත් සංවර්ධනයත් සමඟ, ට්‍රාන්සිස්ටර ඝනත්වය දෙගුණ කිරීමේ පිරිවැය කළමනාකරණය කළ හැකි වූ අතර අවසානයේ නොසැලකිය හැකි විය. කෙසේ වෙතත්, බෙල් ලැබ්ස් මෙම අධි අවදානම් සූදුව ආරම්භ කළ විට, මහා පරිමාණ CMOS නිෂ්පාදන තාක්ෂණය ඔප්පු කර නොතිබූ අතර පිරිවැය සාපේක්ෂව ඉහළ විය.
මෙය බෙල් ලැබ්ස් බිය ගැන්වූයේ නැත. සමාගම ඉලිනොයිස් හි හොල්ම්ඩෙල්, මරේ හිල් සහ නේපර්විල් හි පිහිටි එහි විශ්ව විද්‍යාලවල විශේෂඥතාව ලබාගෙන අර්ධ සන්නායක ඉංජිනේරුවන්ගේ "සිහින කණ්ඩායමක්" එක්රැස් කළේය. කණ්ඩායමට කොන්ඩ්‍රි, චිප් නිර්මාණයේ නැගී එන තාරකාවක් වන ස්ටීව් කොන්, තවත් ක්ෂුද්‍ර සකසන නිර්මාණකරුවෙකු වන වික්ටර් හුවාං සහ AT&T බෙල් ලැබ්ස් හි සේවකයින් දුසිම් ගනනක් ඇතුළත් විය. ඔවුන් 1978 දී නව CMOS ක්‍රියාවලියක් ප්‍රගුණ කිරීමට සහ මුල සිටම 32-බිට් ක්ෂුද්‍ර සකසනයක් තැනීමට පටන් ගත්හ.
නිර්මාණ ගෘහ නිර්මාණ ශිල්පයෙන් පටන් ගන්න
කොන්ඩ්‍රි හිටපු IEEE සාමාජිකයෙකු වූ අතර පසුව ඉන්ටෙල් හි ප්‍රධාන තාක්ෂණ නිලධාරියා ලෙස සේවය කළේය. ඔහු නායකත්වය දුන් ගෘහ නිර්මාණ කණ්ඩායම යුනික්ස් මෙහෙයුම් පද්ධතියට සහ C භාෂාවට ස්වදේශීයව සහාය දක්වන පද්ධතියක් ගොඩනැගීමට කැපවී සිටියේය. ඒ වන විට යුනික්ස් සහ C භාෂාව යන දෙකම තවමත් ළදරු අවධියේ පැවතුනද, ආධිපත්‍යය දැරීමට නියමිතව තිබුණි. එකල කිලෝබයිට් (KB) හි අතිශයින්ම වටිනා මතක සීමාව බිඳ දැමීම සඳහා, ඔවුන් අඩු ක්‍රියාත්මක කිරීමේ පියවර අවශ්‍ය වන සහ එක් ඔරලෝසු චක්‍රයක් තුළ කාර්යයන් සම්පූර්ණ කළ හැකි සංකීර්ණ උපදෙස් කට්ටලයක් හඳුන්වා දුන්හ.
ඉංජිනේරුවන් විසින් VersaModule Eurocard (VME) සමාන්තර බස් රථයට සහය දක්වන චිප් නිර්මාණය කරන ලද අතර එමඟින් බෙදා හරින ලද පරිගණකකරණය සක්‍රීය කරන අතර බහු නෝඩ් වලට සමාන්තරව දත්ත සැකසීමට ඉඩ සලසයි. VME-අනුකූල චිප් ද ඒවා තත්‍ය කාලීන පාලනය සඳහා භාවිතා කිරීමට හැකියාව ලබා දෙයි.
