Зеленоград микросұлбаларды көшіру идеясына қалай келді, неге олар өздерінің жеке, отандық дамуын бастамады?
Бірінші клондар
Бұл өте қарапайым. Естерімізде болса, NII -35 -те белгілі В. В. Малин бастықтың жылы лауазымында отырды, оның барлық ұлылығы дизайнер ретінде әкесінде болды - В. Н. Малин, КОКП Орталық Комитетінің жалпы бөлімінің меңгерушісі.. Әрине, Шокин өте пайдалы адамды жақсы көрді және құрметтеді. Естерімізде болса, Малин Америка Құрама Штаттарының партиялық желісінен өтіп, микроэлектроника саласында тағылымдамадан өткен бақытты адамдардың бірі болды.
Олар 1962 жылға дейін жаттығады және кем дегенде 1970 жылға дейін жалғастыруға қуанышты болар еді, бірақ Кубалық ракеталық дағдарыс пен Берлин қабырғасының құрылысы болды. Ал КСРО мен АҚШ арасындағы қатынастар мүлде бұзылды. Малин іссапардан кәдесый алып келді - оған сирек кездесетін алты SN510 маркасы тиді. Зеленоград орталығы қазірдің өзінде құрылғандықтан және тез арада бірдеңе шығара бастау керек болды (және партия жетекшілерінің дизайнерлері жақсы жұмыс істемеді), Малин Шокинге үлгілерді көрсетті және ол оларды бірден көшіруге бұйырды.
Сөзді Малиннің өзіне берейік. Бұл сапардың нәтижелері туралы Шокинге берген жеке есебінен үзінді:
Ол есепті тыңдады, микроскоп арқылы диаграмманы қарап: «Ешқандай ауытқусыз көбейтіңіз, мен сізге үш ай мерзім беремін» деді.
Жас кезімде шыдай алмай күлдім.
- Сіз неге күлдіңіз, Америкадағы ырғақтардан арылдық па? Мен, Орталық Комитеттің мүшесі, айттым: жаңғырту - бұл көбею деген сөз! Ал сіз күлмеу үшін менің басты дизайнерім боласыз және маған ай сайын тақтада есеп бересіз.
Содан кейін, сәл ойланып болған соң, А. И. Шокин соған қарамастан, сізге қанша қажет деп ойлайсыз?
Бізге үш жыл қажет деп жауап бердік …
NII-35 операциялық схемалары Шокинге 1965 жылы көрсетілді …
Сериялық өндіріс 1967 жылы игерілді.
Кеңестік бастықтардың барлық түрлеріне тән мүлдем тән деспоттық дөрекіліктен басқа (мен тақырыпты түсінбеймін, бірақ Орталық Комитеттің мүшесі!), Біз олардың тақырыптық саланы дұрыс түсінбеуін де көреміз. 1962 жылы шығарылған және бес жылға ескірген американдық микросұлбалардың көшірмелерін 1967 жылы шағын партиялармен сериялық өндіру … Бұл барлық отандық электроникаға шығарылған шешім болды, сол сәттен бастап біз мәңгілікке бөтен болдық және бұл үшін барлық мүмкіндіктер бар. тәуелсіз дамуды дамытыңыз! Малин (қандай да бір себептермен мақтанышпен) еске алады:
1959 жылдан бастап отандық кремний интегралды схемалардың дамуы, шын мәнінде, Джек Килбимен бәсекелестікке қарсы хат алмасудың үздіксіз процесі болды. Американдық технологиялық тәжірибені қайталау және көшіру тұжырымдамалары - БЖЖ «кері инженерия» деп аталатын әдістері қолданыста болды. Кремний интегралды схемаларының прототиптік үлгілері мен өндіріс үлгілері АҚШ -тан алынды, оларды көшіру Экономикалық даму министрлігінің бұйрығымен қатаң реттелді (министр Шокин). Көшіру тұжырымдамасын министр 19 жыл бойы қатаң бақылауда ұстады, оның барысында автор 1974 жылға дейін Еуропа Парламентінің жүйесінде жұмыс істеді.
1962-1974 жылдар аралығында отандық микроэлектрониканың табыт қақпағына шегелерді қағу жылдар бойы ескірген американдық IC -ді нақты ұрлау түрінде «жетекші инженерді» ренжітпейді.
