Зеленоград микросхемаларды көчүрүү идеясына кантип келди, эмне үчүн алар өздөрүнүн, ата мекендик өндүрүшүн өнүктүрө башташкан жок?
Биринчи клондор
Бул абдан жөнөкөй. Эсиңизде болгондой, NII -35те белгилүү бир В. В. Малин начальниктин жылуу позициясында отурган, анын бардык улуулугу дизайнер катары атасында - КПСС Борбордук Комитетинин жалпы бөлүмүнүн башчысы В. Н. Малинде болгон.. Албетте, Шокин ушунчалык пайдалуу адамды жакшы көрчү жана урматтаган. Ал эми эсибизде болгондой, Малин Америкадагы партиялык линияны микроэлектроника тармагында стажировкадан өткөн бактылуу адамдардын катарында болгон.
Алар 1962 -жылга чейин машыгышкан жана 1970 -жылга чейин улантууга бактылуу болушмак, бирок Кубанын ракеталык кризиси жана Берлин дубалынын курулушу болуп өттү. Ал эми СССР менен АКШнын ортосундагы мамилелер толугу менен бузулган. Малин командировкадан сувенир алып келди - ал сейрек кездешүүчү TI SN510s алды. Зеленоград борбору негизделген жана тез эле бир нерсе чыгара башташ керек болгондуктан (жана партия башчыларынын дизайнерлери кандайдыр бир жол менен жакшы иштебей калышкан), Малин жөн эле үлгүлөрдү Шокинге көрсөттү жана ал аларды дароо көчүрүүнү буйруду.
Сөздү Малиндин өзүнө берели. Сапардын жыйынтыгы боюнча Шокинге берген жеке репортажынан цитата:
Ал отчетту угуп, микроскоп аркылуу диаграмманы карап, мындай деди: эч кандай четтөөлөрсүз көбөйткүлө, мен силерге үч айлык мөөнөт берем.
Жаш кезимде чыдай албай күлдүм.
- Эмнеге күлүп жатасың, Америкада ал жердеги темптерибизден арылдыкпы? Мен, Борбордук Комитеттин мучесу, мындай дедим: кайра чыгаруу - кайра жаратуу дегенди билдирет! Ал эми сен күлбөө үчүн менин башкы дизайнерим болосуң жана мага ай сайын тактада отчет берип турасың.
Анан, бир аз ойлонгондон кийин, А. И. Шокин ошентсе да сурады - сизге канча керек деп ойлойсуз?
Биз үч жыл керек деп жооп бердик …
NII-35тен иштөө схемалары Шокинге 1965-жылы көрсөтүлгөн …
Сериялык өндүрүш 1967 -жылы өздөштүрүлгөн.
Советтик башчылардын бардык типтерине мүнөздүү болгон таптакыр типтүү деспотикалык оройлуктан тышкары (мен теманы түшүнбөйм, бирок Борбордук Комитеттин мүчөсү!), Биз алардын тема чөйрөсүндөгү типтүү түшүнбөстүктөрүн да көрөбүз. 1962 -жылы кайра чыгарылган жана беш жылга эскирген америкалык микросхемалардын нускалары 1967 -жылы чакан партиялар менен өндүрүлгөн … Бул бардык ата мекендик электроника боюнча өкүм болгон, ошол учурдан тартып биз биротоло сырттан болуп калдык жана бул үчүн толук мүмкүнчүлүк бар өз алдынча өнүгүүлөрдү өнүктүр! Малин (эмнегедир сыймыктануу менен) мындай деп эскерет:
1959 -жылдан бери ата мекендик кремнийдин интегралдык микросхемаларынын өнүгүшү, чынында, Джек Килби менен атаандаштык кат алышуунун үзгүлтүксүз процесси болгон. Американын технологиялык тажрыйбасын кайталоо жана көчүрүү түшүнүктөрү - ЭЭПтин "тескери инженериясы" деп аталган методдор күчүндө болгон. Кремнийдин интегралдык микросхемаларынын прототиптеринин үлгүлөрү жана өндүрүш үлгүлөрү Америка Кошмо Штаттарынан алынган жана аларды көчүрүү Экономикалык өнүгүү министрлигинин (Министр Шокин) буйругу менен катуу жөнгө салынган. Көчүрүү түшүнүгү министр тарабынан 19 жыл бою катуу көзөмөлдө болгон, анын учурунда автор MEP системасында 1974 -жылга чейин иштеген.
1962 -жылдан 1974 -жылга чейин ата мекендик микроэлектрониканын табыт капкагына мык кагуу, бир нече жылдар бою эскирген америкалык ИКнын чыныгы уурдалышы түрүндө "алдыңкы инженерди" капа кылбайт.
NII-35 долбооруна ылайык Фрязинский заводунда өндүрүлгөн биринчи клон TS-100 болгон-TI SN510дун толук аналогу (тегиз кремний технологиясы). Айтор, чыгаруу оңой болгон жок:
… NII-35тин илимий-технологиялык бөлүмүнөн жана кафедрада атайын түзүлгөн эксперименталдык цехтен 250 кишиден турган команда бул көйгөйдү чечүүнүн үстүндө иштеди.
Жана бул Осокиндин иштеп жаткан жана иштеген технологиясы менен! Тилекке каршы, РЗПП заводунда андай саясий салмагы жана күчтүү колдоочулары болгон эмес.
Малин Шокинге гана жакын болгон эмес, ал аскердик өнөр жай комплексинин төрагасы Смирнов, Илимдер Академиясынын президенти Келдыш жана Косыгин менен тыгыз байланышта болгон, алар Микоянды СССР Министрлер Советинин Председатели кылып алмаштырышкан. Хрущевго параллель өлкө. Табигый түрдө, Рига шаарынын жашоочулары мындай оор атаандаштыктын шартында бир нерсени өнүктүрүүгө кымындай да мүмкүнчүлүгү болгон жок.