කණ්ඩායම තමන්ගේම යුනික්ස් අනුවාදයක් ලියා කාර්මික ස්වයංක්‍රීයකරණය සහ ඒ හා සමාන යෙදුම් සමඟ අනුකූලතාව සහතික කිරීම සඳහා එයට තත්‍ය කාලීන හැකියාවන් ලබා දුන්නේය. බෙල් ලැබ්ස් ඉංජිනේරුවන් ඩොමිනෝ තර්කනය ද සොයා ගත් අතර එය සංකීර්ණ තාර්කික ද්වාරවල ප්‍රමාදයන් අඩු කිරීමෙන් සැකසුම් වේගය වැඩි කළේය.
සංකීර්ණ චිප් නිෂ්පාදනයේදී ශුන්‍ය හෝ ශුන්‍යයට ආසන්න දෝෂ අත්කර ගත් ජෙන්-හ්සුන් හුවාං විසින් මෙහෙයවන ලද සංකීර්ණ බහු-චිප් සත්‍යාපන සහ පරීක්ෂණ ව්‍යාපෘතියක් වන බෙල්මැක්-32 මොඩියුලය සමඟ අතිරේක පරීක්ෂණ සහ සත්‍යාපන ශිල්පීය ක්‍රම සංවර්ධනය කර හඳුන්වා දෙන ලදී. මෙය ඉතා විශාල පරිමාණ ඒකාබද්ධ පරිපථ (VLSI) පරීක්ෂණයේ ලෝකයේ පළමු අවස්ථාව විය. බෙල් ලැබ්ස් ඉංජිනේරුවන් ක්‍රමානුකූල සැලැස්මක් සකස් කර, ඔවුන්ගේ සගයන්ගේ කාර්යය නැවත නැවතත් පරීක්ෂා කර, අවසානයේ බහු චිප් පවුල් හරහා බාධාවකින් තොරව සහයෝගීතාවයක් ලබා ගත් අතර, එය සම්පූර්ණ ක්ෂුද්‍ර පරිගණක පද්ධතියකින් අවසන් විය.
ඊළඟට වඩාත්ම අභියෝගාත්මක කොටස පැමිණේ: චිපයේ සැබෑ නිෂ්පාදනය.
"ඒ කාලේ, පිරිසැලසුම, පරීක්ෂණ සහ ඉහළ අස්වැන්නක් සහිත නිෂ්පාදන තාක්ෂණයන් ඉතා දුර්ලභ විය," පසුව කොරියානු උසස් විද්‍යා හා තාක්ෂණ ආයතනයේ (KAIST) සභාපති සහ IEEE හි සාමාජිකයෙකු වූ කන්ග් සිහිපත් කරයි. සම්පූර්ණ චිප සත්‍යාපනය සඳහා CAD මෙවලම් නොමැතිකම නිසා කණ්ඩායමට විශාල ප්‍රමාණයේ කැල්කොම්ප් චිත්‍ර මුද්‍රණය කිරීමට සිදු වූ බව ඔහු සඳහන් කරයි. අපේක්ෂිත ප්‍රතිදානය ලබා දීම සඳහා ට්‍රාන්සිස්ටර, වයර් සහ අන්තර් සම්බන්ධතා චිපයක් තුළ සකස් කළ යුතු ආකාරය මෙම ක්‍රමලේඛනවලින් පෙන්වයි. කණ්ඩායම ඒවා ටේප් එකකින් බිම එකලස් කර, පැත්තකින් මීටර් 6 කට වඩා වැඩි යෝධ හතරැස් චිත්‍රයක් සාදයි. කන්ග් සහ ඔහුගේ සගයන් කැඩුණු සම්බන්ධතා සහ අතිච්ඡාදනය වන හෝ නුසුදුසු ලෙස හසුරුවන ලද අන්තර් සම්බන්ධතා සොයමින්, වර්ණ පැන්සල් වලින් සෑම පරිපථයක්ම අතින් ඇඳ ගත්හ.