NII-35 жобасы бойынша Фрязин зауытында шығарылған бірінші клон TS-100 болды-TI SN510 (аналық кремний технологиясы) толық аналогы. Айтуынша, босату оңай болған жоқ:
… NII-35 ғылыми-технологиялық бөлімінен және кафедрада арнайы құрылған эксперименттік шеберханадан 250 адамнан тұратын топ бұл мәселені шешуге жұмыс жасады.
Бұл Осокиннің қолданыстағы және жұмыс технологиясымен! Өкінішке орай, RZPP зауытында мұндай саяси салмақ пен осындай қуатты меценаттар болған жоқ.
Малин Шокинмен жақын ғана емес, ол әскери-өнеркәсіптік кешеннің төрағасы Смирновпен, Ғылым академиясының президенті Келдышпен және Косыгинмен тығыз байланыста болды, олар Микоянның орнын КСРО Министрлер Кеңесінің Төрағасы етіп ауыстырды. Хрущевпен қатар ел. Әрине, мұндай ауыр бәсекелестік жағдайында Рига тұрғындарының бірдеңе дамытуға шамалы мүмкіндігі болмады.
Сонымен қатар, біз 70-жылдардың ортасына дейін ES EVM-де қолданылған әйгілі ГАЖ «Жол» сериясында енгізілген SLT-модульдерін алуды ұмытпадық. Өкінішке орай, көшіруді ұнататындар үшін SLTs кеңестік мамандардың АҚШ -тағы тағылымдамасы саяси себептерге байланысты мүмкін болмай қалғаннан кейін пайда болды, ал американдықтар КСРО -дағы тірі S / 360 негізгі фреймін сату туралы армандаған да емес. Нәтижесінде инженерлер ГАЖ -ды дереккөздері жоқ, фотосуреттерден көшіру арқылы нағыз ерлікке қол жеткізді. Бұл туралы Зеленоград НИИТТ бірінші директоры В. С. Сергеев былай дейді:
Бұл салада техникалық материалдар мен әдебиеттер жоқ, бізде тек IBM шығаратын микросұлбалардың суреті болды. Шетелде резистивті, өткізгіш және оқшаулағыш пасталар жасау технологиясы құпия түрде сақталды. Біз барлық жұмысты нөлден бастадық: дизайнды, материалдарды, технология мен жабдықты әзірлеу …
Кәсіпорынның пайда болуының алғашқы күндерінен бастап, ГАЖ технологиясын тікелей қолданумен қатар, шыны, керамика, полимерлер, желімдер, оқшаулағыш материалдар, гальваникалық процестер, дәнекерлеу, дәнекерлеу, дәлдікті алу және жасау бойынша айтарлықтай жұмыстар жүргізілді. құралдар (штамптар, қалыптар), химиялық фрезерлеу, көп қабатты полимерлі және керамикалық тақталар және технологияның даму перспективаларында қажет көптеген басқа процестер …
Прототиптер 1964 жылға дейін дайын болды, бірақ өндіріс тек 1967 жылы басталды, ал соңғы белгілі үлгілер … 1991 жылға (!) Жатады.
Серия GIS 201LB1 (кейінірек K2LB012, элемент ЕМЕС), K201LB4 (екі элемент ЕМЕС және екі 2OR-ЕМЕС), 201LB5 (кейінірек K201LB6 және 201LB7, бес элемент ЕМЕС), 201LS1 (екі элемент 2OR) және K2NT011 (кейінірек K201NT1 және K201NT2, төрт npn транзисторларының жиынтығы). Қазіргі өмірдегі осы серия туралы қызықты мәлімет ретінде - 2007 ж. Жұмысшылардың жұмыс орындары мен кәсіптерінің бірыңғай тарифтік -біліктілік анықтамалығы, «Дәл фотолитографияның ретушері. 4 -ші категория »:
Жұмыс үлгілері: «Жол» типті микросұлбалардың негативтері мен мөлдірлігі, барлық ақауларды жою.