Мындан тышкары, биз 1970-жылдардын ортосуна чейин ES EVMде колдонулган атактуу ГИС "Жол" сериясында камтылган SLT-модулдарын карызга алууну унуткан жокпуз. Тилекке каршы, көчүрүү сүйүүчүлөрү үчүн SLTs советтик адистердин Америка Кошмо Штаттарында стажировкадан өтүшү саясий себептерден улам мүмкүн болбогондон кийин пайда болгон жана америкалыктар СССРде тирүү S / 360 негизги фреймерин сатууну түшүндө да көрүшкөн эмес. Натыйжада, инженерлер ГИСти булактарсыз, түзмө -түз сүрөттөрдөн көчүрүү менен чыныгы эрдикке жетишти. Бул тууралуу Зеленоград NIITTтин биринчи директору В. С. Сергеев мындай дейт:
Бул багытта техникалык материалдар жана адабияттар жок болчу, бизде IBM тарабынан чыгарылган микросхемалардын сүрөтү гана бар болчу. Резистивдүү, өткөргүч жана изоляциялык пасталарды жасоо технологиясы өзгөчө чет өлкөдө жашыруун сакталган. Биз бардык ишти нөлдөн баштадык: дизайнды, материалдарды, технологияны жана жабдууларды иштеп чыгуу …
Ишкананын биринчи күндөрүнөн баштап, ГИС технологиясын колдонуу менен түздөн -түз иштөөдөн тышкары, айнек, керамика, полимер, желим, изоляциялоочу материалдар, гальваникалык процесстер, ширетүү, ширетүү, тактыкты алуу жана колдонуу боюнча олуттуу иштер жүргүзүлгөн. инструменттер (штамптар, калыптар), химиялык фрезерлөө, көп катмарлуу полимердик жана керамикалык тактайлар жана технологиянын өнүгүү перспективасында талап кылынган көптөгөн башка процесстер …
Прототиптер 1964 -жылга чейин даяр болчу, бирок өндүрүш 1967 -жылы гана башталган жана акыркы белгилүү үлгүлөр … 1991 -жылга чейин созулган!
Сериялар GIS 201LB1 (кийинчерээк K2LB012, элемент NOT), K201LB4 (эки элемент ЭМЕС жана эки 2OR-NOT), 201LB5 (кийинчерээк K201LB6 жана 201LB7, беш элемент ЭМЕС), 201LS1 (эки элемент 2OR) жана K2NT011 (кийинчерээк K201NT1 жана K201NT2, төрт npn транзисторунун чогулушу). Бүгүнкү жашоодо бул серия жөнүндө кызыктай эскерүү катары - 2007 -жылдагы жумушчулардын жумуштарынын жана кесиптеринин Бирдиктүү тарифтик -квалификациялык маалымдамасы (!), "Так фотолитографиянын ретутери. 4 -категория ":
Иштин мисалдары: "Путь" тибиндеги микросхемалардын негативдери жана тунуктугу, бардык кемчиликтерди жоюу.
Белгилей кетсек, советтик индустрия жарандык рынокту микроэлектроника менен каныктыруу менен алек болгон эмес, бул сөз чындыгында микросхемалар жөнүндө болгон эмес - ал тургай микро -жыйындар да жагымдуу болгон эмес. Көптөгөн ишканалар конкреттүү продуктылар үчүн өзүлөрүнүн иштеп чыгууларын жана өндүрүшүн өздөштүрүүгө аргасыз болушкан жана бул бир гана убакытка эмес, өтө узак убакытка чейин уланды. Мисалы, 1993-жылы Минск прибор жасоо заводу өзүнүн дизайнындагы ГИС үчүн S1-114 / 1 осциллографтарынын сериясын чыгарган жана бул ГИСтин өзү, укмуштуудай, элестете албагандай эскирген, 2000-жылы гана токтотулган!
Аскердик технологияга эч кандай тиешеси жок адамдардын эскерүүлөрүнө караганда, 90 -жылдардын башында, окуу жана өндүрүш ишканаларында лампалардын түрлөрүн мүнөздүү белгилери боюнча таанууга мажбур болушкан (ал тургай, стандарт болгон - аныктоо эки метр).
Микрожыйындардын чыгышы реалдуу интегралдык микросхемалардын жалпы тартыштыгын жабышы керек болчу, ал 99% учурларда аскердик өнөр жайга барып, бир нече изилдөө институттарына бөлүнүп кеткен. Микрожындарда алар эң жогорку класстагы (лампаларда эң төмөн) тиричилик техникасын чыгарышкан - мисалы, "элит" радиолору "Бүркүт", "Космос" жана "Рубин".
Үй тиричилик техникасында компоненттер гана көчүрүлгөн эмес, 1950 -жылдардын башынан бери биздин технологиянын деңгээли аны көчүрүүгө мүмкүндүк берсе, майда -чүйдө нерселерге убакыт коротпой, бүтүндөй продукцияны уурдоо салтка айланган. Мисалы, 1954-жылы таң калтырган "Звезда-54" радиосу пайда болгон. Жалпыга маалымдоо каражаттары бул окуяны дизайндагы эң акыркы советтик жылыш жана акыркы мода катары сыпатташты, чындыгында бул француз Excelsior-52нин абсолюттук көчүрмөсү болчу. Прототип IRPAга (радио уктуруу жана акустика институтуна) кантип жеткени так аныктала элек. Кээ бир маалыматтарга караганда, дипломаттар алып келген, башкалардын айтымында, ал атайын көчүрүү үчүн сатылып алынган.
Транзистордук ресиверлерде да көйгөй бар болчу-советтик эң биринчилердин бири "Ленинград" америкалык Zenith компаниясы тарабынан 1957-жылы чыгарылган Trans-Oceanic Royal-1000дин негизинде түзүлгөн, ал чакан серияда чыгарылган, жана монтаж кол менен болгон.
Акыр -аягы, кеңири тараган мифтердин арасында, дүйнөдө керектөөчү микроэлектрониканын биринчи функционалдык толук продукциясы советтик радио кабылдагыч "Микро" болгонун, 1964 -жылы Зеленоград тарабынан чыгарылган биринчи продукт болгонун да айтууга болот.