භෞතික නිර්මාණය සම්පූර්ණ වූ පසු, කණ්ඩායම තවත් අභියෝගයකට මුහුණ දුන්නේය: නිෂ්පාදනය. චිප්ස් පෙන්සිල්වේනියාවේ ඇලන්ටවුන් හි වෙස්ටර්න් ඉලෙක්ට්‍රික් කම්හලේදී නිෂ්පාදනය කරන ලදී, නමුත් අස්වැන්න අනුපාතය (කාර්ය සාධනය සහ ගුණාත්මක ප්‍රමිතීන් සපුරාලන වේෆරයේ චිප්ස් ප්‍රතිශතය) ඉතා අඩු බව කන්ග් සිහිපත් කරයි.
මෙයට පිළියමක් ලෙස, කැන්ග් සහ ඔහුගේ සගයන් සෑම දිනකම නිව් ජර්සි සිට කම්හලට රිය පැදවූ අතර, ඔවුන්ගේ අත් ඔතා, බිම් අතුගා දැමීම සහ පරීක්ෂණ උපකරණ ක්‍රමාංකනය කිරීම ඇතුළු අවශ්‍ය ඕනෑම දෙයක් කරමින්, මිත්‍රත්වය ගොඩනඟා ගැනීමට සහ කම්හල මෙතෙක් නිෂ්පාදනය කිරීමට උත්සාහ කර ඇති වඩාත්ම සංකීර්ණ නිෂ්පාදනය සැබවින්ම එහි නිපදවිය හැකි බව සැමට ඒත්තු ගැන්වීමට කටයුතු කළහ.
"කණ්ඩායම් ගොඩනැගීමේ ක්‍රියාවලිය සුමටව සිදු විය," කැන්ග් පැවසීය. "මාස කිහිපයකට පසු, වෙස්ටර්න් ඉලෙක්ට්‍රික් සමාගමට ඉල්ලුම ඉක්මවා ගිය ප්‍රමාණවලින් උසස් තත්ත්වයේ චිප්ස් නිෂ්පාදනය කිරීමට හැකි විය."
බෙල්මැක්-32 හි පළමු අනුවාදය 1980 දී නිකුත් කරන ලද නමුත් එය අපේක්ෂාවන්ට අනුව ජීවත් වීමට අපොහොසත් විය. එහි කාර්ය සාධන ඉලක්ක සංඛ්‍යාතය 4 MHz නොව 2 MHz පමණි. ඉංජිනේරුවන් ඒ අවස්ථාවේ භාවිතා කළ අති නවීන ටකේඩා රිකෙන් පරීක්ෂණ උපකරණ දෝෂ සහිත බව සොයා ගත් අතර, පරීක්ෂණය සහ පරීක්ෂණ හිස අතර සම්ප්‍රේෂණ මාර්ග බලපෑම් සාවද්‍ය මිනුම් ඇති කළේය. මිනුම් දෝෂ නිවැරදි කිරීම සඳහා නිවැරදි කිරීමේ වගුවක් සංවර්ධනය කිරීම සඳහා ඔවුන් ටකේඩා රිකෙන් කණ්ඩායම සමඟ කටයුතු කළහ.
දෙවන පරම්පරාවේ බෙල්මැක් චිප්ස් වල ඔරලෝසු වේගය 6.2 MHz ඉක්මවන අතර සමහර විට 9 MHz දක්වා ඉහළ ගියේය. එකල මෙය තරමක් වේගවත් යැයි සැලකේ. 1981 දී IBM සිය පළමු පරිගණකයේ නිකුත් කළ 16-bit Intel 8088 ප්‍රොසෙසරයේ ඔරලෝසු වේගය 4.77 MHz පමණි.
