Все новости от 16 ноября 2001 г.

30-летие микропроцессорной революции

Дебютировавший 30 лет назад микропроцессор Intel 4004 стал первым чипом, вобравшим в себя все основные элементы программируемого компьютера, и вызвал технологическую революцию. Благодаря процессорам производители получили возможность наделить интеллектуальными способностями ПК, лифты, подушки безопасности, сотовые телефоны, таймеры, брелки для ключей и многое другое.

Однако история вполне могла пойти совсем другим путем. Чип 4004 предназначался для калькулятора японской фирмы, которой вначале принадлежали все права на него. А большинство руководителей Intel в то время не видели особого прока в этом продукте. Микропроцессор не стал остроумной безделушкой, а превратил Intel и другие компании, действующие в сфере ПК, в титанов индустрии, исключительно благодаря нескольким удачным конструктивным решениям и совпадениям. «Первые 15 лет мы не понимали, что за этим будущее Intel, — говорит председатель правления компании Энди Гроув (Andy Grove). — Лет десять мы смотрели на него как на нечто второстепенное. А сколько таких второстепенных вещей так никогда и не превратились во что-то большое!»

За последние 30 лет микропроцессоры и микроконтроллеры стали вездесущими. По данным Mercury Research, только в 2000 году было выпущено 385 млн микропроцессоров и 6,4 млрд микроконтроллеров. «Не будет преувеличением сказать, что микропроцессор оказал существенное влияние на жизнь каждого гражданина этой страны, — говорит главный аналитик The Linley Group Лайнли Гуиннап (Linley Gwennap). — До появления микропроцессора компьютеры были гигантскими сооружениями, занимавшими целые залы».

Чип на троих
По существу, 4004 — плод труда трех инженеров: Теда Хоффа (Ted Hoff), Стэна Мазора (Stan Mazor) и Федерико Фаггина (Federico Faggin). В апреле 1969 года японский производитель калькуляторов Busicom поручил Intel, в то время специализировавшейся на запоминающих устройствах, разработать несколько спецмикросхем для пяти будущих аппаратов. Идея была понятна; трудность заключалась в том, как ее реализовать. Мазор, бывший инженер Fairchild Semiconductor, взялся вместе с Хоффом разработать конструкцию.

«С экономической точки зрения единый чип был необходим. Первоначальные спецификации Busicom потребовали бы 16 разных микросхем, — вспоминает Лес Вадаж (Les Vadasz), президент Intel Capital, инвестиционного подразделения Intel, и один из менеджеров проекта 4004. — „Черт побери, но это же невозможно”, — сказали мы тогда». Ограниченная в средствах Intel требовала также, чтобы чип для калькулятора размещался в том же корпусе с 16 выводами, который компания использовала для своих элементов памяти. «Мы изо всех сил старались обойтись минимальными средствами, — говорит Мазор. — Руководство не слишком интересовалось этим проектом. В какой-то мере мы оказались в компьютерном бизнесе по ошибке».

В апреле 1970-го, когда Хофф и Мазор закончили концептуальную разработку архитектуры, Вадаж пригласил из Fairchild Фаггина, чтобы тот сконструировал чип. Как и Хофф, Фаггин к тому времени уже заслужил репутацию в отрасли. Он разработал технологию кремниевого ключа, позволявшую отказаться от алюминиевых транзисторов, которые были гораздо крупнее и сложнее в управлении. Кремниевый ключ был намного компактнее, быстрее, надежнее и дешевле.

До сих пор продолжаются споры о том, кого же считать «отцом» 4004. По мнению Мазора, работоспособность чипов обеспечивает архитектура, и он называет Фаггина «парнем, который ночь напролет проверял их работоспособность». Фаггин, со своей стороны, говорит, что «набор инструкций может разработать любой выпускник колледжа», а главную часть работы выполнили в 1971 году Хофф и Мазор — это мнение разделяют и некоторые аналитики. Мазор признает даже, что они с Хоффом многое позаимствовали из наборов инструкций IBM и Digital. Вадаж, который в 70-х сильно поссорился с Фаггином, называет автором чипа Хоффа, так как главные концептуальные решения принадлежат ему.

Время шло. Сроки поджимали. На второй день после выхода на работу Фаггина из Busicom прибыл инженер Масатоси Сима (Masatoshi Shima), который должен был выяснить, как идут дела. С декабря никакого прогресса не наблюдалось, и Сима забил тревогу. «Все держалось на волоске, — вспоминает Фаггин. — Почти неделя ушла у меня на то, чтобы его успокоить».

Busicom все же продлила срок работ по контракту. За этим для Фаггина и трех его помощников последовали 14-часовые рабочие дни. В отличие от современных конструкторов, которые для проектирования схем пользуются мощными рабочими станциями, команде Фаггина приходилось делать это при помощи рубилита — тонких полосок клейкой ленты.

Хотя первым микропроцессором стал 4004, Intel разработала всего четыре чипа. Были еще микросхема ПЗУ 4001, микросхема ОЗУ 4002 и микросхема ввода-вывода 4003. Рабочие образцы 4001 были готовы к октябрю.