Анын үстүнө Хрущев бул ресиверлерди чет мамлекеттердин жетекчилерине берди деген туруктуу имиштер бар жана алар шок абалында "СССР бизди кантип басып өттү" деген маанайда айтышты. Чындыгында, "Микродо" интеграцияланган технологиядан чачыранды такта гана болгон, жарым өткөргүчтөр дискреттүү болгон. Ар кандай материалдардын алты катмары атайын трафареттер аркылуу отуруучу тактайга жалаң гана пассивдүү бөлүктөрдү (анын үстүнө сыйымдуу гана) түзгөн. Ресивердеги транзисторлор кадимки дискреттик болгон жана ачылган аппараттан ачык көрүнүп туруучу тактада жөн эле ширетилген.
Натыйжада, мифтик "дүйнөдөгү биринчи тасма ICлердин" ордуна биз адаттагыдай эле чегилген эмес, вакуумдук чөгүү менен жана бир нече катмардагы - кереметтер жок, кадимки басылган платаны алабыз. 1965 -жылы АКШда дискреттик транзисторлорго негизделген кабыл алгычтар ондогон түрлөрдө чыгарылган (1956 -жылдан бери - дүйнөдө биринчилерден болуп адмирал транзистору болгон), жана алар эч кимди ура алышкан эмес (албетте, алардын саны абдан көп болчу) Алардын ичинен Японияда жана Европада).
Ошол доордун эң мүнөздөмөсү - уникалдуу документ, сакталып калган жана кеңири таралган саналуу документтердин бири - 1964 -жылы Воронеж изилдөө институттарынын бирине берилген "Катуу диаграммалар боюнча түйүндөрдү жана блокторду түзүү боюнча сунуштар". белгилүү "заказ 1168":
… Техас инструменттер компаниясынын 51, 52 жана 53 үч негизги кристаллдары үчүн компоненттердин курамы жана алардын параметрлери, аналогдору СССРде кайра чыгаруу пландаштырылган: 51 -сериядагы негизги кристаллдын компоненттери… транзистор A417 же A400B (аналоги 2N706A, 2N582), диод B14A же B14B (аналоги 1N914) …
Кийинки, микросхемалардын параметрлеринин чоң таблицасы, бул үчүн мүмкүн болгон кайра чыгаруу каралып жатат-дээрлик бардыгын уурдап кетүү пландаштырылган, Fairchild MA704 видео күчөткүчтөн жана Вестингхаус WM1110 Дарлингтон схемасынан Motorola MK302G триггерине жана 2OR-NOT Sylvania SNG2 логикалык дарбазасы! Бул TI SN5xx сериясынын схемалык схемаларынын жана сүрөттөмөлөрүнүн болжол менен 10 беттери менен коштолгон, IC долбоорлоо көрсөтмөлөрү менен толукталган.
1970 -жылга чейин ата мекендик электрониканы өнүктүрүү үчүн бул акылдуу ыкмаларды колдонуунун натыйжасында, өлкөдө Осокиндин германийи ICден башка эч кандай түпнуска иштеп чыгуулар калган жок - көчүрүлө турган нерселердин бардыгы: чоң базалык матрицалык кристаллдардан баштап анча чоң эмес сменалык регистрлерге чейин.
Дүйнө жүзү мурунтан эле IPге өтө узак убакыт бою которулганда да, СССРде эң алгачкы гибриддик кино технологиясы абдан популярдуу болгону күлкүлүү. Чындыгында, советтик технологиялык өнүгүү деңгээлинде жок дегенде орточо интеграция схемаларын чыгаруу абдан кыйын болгон, натыйжада 230 -серия сыяктуу желмогуздарда жарандык продуктылар чогултулган. Бул чыныгы ICлер, бир гана "макро схема" катары жасалган: гибриддик дизайн, көп катмарлуу калың пленка технологиясы, алардын ар биринде TTL тибиндеги 40ка чейин логикалык элементтер бар, алар эсептегичтерди, же реестрлерди, же тең салмактоочу түзүлүштөрдү түзөт.
Сериянын дизайны өтө адаттан тыш - кадимки түзүлүшкө жана ички флип -чипке орнотулган көп катмарлуу такта. K2IE301B тибиндеги желмогуздар (примитивдүү төрт орундуу эсептегич, бирок ширеңке кутусунан чоңураак) 1990-жылдарга чейин биздин өлкөдө чыгарылган, бирок азыр алар фоссил мамонт сөөктөрү сыяктуу дүйнө жүзү боюнча микросхемалардын коллекционерлеринин аңчылыгынын предмети болуп саналат.
Ошол жылдардагы орус микроэлектроникасынын деңгээли "Советтик микроэлектрониканын 50 жылдыгы" китебинин стилиндеги мифтерге негизделген патриоттордун ынталуу эмес эскерүүлөрү менен жакшы мүнөздөлөт:
Биринчи ICлер пайда болгондон бери 20 жылдай убакыт өттү, жана натыйжалары фантастикалык болду …
Жана абдан объективдүү (анткени бул документтердин негизинде стратегиялык чечимдерди кабыл алган жогорку жетекчилик үчүн), жакында эле ачыкка чыгарылган ЦРУнун ата мекендик өнөр жайды анализдөө боюнча отчеттору (СССР эмбарго коюлган батыш техникасы менен өнүккөн жарым өткөргүчтөрдү курууга умтулат). 1972 -жылы даярдалган отчеттордун биринде интегралдык микросхемаларды өндүрүү боюнча Биримдиктин жетишкендиктерине көңүл бурулган, 1999 -жылы бул документ жашыруун болгон жана кийин агенттиктин онлайн китепканасында басылган. Мына, анын айрым үзүндүлөрү:
… АКШда жүргүзүлгөн жеткиликтүү үлгүлөрдүн лабораториялык анализи алардын дизайны өтө примитивдүү экенин жана сапаты негизинен начар экенин көрсөттү. Үлгүлөр АКШда жасалган кесиптештеринен бир топ төмөн. Ал тургай 1971-жылы чыгарылган заводдук маркасы бар продукциялар прототиптердей көрүнөт … СССРде интегралдык микросхемаларды колдоно турган коммерциялык жабдуулардын бар экендиги жөнүндө эч нерсе белгисиз … Эгерде Союз масштабдуу жана жашоого жөндөмдүү микросхемалардын тармагын түзсө, анда анын кызыкчылыгы Батыштан бул продуктуларды өндүрүү үчүн жабдууларды жана технологияларды чоң сатып алуулары да таң калыштуу … СССР кремнийдин технологиясын өтө кеч алды жана алгачкы кремний материалын жетиштүү санда өндүрүү менен дайыма кыйынчылыктардан улам, Биримдиктеги микросхемалар ошентсе да жакында эле жана өтө аз көлөмдө башталды … 1968 -жылы Биримдик Европада кайра иштетилген кремнийди сатууну сунуштаган, бирок аны сатып алган компаниялар бул материалдын сапатынын начардыгына даттанышкан.
