Chip War: The Fight for the World's Most Critical Technology - Chris Miller Страница 20

Нойс и Мур покинули компанию Fairchild так же быстро, как десятью годами ранее они покинули компанию Шокли, и основали Intel, что расшифровывалось как Integrated Electronics. По их замыслу, транзисторы станут самым дешевым продуктом, который когда-либо производился, но мир будет потреблять их триллионы и триллионы. Полупроводники расширяли возможности человека, но при этом он становился принципиально зависимым от них. В то время как мир подключался к Соединенным Штатам, внутренняя схема Америки менялась. Индустриальная эпоха заканчивалась. Опыт вытравливания транзисторов в кремнии теперь будет определять мировую экономику. Небольшие калифорнийские города, такие как Пало-Альто и Маунтин-Вью, были готовы стать новыми центрами глобальной власти.

Через два года после основания Intel выпустила свой первый продукт - микросхему динамической памяти с произвольным доступом (DRAM). До 1970-х годов компьютеры обычно "запоминали" данные не с помощью кремниевых чипов, а с помощью устройства, называемого магнитопроводом - матрицы из крошечных металлических колец, соединенных сеткой проводов. Когда кольцо намагничено, оно хранит в памяти компьютера 1; ненамагниченное кольцо - 0. Джунгли проводов, скрепляющих кольца между собой, могли выключать и включать магнетизм каждого кольца и "считывать", является ли данное кольцо 1 или 0. Однако потребность в запоминании 1 и 0 росла, а провода и кольца могли уменьшаться только до предела. Если бы компоненты стали еще меньше, то сборщики, сплетавшие их вручную, оказались бы не в состоянии их производить. По мере роста спроса на компьютерную память магнитные сердечники не успевали за ним.

В 1960-х годах инженеры, такие как Роберт Деннард из IBM, начали разрабатывать интегральные схемы, которые могли бы "запоминать" более эффективно, чем маленькие металлические кольца. У Деннарда были длинные темные волосы, которые струились ниже ушей, а затем распускались под прямым углом, параллельно земле, что придавало ему вид эксцентричного гения. Он предложил соединить крошечный транзистор с конденсатором - миниатюрным запоминающим устройством, которое либо заряжено (1), либо нет (0). Конденсаторы со временем разряжаются, поэтому Деннард предусмотрел возможность многократной зарядки конденсатора через транзистор. Такая микросхема получила название динамической (благодаря многократной зарядке) памяти с произвольным доступом, или DRAM. Эти микросхемы составляют основу компьютерной памяти и по сей день.

Микросхема DRAM работает так же, как и старая память на магнитных сердечниках, сохраняя 1 и 0 с помощью электрических токов. Но вместо проводов и колец микросхемы DRAM были вырезаны из кремния. Их не нужно было плести вручную, поэтому они реже выходили из строя и могли быть сделаны гораздо меньше. Нойс и Мур поспорили, что их новая компания, Intel, сможет воспользоваться идеей Деннарда и воплотить ее в чипе, который будет намного плотнее, чем когда-либо мог быть магнитный сердечник. Достаточно было взглянуть на график закона Мура, чтобы понять, что пока Кремниевая долина будет продолжать уменьшать размеры транзисторов, чипы DRAM будут завоевывать рынок компьютерной памяти.

Intel планировала доминировать в бизнесе микросхем DRAM. Микросхемы памяти не нуждаются в специализации, поэтому микросхемы с одинаковым дизайном могут использоваться в различных типах устройств. Это позволяет производить их в больших объемах. В отличие от этого, другой основной тип микросхем - микросхемы, выполняющие функцию "вычисления", а не "запоминания", - разрабатывались специально для каждого устройства, поскольку каждая вычислительная задача была индивидуальной. Например, калькулятор работает иначе, чем компьютер наведения ракеты, поэтому до 1970-х годов для них использовались разные типы логических микросхем. Такая специализация приводила к росту стоимости, поэтому Intel решила сосредоточиться на микросхемах памяти, массовое производство которых позволяло добиться эффекта масштаба.

Однако Боб Нойс никогда не мог устоять перед инженерной головоломкой. Даже если он только что собрал несколько миллионов долларов под обещание, что его новая компания будет создавать микросхемы памяти, его быстро убедили добавить линейку продуктов. В 1969 г. японская фирма Busicom обратилась к Нойсу с просьбой разработать сложный набор микросхем для ее новейшего калькулятора. Ручные калькуляторы стали iPhone 1970-х годов, продуктом, в котором использовались самые передовые вычислительные технологии, чтобы снизить цену и положить мощный кусок пластика в карман каждого. Многие японские компании создавали калькуляторы, но в разработке и производстве своих микросхем они часто полагались на Кремниевую долину.

Нойс попросил Теда Хоффа, мягкого инженера, пришедшего в Intel после научной карьеры, связанной с изучением нейронных сетей, разобраться с запросом Busicom. В отличие от большинства сотрудников Intel, которые были физиками или химиками, сосредоточенными на электронах, проносящихся по микросхемам, Хофф, имея опыт работы с компьютерными архитектурами, мог рассматривать полупроводники с точки зрения систем, на которых они работают. Компания Busicom сообщила Хоффу, что им потребуется двенадцать различных микросхем с двадцатью четырьмя тысячами транзисторов, расположенных по индивидуальному проекту. Он подумал, что для такой маленькой компании, как Intel, это звучит непозволительно сложно.

Рассматривая калькулятор Busicom, Хофф понял, что в компьютерах приходится искать компромисс между специализированными логическими схемами и специализированным программным обеспечением. Поскольку производство микросхем было индивидуальным бизнесом, поставляющим специализированные микросхемы для каждого устройства, заказчики не задумывались о программном обеспечении. Однако успехи Intel в производстве микросхем памяти и перспектива того, что со временем они станут экспоненциально более мощными, означали, что вскоре компьютеры будут обладать объемом памяти, необходимым для работы со сложным программным обеспечением. Хофф уверен, что вскоре будет дешевле разработать стандартную логическую микросхему, которая в сочетании с мощной микросхемой памяти, запрограммированной на различные типы программного обеспечения, сможет вычислять множество различных задач. В конце концов, знал Хофф, на сайте никто не создает микросхемы памяти мощнее, чем у Intel.

Intel была не первой компанией, задумавшейся о создании микросхемы с обобщенной логикой. Один из оборонных подрядчиков выпустил микросхему, подобную Intel, для компьютера истребителя F-14. Однако до 1990-х годов существование этой микросхемы держалось в секрете. Однако Intel выпустила микросхему под названием 4004 и назвала ее первым в мире микропроцессором - "микропрограммируемым компьютером на кристалле", как гласила рекламная кампания компании. Он мог использоваться в самых разных устройствах, и положил начало революции в вычислительной технике.

В 1972 году на праздновании пятидесятой годовщины свадьбы своих родителей Боб Нойс прервал торжество, взял в руки кремниевую пластину и заявил членам своей семьи: "Это изменит мир". Теперь общая логика могла производиться массово. Вычислительная техника была готова к собственной промышленной революции, и Intel располагала самыми современными в мире сборочными линиями.

Человеком, который лучше всех понимал, как массовые вычислительные мощности могут произвести революцию в обществе, был профессор Калифорнийского технологического института по имени Карвер Мид. С пронзительными глазами и козлиной бородкой Мид больше походил на философа из Беркли, чем на инженера-электрика. Он завязал дружбу с Гордоном Муром сразу после основания компании