Что-то забыли?
Однако первая партия микросхем 4004 не работала. Достаточно было одного взгляда в микроскоп, чтобы понять: при изготовлении пропущен важный технологический этап. Фаггин тогда расхохотался.

Задержки злили Busicom, но в конечном счете удлинение сроков оказалось на руку Intel. Благодаря усилиям трех изобретателей кое-кто в компании начал понимать значение этого изобретения. Основатель Intel Боб Нойс (Bob Noyce), вспоминает Вадаж, задался вопросом: «А нельзя ли применить 4004 где-нибудь еще».

Тем временем бизнес калькуляторов становился все более конкурентным. К моменту, когда Intel завершила работу над 4004, Busicom понадобилась скидка. Intel сделала контрпредложение: она существенно урежет стоимость контракта, если Busicom передаст Intel лицензию на свободную продажу микросхем вне рынка калькуляторов. Busicom согласилась.

Неоднозначная реакция
О выходе 4004 протрубила статья в ElectronicNews. Чип обрабатывал 4 бита данных за такт, работал с тактовой частотой 108 кГц (1/10 мегагерца) и позволял выполнять математические расчеты. Стоил он менее 100 $. Гордон Мур, в то время СЕО Intel, провозгласил его «одним из самых революционных продуктов в истории человечества».

Однако на других этот чип не произвел такого впечатления. «Это было интересно, но не воспринималось как угроза», — говорит аналитик Insight 64 Натан Бруквуд (Nathan Brookwood), который в то время работал в Digital Equipment. Прошли годы, но многие так и не оценили новую концепцию. В 1975 году главный инженер DEC говорил Бруквуду, что угроза никогда не будет исходить от Intel. В бизнесе мини-компьютеров второй половины 70-х это было общепринятое мнение.

В апреле 1972 года Intel выпустила чип 8008, обрабатывающий данные 8-битными порциями. И снова компании повезло. Этот чип создавался для Datapoint, производителя терминалов из Техаса, который к моменту истечения срока контракта был не в состоянии выплатить всю сумму. Тогда Datapoint передала Intel права на продукт, в том числе на набор инструкций, разработанный самой Datapoint. Со временем этот набор лег в основу архитектуры Х86, которой Intel придерживается и по сей день. «По иронии судьбы, этот основополагающий набор инструкций был не наш, как и исходная постановка задачи», — говорит Мазор.

Прорыв с 8080
Переломный момент наступил в 1974 году, когда появился процессор 8080. В нем не только усложнился набор инструкций — он еще и помещался в корпус с 40 выводами. Эти две инновации значительно расширили функциональные возможности чипа.

Но к тому времени конкуренты — RCA, Honeywell и Fairchild — уже предложили микропроцессоры, многие из которых, в частности семейство Motorola 6800, обеспечивали превосходную производительность. Фирма Zilog, в которой работали Фаггин и Сима, бывший инженер Busicom, получала высшие оценки за свой процессор Z80. Как же вышло, что победа все же досталась Intel?

Во-первых, компания позаботилась о максимально безболезненном внедрении. Вместе с чипами Intel продавала комплексные системы разработки для конструкторов, что привело к появлению программного обеспечения. «В процессе работы над проектом мы первыми создали ПК, но не воспользовались этим, — говорит Вадаж, — и этот наш бизнес с появлением настоящих ПК сошел на нет».

Во-вторых, конкуренты неправильно оценили спрос. Например, National Semiconductor в 8-разрядном мире продвигала дорогой 16-разрядный чип. «Каждый старался доказать, что все остальное — ошибка, и на это тратили много сил», — вспоминает Мазор.

Но еще важнее то, что в 1981 году IBM выбрала в качестве процессора для своего ПК чип Intel 8088. IBM вела два параллельных проекта ПК: в Остине (штат Техас) и во Флориде. Остинский проект опирался на процессор Motorola, но из-за задержек руководство компании отдало предпочтение ПК из Флориды. «Значение соглашения с IBM трудно переоценить, — говорит главный аналитик Mercury Research Дин Маккаррон (Dean McCarron). — Если бы не оно, речь бы шла о соперничестве между Motorola и AMD».

А может быть и нет. Еще одна превратность судьбы заключается в том, что в первые годы сотрудничества с Intel IBM потребовала, чтобы та предложила второй источник микропроцессоров. Тогда Intel обратилась к AMD и подписала лицензионное соглашение, собственными руками создав себе главного на сегодняшний день конкурента. 

 Предыдущие публикации:

 В продолжение темы:

Обсуждение и комментарии

	Вольцев 18 Nov 2001 1:06 PM
Конечно, сейчас правду все равно не узнаешь. IBM тогда сделала большую глупость - они явно не осознавали, что творят. Когда смотришь на плату первой писишки, где они экономили центы на ПЗУшках, стыдно за корпорацию становится.
	AT - 220220pager.icq.com 18 Nov 2001 11:52 PM
Вот ведь как оказывается - то, не один Microsoft поднялся за счет IBM, Intel да и немного AMD получили свое.
	-zmey - loadpisem.net 19 Nov 2001 10:10 AM
2 Вольцев: сдается мне, что _тогда это были вовсе не центы.. а потребителя надо было привлечь и ценой тоже.