Брянск шаарындагы заводго барган ЦРУнун агенти (анын аты отчеттон алынып салынган) мындай деп жазган:
… Өндүрүш технологиялары АКШда колдонулгандан 5-10 жыл артта. Заводдо батыштын жабдуулары кеңири колдонулат. Акыркы текшерүүдөгү кээ бир продуктылар АКШнын ири интегралдык микросхемасынын өндүрүүчүсүнүн соода белгисине ээ окшойт, бирок агент бул шекти тастыктоо үчүн бул үлгүлөрдү жакын текшере алган эмес.
Ленинграддагы заводдо өндүрүштүн көлөмү Брянскиге салыштырмалуу кыйла төмөн деп бааланды. 1972-жылы Светлана заводуна барган ошол эле же башка АКШнын чалгын агенти айына 100,000ден аз жогорку жыштыктагы транзисторлорду келтирип, завод батыштын кээ бир жабдууларын да колдонорун белгилеген.
Отчетто ошондой эле бул заводдо өндүрүлгөн продукциянын өндүрүмдүүлүгү үч жыл мурун ушул типтеги интегралдык микросхемалар боюнча СССР жарыялаган продукциядан төмөн экени белгиленген. Воронеж заводуна болгон иш сапарынын натыйжасында, агент бул сайтта көп сандагы диффузиялык мештердин бар экендигин белгиледи - болжол менен 80 даана, бирок, иш сапары учурунда алардын 20га жакыны гана колдонулган. Ошол эле учурда, ишканада зымды термокомпрессордук ширетүү үчүн орнотуулар көп болгон эмес. Салыштыруу үчүн, 1971 -жылы Америка Кошмо Штаттарында 400 миллиондон ашык ИС өндүрүлгөн, ЦРУ маалыматтарга таянып.
Ошол эле учурда, 1949 -жылы түзүлгөн жана 1953 -жылы ачыкка чыгарылган, кооптуу технологиялардын жүгүртүлүшүн көзөмөлдөө үчүн иштелип чыккан, көп тараптуу экспорттук контролдоо боюнча координациялык комитет (CoCom) СССРдин дүйнөгө коркунучун алдын алып, натыйжалуу түрдө СССРдин аскердик потенциалын чектеп коюшу керек болчу., аны аскердик максаттар үчүн колдонулушу мүмкүн болгон бардык жаңы технологияларга жетүүдөн ажыратуу. Бирок биз эстейбиз, СССРде аскерлерден башка иш жүзүндө эч кандай максаттары болгон эмес жана ал иштеп чыккан нерселердин бардыгы 99% аскердик-өнөр жай комплексинде болгон, демек, CoKom дээрлик бардык алдыңкы дүйнөлүк технологияларга жетүүсүн тоскон.
Таң калыштуусу, бул абдан натыйжалуу иштеди-мисалы, биз чыныгы CDC 7600дү сатып ала да, уурдай да албадык (аны BESM-6 менен алмаштыруу күнөө болгон) жана тирүү Cray-1ди (келечекте BESM-10 катары чыгаруу пландаштырылган).
Бирок чыныгы көйгөй башкача болчу - 1960 -жылдардын башынан бери биз Батыш ICлерин көчүрүүгө көнүп калдык жана бул үчүн алардын өндүрүш линияларын көчүрүү абдан маанилүү болчу. Бул жерде буктурма бизди күтүп турган - Зеленоград үчүн, эсибизде болгондой, биз япониялыктардан, финдерден жана швейцариялардан дагы бир нерсе сатып алдык (валюта үчүн эмес, түз эле алтын үчүн), бирок 1960 -жылдардын ортосунан баштап бул агым башталган. тез кургап кетүү. Дээрлик эч бир компания - фотолитография үчүн тактык жабдууларын чыгаруучу, СССРде анча чоң эмес пайда үчүн, айрыкча, материалдар менен толук өндүрүш линиясын түзгөндүктөн, бүт бизнесин жоготуп алуу коркунучу менен 17 мамлекеттин санкциясына киргиси келген. жана документтер контрабанда үчүн анча маанилүү эмес объект болуп саналат.
Натыйжада, станоксуз IP жок жана бизде үч гана жол бар, алардын ар бири өз тузагына ээ - 1980 -жылдардын аягына чейин 1963 -жылы жабдуулар менен иштөө (алар муну жасашкан), өзүбүздү өнүктүрүүгө аракет кылуу (узак убакыт жана ар дайым ийгиликтүү эмес) же Швейцария сыяктуу нейтралдуу өлкөлөр аркылуу жок дегенде бир нерсе алуу. Акыркы дарыя тез эле өзөнгө чейин соолуп калды, бирок, мисалы, 1980 -жылдардын аягында, Toshiba Machine Company 1982 -жылдан 1984 -жылга чейин тыюу салууларды айланып өтүп, СССРге суу астында сүзүүчү винттерди так иштетүү үчүн жабдууларды мыйзамсыз бергени белгилүү болду. Эгерде Советтердин кулашы жана Комитеттин саясатынын жумшарышы болбогондо, бул окуя ал үчүн абдан кейиштүү аяктамак.