බෙල්මැක්-32 එසේ කළේ ඇයි?'ප්‍රධාන ධාරාවට නොඑන්න
පොරොන්දුව තිබියදීත්, බෙල්මැක්-32 තාක්ෂණය පුළුල් ලෙස වාණිජමය වශයෙන් භාවිතා කිරීම ලබා ගත්තේ නැත. කොන්ඩ්‍රිට අනුව, AT&T 1980 ගණන්වල අගභාගයේදී උපකරණ නිෂ්පාදක NCR දෙස බැලීමට පටන් ගත් අතර පසුව අත්පත් කර ගැනීම් වෙත යොමු විය, එයින් අදහස් කළේ සමාගම විවිධ චිප් නිෂ්පාදන රේඛාවලට සහාය වීමට තෝරා ගත් බවයි. ඒ වන විට, බෙල්මැක්-32 හි බලපෑම වර්ධනය වීමට පටන් ගෙන තිබුණි.
"බෙල්මැක්-32 ට පෙර, NMOS වෙළඳපොළ ආධිපත්‍යය දැරීය," කොන්ඩ්‍රි පැවසීය. "නමුත් CMOS භූ දර්ශනය වෙනස් කළේ එය ෆැබ් තුළ ක්‍රියාත්මක කිරීමට වඩා කාර්යක්ෂම ක්‍රමයක් බව ඔප්පු වූ බැවිනි."
කාලයත් සමඟ මෙම අවබෝධය අර්ධ සන්නායක කර්මාන්තය නැවත හැඩගස්වා ඇත. CMOS නවීන ක්ෂුද්‍ර සකසනයන් සඳහා පදනම බවට පත් වූ අතර, ඩෙස්ක්ටොප් පරිගණක සහ ස්මාර්ට්ෆෝන් වැනි උපාංගවල ඩිජිටල් විප්ලවය බලගන්වන ලදී.
බෙල් ලැබ්ස් හි නිර්භීත අත්හදා බැලීම - පරීක්ෂා නොකළ නිෂ්පාදන ක්‍රියාවලියක් භාවිතා කරමින් සහ චිප් ගෘහ නිර්මාණ ශිල්පයේ මුළු පරම්පරාවක්ම ආවරණය වන පරිදි - තාක්ෂණ ඉතිහාසයේ සන්ධිස්ථානයක් විය.
මහාචාර්ය කන්ග් පවසන පරිදි: “හැකි දේවල අපි ඉදිරියෙන්ම සිටියෙමු. අපි පවතින මාර්ගයක් අනුගමනය කළා පමණක් නොව, නව මාවතක් දල්වමින් සිටියෙමු.” පසුව සිංගප්පූරු ක්ෂුද්‍ර ඉලෙක්ට්‍රොනික ආයතනයේ නියෝජ්‍ය අධ්‍යක්ෂ ධුරයට පත් වූ සහ IEEE සාමාජිකයෙකු ද වූ මහාචාර්ය හුවාං තවදුරටත් මෙසේ පවසයි: “මෙයට චිප් ගෘහ නිර්මාණ ශිල්පය සහ නිර්මාණය පමණක් නොව, අද ඩිජිටල් සමාකරණ මෙවලම් හෝ බ්‍රෙඩ්බෝඩ් පවා නොමැතිව CAD භාවිතයෙන් මහා පරිමාණ චිප් සත්‍යාපනය ද ඇතුළත් විය (පරිපථ සංරචක ස්ථිරවම එකට සම්බන්ධ වීමට පෙර චිප් භාවිතා කරමින් ඉලෙක්ට්‍රොනික පද්ධතියක පරිපථ සැලසුම පරීක්ෂා කිරීමේ සම්මත ක්‍රමයක්). ”
කොන්ඩ්‍රි, කන්ග් සහ හුවාං ඒ කාලය ආදරයෙන් සිහිපත් කරන අතර බෙල්මැක්-32 චිප් පවුල සාර්ථක කර ගැනීමට දායක වූ බොහෝ AT&T සේවකයින්ගේ කුසලතාව සහ කැපවීම අගය කරති.
පළ කිරීමේ කාලය: මැයි-19-2025