Ушундан кийин, бул макалаларда кайра -кайра айтылган орус электроника тарыхчысынын үзүндүлөрү Борис Малашевич кандайдыр бир бузулган ирония катары каралат:
Андан кийин, мисалы, фотолитографиялык жабдууларды жасаган дүйнөдө үч өлкө болгон: АКШ, Япония жана Советтер Союзу. Бул бардык техникалык түзүлүштөрдүн ичинен эң так жабдуу: микроэлектрониканын технологиясынын деңгээли фотолитографиянын деңгээлине көз каранды … Биздин өлкө башынан өткөргөн бардык көйгөйлөргө карабастан, Советтер Союзунда гана өзүн-өзү камсыз кыла турган электроника бар экенин эстен чыгарбоо керек. дүйнөдө. Мында баарынын өзүнө тиешелүү болгон жана радио түтүктөрдөн VLSIге чейинки электрондук продукттардын бардык спектрин чыгарган. Ал өзүнүн материал таануу илимине, өзүнүн инженердик инженериясына ээ болчу - баары өзүнө таандык болчу.
Жалпысынан алганда, баары чиптер менен ачык -айкын болуп калды.
Эми советтик микропроцессорлор жөнүндө сүйлөшүү жана советтик микроэлектрониканы өнүктүрүү темасын аман -эсен бүтүрүү биз үчүн калды.
Эволюция
Кийинки текстти түшүнүү үчүн, микропроцессорлор төмөнкүчө эволюцияланганын айта кетели.
1962-1963-жылдары иштелип чыккан микросхемалардын биринчи мууну төмөн интеграцияланган чиптер болгон. Бул ар бир микросхемада эң негизги логикалык дарбазалар - 2I -NOT элементтери бар экенин билдирген.
Ар кандай процессор (биз сөзсүз түрдө микропроцессор эмес экенин баса белгилейбиз!) Үч негизги компоненттен турат (табигый түрдө, азыркы чиптерде булар 1960 -жылдардагыдай жөнөкөй бирдиктерден алыс; азыр, мисалы, ALU ажырагыс элемент катары түшүнүлөт. өзүнүн камтылган программасынын регистрлери ж. б.).
Биринчиси - арифметикалык логикалык бирдик же ALU, (адатта) бир нече негизги амалдарды аткарууга арналган - кошумча жана логикалык ЖАНА, ЖЕ, ЭМЕС. Салттык ALUларда аппараттык кемитүү схемалары жок болчу жана аларга кереги жок болчу, алып салуу, эреже катары, терс сан менен толукталуу менен алмаштырылат. Албетте, ALUларда аппараттык көбөйтүү, бөлүү, вектордук жана матрицалык операциялардын блоктору жок болчу. ALU дагы бүтүн сандар менен гана иштеди, IEEE 754 - 1985 стандартын кабыл алганга чейин дагы 20 жыл калды, андыктан таптакыр ар бир компьютер чыгаруучу чыныгы арифметиканы өзүнүн бузуктугунун чегинде ишке ашырды.
Эгерде сиз алтымышынчы жылдары программист болсоңуз, анда чыныгы арифметика сизди жинди кылышы мүмкүн. Сандарды чагылдыруу, тегеректөө же алар менен иштөө үчүн бирдиктүү стандарт жок болчу, натыйжада программалар иш жүзүндө ташылбай калды. Мындан тышкары, ар кандай машиналардын реалдуу сандарды ишке ашырууда өз кызыкчылыктары болгон жана алар сөзсүз түрдө белгилүү жана эске алынышы керек болчу. Кээ бир платформаларда белгилүү бир сандар салыштыруу үчүн нөл болчу, бирок кошуу жана кемитүү үчүн эмес, натыйжада коопсуз иштөө үчүн аларды адегенде 1.0ге көбөйтүп, анан нөлгө салыштыруу керек болчу.
Башка платформаларда, ошол эле трюк эч кандай чектен чыкпаса да, дароо документсиз ашыкча ката кетирди. Кээ бир компьютерлер, мындай операцияны жасоого аракет кылып жатканда, акыркы 4 маанилүү битти ыргытып салышты, машиналардын көбү X менен Yдин айырмасы үчүн нөлдүк натыйжаны кайтарып беришти, эгерде X менен Y кичине болсо да, бирдей эмес, кээ бирлери күтүлбөгөн жерден нөлгө ээ болот, ал тургай, алардын ортосундагы чоң айырмачылыкта, эгер бир гана сан нөлгө жакын болсо. Натыйжада "X = Y" жана "X - Y = 0" операциялары кагылышып, таң калыштуу каталарга алып келген. Мисалы, Cray суперкомпьютерлеринде, муну болтурбоо үчүн, ар бир көбөйтүү жана бөлүү алдында "X = (X - X) + X" деген дайындоо жасалды. Чыныгы арифметиканын ортосундагы анархия 1985 -жылга чейин уланып, заманбап сүзүүчү чекит акыры кабыл алынган.
Процессордун экинчи маанилүү компоненти - бул иштелип жаткан сандарды сактоого жана алар боюнча нөөмөт операцияларын аткарууга тийиш болгон регистрлер.
Акырында, үчүнчү эң маанилүү компонент - бул башкаруу аппараты - RAMден келген машиналык көрсөтмөлөрдүн декодери, регистрлердеги сандардын үстүндө белгилүү ALU функцияларын аткарууну баштайт.
Башкаруу түзмөктөрү татаалдыгы, бит туурасы жана кодун чече турган көрсөтмөлөрдүн түрлөрү менен айырмаланышты, UU канчалык татаал жана жайыраак болсо, кодду жазуу ошончолук ыңгайлуу жана ыңгайлуу болду, анткени ал ар кандай татаал буйруктарды колдоп, жашоону жеңилдетет. программисттер үчүн. UU көбүнчө өзүнчө камтылган программага ээ болчу, анда колдоого алынган буйруктардын тизмеси бар болчу жана белгилүү бир чектерде процессордун мүмкүнчүлүктөрүн чиптерди бул жабдыктын жардамы менен өзгөртүүгө мүмкүн болгон, бул түшүнүк микропрограммирование деп аталган. Камтылган программанын мазмуну бул процессордун командалык системасын түзгөн, ар кандай машиналардын командалык системалары бири -бирине туура келбегени көрүнүп турат.
Интеграциясы төмөн болгон учурда, бул компоненттердин бардыгы, эреже катары, бир нече такталарда ишке ашырылган жана процессор бир нече жүз микросхемасы бар ондогон мындай такталарды камтыган куту болгон. Бирок, буга чейин 1964 -жылы, Texas Instruments SN7400 сериясындагы орто интеграция чиптери пайда болгон. 1970-жылы линияда биринчи толук кандуу ALU пайда болгон, 4-разряддуу 74181 микросхемасы, ал параллелдүү туташтырылып, 8, 16, ал тургай 32 биттик компьютерлерди (ALU деп аталган) алган.
Орто интеграция чиптеринде мурунку муундагы бир нече ондогон айырмаланып, бир нече жүз транзистор камтылган. TI SN74181 кеңири колдонмону таап, тарыхтагы эң белгилүү чиптердин бири болуп калды, тактап айтканда, бул жерде Data General NOVA компьютерлеринин жана кээ бир DEC PDP-11 серияларынын процессорлору чогултулган (алар үчүн алар үчүн перифериялык процессорлор да чогултулган. Мисалы, KMC11 жана аларды чыныгы арифметиканы ишке ашыруу-атактуу FPP-12), Xerox Alto, Стив Жобс чычкан жана графикалык интерфейстин идеясын жулуп салды, биринчи DEC VAX (VAX-11/780 модели)), Wang 2200, Texas Instruments TI-990, Honeywell option 1100 алардын H200 / H2000 негизги фреймдери жана башка көптөгөн машиналар үчүн илимий процессор.
Орто интеграция чиптери, укмуш арзандыгынан жана жөнөкөйлүгүнөн улам, 1980 -жылдарга чейин, микропроцессордук системалар пайда болгондо дагы, рынокто сакталып калган. Процессорду чогултуу үчүн адатта 1-2 такта жана бир нече ондогон микросхемалар талап кылынат.
1960 -жылдардын аягында фотолитографиянын прогресси бир чипке бир нече миң логикалык дарбазанын деңгээлине жетип, чоң интеграциялык схемалар пайда болгон. Алар, адатта, бардык жабдыктары жана регистрлери бар ALU камтылган, бул процессорду 2-10 чиптен чогултууга мүмкүндүк берет. BSP деп аталган (бит тилимдүү процессор, бул терминдин белгиленген котормосу жок, адатта "секциялык" деп айтылат).
BSPтин идеясы бардык керектүү компоненттерди камтыган параллелдүү күчтүү чиптерди туташтыруу (UU гана өзүнчө жасалган) жана ошону менен кичинекей микрочиптерден узун процессорду чогултуу болгон (64 битке чейин варианттар болгон!). BSP выпускали многие, в том числе National Semiconductor (IMP, 1973), Intel (3000, 1974), AMD (Am2900, 1975), Texas Instruments (SBP0400, 1975), Signetics (8X02, 1977), Motorola (M10800, 1979) жана башкалар. Өнүгүүнүн туу чокусу 1980-жылдардын ортосуна чейин чыгарылган 16 биттик AMD Am29100 жана Synopsys 49C402 жана 1985-жылы чыгарылган 32-разряддуу AMD Am29300 болгон.
BSP үч абдан маанилүү артыкчылыктарга ээ.
Биринчиси, ALU'ларды горизонталдык конфигурацияларда бир саат циклинде абдан чоң маалыматтарды иштете турган компьютерлерди курууга колдонсо болот.
BSPтин экинчи артыкчылыгы-ECL логикасына уруксат берилген кош чиптүү дизайн, бул абдан тез, бирок көп орунду ээлейт жана көп жылуулукту таратат. PMOS же NMOS сыяктуу алгачкы MOS чиптери башында эсептегичтер жана терминалдар үчүн процессорлор катары ойлонушкан, анткени алардын ылдамдыгы ECL логикасынан кыйла төмөн болгон, болгону олуттуу компьютерлерди курууга ылайыктуу деп эсептелген. CMOS процессорлору ойлоп табылгандан кийин гана, алар азыркы көрүнүшкө ээ болушкан, ошол бөлүктүн ECL чиптери шоуну башкарганга чейин. CMOS чейин, алгылыктуу аткаруу менен бир чип процессорун түзүү, негизинен, мүмкүн эмес деп эсептелген.
BSPsтин үчүнчү артыкчылыгы, 6502 же 8080 сыяктуу иштеп жаткан процессорлорду тууроо же өркүндөтүү үчүн же атайын колдонмонун иштешин максималдаштыруу үчүн атайын ылайыкташтырылган уникалдуу инструкция топтомун түзүү жөндөмдүүлүгү болду. Ылдамдык менен ийкемдүүлүктүн айкалышы BSPти абдан популярдуу архитектура кылды.
Микропроцессордун атасы
Акырында, биринчи микропроцессорду ким жараткандыгы тууралуу сүйлөшөлү.
1968-1971 -жылдардагы кыска убакыттын ичинде анын ролуна бир нече талапкер сунушталган, алардын көбү эчак унутулган. Чындыгында, микропроцессорду түзүү идеясы транзистор же ал тургай планардык процесс сыяктуу революциялык эмес болчу. Бул түзмө-түз абада болгон жана үч жыл бою, көптөгөн иштеп чыгуучулар тигил же бул жол менен компьютердин бир чиптүү ишке ашуусуна кайрылган.
Тагыраак айтканда, "микропроцессорду ким ойлоп тапты" деген суроонун эч кандай мааниси жок. 1960 -жылдардын аягында, процессор акыры бир чипке жайгаштырылары анык болчу жана MOS чиптеринин тыгыздыгын практикалык деңгээлге чейин көбөйтүүгө убакыт гана калды. Чындыгында, микропроцессор революция болгон жок, ал жөн гана MOS жакшыртуулары жана маркетинг муктаждыктары аны баалуу кылган убакта келди.
Микропроцессордун расмий аныктамасы жок.
Ар кандай булактар аны бир чиптен көп чиптүү ALUга чейин сүрөттөйт. Негизинен, микропроцессор - бул Intel жана Texas Instruments жаңы продукцияларын белгилөө муктаждыгынан келип чыккан маркетингдик термин.
Эгерде микропроцессор түшүнүгүнүн бир атасын тандоо керек болсо, Ли Бойсел болмок. Fairchildде иштеп жүргөндө, ал MOS схемасына негизделген компьютер, ошондой эле учурдагы компоненттер - ROM (1966 -жылы ойлоп табылган) жана DRAM (1968 -жылы пайда болгон) идеясы менен келген. Натыйжада, ал биринчи жолу MOS чиптери боюнча бир нече таасирдүү макалаларды, ошондой эле 1967 -жылы Манифестти IBM 360 менен окшош компьютерди куруу үчүн кантип колдонсо болорун түшүндүргөн.
Бойсел Фэйрчайлддан кетип, 1968-жылы октябрда өзүнүн MOS системасын куруу үчүн Төрт фазалуу системаны негиздеген, 1970-жылы ал 24-бит кубаттуу компьютери болгон System / IV көрсөткөн. Процессор 9 микросхеманы колдонгон: үч 8-биттик ALU AL1, үч микрокод үчүн ROM жана регулярдуу эмес логикага негизделген башкаруу түзүлүшүнүн үч микросхемасы (туш келди логика (RL)-комбинатордук схемаларды синтездөө аркылуу жогорку деңгээлдеги сыпаттамага ылайык ишке ашыруу ыкмасы), жана, синтез автоматтык түрдө жүргөндүктөн, элементтердин жана алардын бирикмелеринин жайгашуусу, бир караганда, өзүм билемдик сыяктуу көрүнөт, дээрлик бардык заманбап башкаруу каражаттары RL ыкмасы менен синтезделет). Чипсет абдан жакшы сатылган жана 1981-жылы Motorola компаниясын алганга чейин Four-Phase Fortune 1000ге жеткен. Бирок, AL1 бир микросхема режиминде иштей албайт жана тышкы контролерго жана микрокод менен ROMго муктаж болгон.
Дагы бир дээрлик унутулган компания 1967-жылы негизделген Viatron болчу, ал эми 1968-жылы алар өздөрүнүн MOS чиптерине System 21, 16-bit киргизишкен. Тилекке каршы, подрядчылар аларды чиптердин сапаты менен кое берип, 1971 -жылы Viatron банкротко учураган.
Viatron түзмө -түз "микропроцессор" деген терминди ойлоп тапкан - алар аны 1968 -жылы жарыясында колдонушкан, бирок бул бир эле чип эмес, бүт терминалды ушинтип аташкан. Микропроцессордук корпустун ичинде бир топ такталар болгон - процессор өзү 3 тактадагы 18 бажы MOS чиптеринен турган.
Бизге мурда белгилүү болгон Рэй Холт 1968-1970-жылдары АКШнын аба күчтөрү үчүн тааныш F-14 CADCди иштеп чыккан. Кийинки пиар менен көп адамдар аны микропроцессордук технологиянын атасы деп эсептешет, бирок CADC абдан оригиналдуу архитектуранын 4 өзүнчө чипинен турган.
Акырында, акыркы 3 талапкер чыныгы SoCs.
1969-жылы Datapoint Intel менен келишим түзүп, Datapoint 2200 терминалы үчүн процессорунун бир чиптүү версиясын иштеп чыккан, ал бүтүндөй тактаны ээлеген. Бул компаниянын негиздөөчүсү Гус Роше, алардын инженери Джек Фрассанито жана Интелдин адиси Стэнли Мазор Intelдин негиздөөчүсү Роберт Нойско бул идеяны сунуштаганы күлкүлүү, бирок ал кеңири коммерциялык перспективаларды көрбөгөндүктөн алгач аны таштап койгон.
Дээрлик ошол эле учурда, япониялык чакан компания Nippon Calculating Machine Ltd 12 жаңы эсептегич микросхемасын иштеп чыгуу үчүн Intelге кайрылды. Дагы бир Intel инженери Эдуард Хофф (Марсиан Эдвард Тед Хофф), Стэнге окшош, аларды бир кристаллга алмаштыруу идеясына келет. Натыйжада, экөө тең эки долбоорду тең башкара башташат: чоңураак чип - Intel 8008, жана кичирээк - Intel 4004.
Долбоор жөнүндө уккандан кийин, бардык жердеги Texas Instruments Datapointко кайрылып, аларды иштеп чыгууга катышууга азгырат. Datapoint аларга спецификациялар менен камсыз кылат жана алар чыныгы микропроцессордун үчүнчү версиясын чыгарышат - TI TMX 1795. Ырас, бул жерде көп көз карандысыздык болгон эмес, бул чип үзгүлтүккө учуроо менен Intelдин алгачкы катасын кайталаган.
Бул учурда, Datapoint энергияны керектөөнүн кескин кыскарышына жана терминалынын жылытылышына алып келүүчү электр өткөргүчүн ойлоп табат жана алардын келишимин жокко чыгарат. Intel өнүгүүнү бир нече айга тоңдурат, ал эми TI уланат, натыйжада алардын жарыясы Intel 4004 коммерциялык чыгарылышынан бир аз эрте болуп өттү, бул аны тарыхта биринчи микропроцессорго айландырды.
Менменсинбеген TI 1995 -жылга чейин ар ким менен соттошууну улантты, куулук Ли Бойсел сотту биринчи процессорду ойлоп тапканына жана Texas Instruments патенттери жокко чыгарылганына ынандырганда. Андан аркы тарыхы баарына белгилүү - TIден алынган чиптер дээрлик сатылган эмес, ал эми Intel чоң жана кичине процессорлорду бүтүргөн жана ошону менен ондогон жылдар бою анын атак -даңкынын пайдубалын түптөгөн.
Бул таң калыштуу, Осокин учурундагыдай эле, СССР да микропроцессордун өз алдынча, таптакыр көз карандысыз версиясын иштеп чыккан, аны өтө аз адамдар билишет! Түп нускада, бирок бул үч чиптүү BSP болчу, бирок иш 1976-жылы аяктаган, али кеч эмес, жана аны толук кандуу бир чип архитектурасына жаңыртуу эч кимдин тынчын алган эмес.
Натыйжада, дайыма эле, таза инженердик приоритеттер чөйрөсүндө, транзисторлор жана микросхемалардагыдай эле, биз дээрлик Батыш менен бир деңгээлде болдук жана жогорку илимий өнүгүү деңгээлин көрсөттүк, бирок аларды ишке ашыруу акыры коркунучтуу түш болду.
Биринчи ата мекендик микропроцессор анын атасы ким болгонуна байланыштуу өчкөн жок - Давлет Гиреевич Юдицкийден башка эч ким жок! Шокин менен Калмыков жок дегенде оригиналдуу нерсе менен алектенгендердин бардыгын жек көрүшкөн окшойт: Карцев, Старос, Юдицкий - жана алардын бардык өнүгүүлөрүн максаттуу түрдө кысымга алышкан.
Модулдук суперкомпьютерлердин атасы Юдицкий процессорду кантип иштеп чыккан?
Бул тууралуу кийинки бөлүктөрдө сөз кылабыз, биз бул жерде гана белгилейбиз, 1973-жылдын башында, ал ошол кезде Зеленоград СВКсынын директору, жаңы мини-компьютердин архитектурасын иштеп чыгуу үчүн компакт жумушчу тобун чогулткан (SM компьютери сыяктуу DEC жана HP машиналарына негизделген эмес) - "Electronics -NTs", модулдук жана абдан оригиналдуу. Ошол эле жылы Юдицкий В. Л. Шххуняндын лабораториясынын жаштар командасына СССРде биринчи болуп микропроцессорлорду куруунун ыкмаларын иштеп чыгууну тапшырган.
Батышта эмне өндүрүлгөнүн анализдеп чыккандан кийин, алар BSPти негиз катары тандашты жана 1976 -жылы үч чипте 587 сериядагы процессорду түзүштү - IK1, IK2, IK3, батыштын түздөн -түз аналогу жоктордун бири (азыр алардын биринчи чыгаруу дагы көптөгөн коллекционерлердин эң башкы кыялы). Кийинчерээк, бул серия 588ге (5 чипке) айланды жана 1980-жылдардын башында SVCдин адистери аны бир чиптүү дизайнда ишке ашырууну каалашты, бирок Шоки Электрондук өнөр жай министрлигинин талабы боюнча оригиналдуу архитектура ПДП-11дин пайдасына ташталган.
Калган иштеп чыгуучулар четте калышкан жок, VNIIEM Intel 8080 чиптерин, бардык перифериялык түзүлүштөрдү, Intel Intellec-800 ушул архитектура үчүн иштеп чыгуу комплектин сатып алды жана тескери инженерия менен шыктануу менен алектенди. 1974 -жылкы процессор 1978 -жылга чейин ажыратылган жана 1970 -жылдардын аягында 580IK80 катары серияга чыгарылган.
Ошол учурдан баштап микропроцессорлорду көчүрүү доору башталды. Кеңири тараган ишенимге карама-каршы, совет адамдары үч гана Intel чиптерин (8080, 8085, 8086), биздин ондогон формаларга кирген атактуу DEC LSI-11ди жана Zilog Z80ди уурдашкан. СССРде процессорлордун бардык түрлөрүнүн көптөгөн аналогдору чыгарылган.
Бул тизмедеги жалгыз процессор уурдалган эмес, бирок лицензия боюнча кайра чыгарылган - 1876ВМ1, Angstrem заводу, 1990 -ж. Өндүрүлгөн (жана кандайдыр бир себептерден улам өзүнүн өнүгүшү катары сүрөттөлгөн, бирок MIPS консорциуму бул архитектуранын бардык спецификациясын жана документтерин берген), бирок ал дагы эле "14 МГц 32 -разряддуу RISC процессору" болуп саналат, бирок анын прототиби - түпнуска R3000 1988 -жылы 40 МГцте иштеген. 1999 -жылы NIISIде 33 МГцке чейин ылдамдатылган жана 1890VM1T "Komdiv" - "акыркы ички өнүгүү" катары чыгарылган. Бир аз прогрессивдүү 120 МГц радиацияга туруктуу 1892ВМ5Я Elvis тарабынан чыгарылган FPGA (!) Боюнча бир аз азыраак байыркы MIPS R4000 + DSP негизинде чогултулган.
Output
Жыйынтыктап көрөлү.
Бул таблица бардык клондордун 1/10 бөлүгүн камтыбайт, ошондой эле бул чиптердин айрымдары өтө чектелген басылыштарда чыгарылган (мисалы, 1810ВМ87 баасы жакшы абалда коллекционерлерден 200-300 долларга чейин жетет, алар өтө сейрек кездешет)), көбү СЭВ өлкөлөрүндө гана чыгарылган (Болгария жана башкалар) - СССРдин өзүндө өндүрүш деңгээли өтө төмөн болгон.
Intel линейкасында 8088, 80186 жана 80188 процессорлору өткөрүлүп жиберилген, акыркы экөө - жалпы таралышынын төмөндүгүнөн, советтик өндүрүш маданияты менен 80286 такыр өздөштүрүлгөн эмес, ал өтө аз санда гана көчүрүлгөн жана чыгарылган ГДРде (жок дегенде, автор таза советтик KR1847VM286нын мификалык көчүрмөсүн дүйнөдөгү кандайдыр бир аздыр -көптүр олуттуу процессор коллекциясынан таба алган жок).
8086 процессору болжол менен 80386 АКШда пайда болгон жана советтик клондордун акыркысы болгон.
Эми биз бардык зарыл болгон билимдер менен куралданганбыз, каарманыбыз - Давлет Юдицкий менен жолугушуу үчүн, ал Зеленоградга жаңы ракетадан коргонуу суперкомпьютеринин микросхемаларын иштеп чыгуу үчүн жөнөп жаткан. Окуя кийинки санда ал жөнүндө болмокчу.