Назар аударыңыз, кеңестік индустрия азаматтық нарықты микроэлектроникамен қанықтырумен айналыспады, бұл сөз микросұлбалар туралы емес - тіпті микрожинаулар да ұнамады. Көптеген кәсіпорындар белгілі бір өнімдер үшін өздерінің дамуы мен өндірісін дербес меңгеруге мәжбүр болды, және бұл тек ұзақ уақытқа ғана емес, өте ұзақ уақытқа да жалғасты. Мысалы, 1993 жылы Минск аспап жасау зауыты өз дизайны бойынша ГАЖ үшін S1-114 / 1 осциллографтар сериясын шығарды, ал бұл ГАЖ-дің өзі сұмдық, ойға сыймайтын ескірген, тек 2000 жылы ғана тоқтатылды!
Әскери технологияға еш қатысы жоқ адамдардың естеліктеріне сәйкес, 90 -жылдардың басында оқу -өндірістік зауыттарда олар шамдардың түрлерін олардың ерекшеліктерімен тануға мәжбүр болған (тіпті стандарт болды - анықтау екі метр).
Микроқұрылыстардың шығарылуы нақты интегралды схемалардың толық жетіспеушілігін жабуы керек еді, олар 99% жағдайда әскери өнеркәсіпке кетіп, бірнеше ғылыми -зерттеу институттарына бөлінді. Микроқұрылымдарда олар жоғары санаттағы тұрмыстық техниканы шығарды (шамдар бойынша ең төменгісі) - мысалы, «элиталық» радиостанциялар «Бүркіт», «Космос» және «Рубин».
Тұрмыстық техникада тек компоненттер ғана көшірілген жоқ, 1950 жылдардың басынан бастап уақытты ұсақ -түйекке жұмсамау дәстүрге айналды, бірақ егер біздің технология деңгейіміз оны көшіруге мүмкіндік берсе, бүкіл өнімді ұрлау. Мысалы, 1954 жылы таңғажайып «Звезда-54» радиосы пайда болды. Бұқаралық ақпарат құралдары бұл оқиғаны кеңестік дизайн мен соңғы сәндегі үлкен серпіліс деп сипаттады, бұл француз Excelsior-52 абсолютті көшірмесі болды. Прототип IRPA -ға (Радиохабар тарату және акустика институты) қалай жеткені нақты анықталған жоқ. Кейбір мәліметтерге сәйкес, дипломаттар оны алып келген, басқалары бойынша оны көшіру үшін арнайы сатып алынған.
Сондай-ақ транзисторлық қабылдағыштарда проблема болды-алғашқы кеңестік қабылдағыштардың бірі «Ленинград» американдық Zenith компаниясы 1957 жылы шығарылған Trans-Oceanic Royal-1000 негізінде құрылды, ал ол шағын серияда шығарылды, және құрастыру қолмен жүргізілді.
Ақырында, кең таралған аңыздардың ішінде, тұтынушылық микроэлектрониканың әлемдегі бірінші функционалды толық өнімі кеңестік радио қабылдағыш «Микро» - 1964 жылы Зеленоград шығарған алғашқы өнім болғанын айтуға болады.
Оның үстіне, Хрущев бұл ресиверлерді шет мемлекеттердің басшыларына берді деген тұрақты сыбыстар бар, олар шошып, «КСРО бізді қалай басып озды» деген рухта сөйледі. Іс жүзінде, «Micro» интеграцияланған технологиясынан тек шашыраған тақта болды, жартылай өткізгіштер дискретті болды. Арнайы трафареттер арқылы тақтаға әр түрлі материалдардың алты қабаты қолданылды, олар тек пассивті бөліктерді құрады (сонымен қатар тек сыйымдылықты). Қабылдағыштағы транзисторлар кәдімгі дискретті және ашық құрылғыда айқын көрінетін тақтаға дәнекерленген.
Нәтижесінде, мифтік «әлемдегі бірінші фильм IC» -нің орнына, біз дәстүрлі түрде оюланған емес, вакууммен тұндырылған және бірнеше қабаттан тұратын ғажайып баспа тақтасын аламыз. 1965 жылы АҚШ -та дискретті транзисторларға негізделген қабылдағыштар ондаған түрде шығарылды (1956 жылдан бастап - әлемде алғашқылардың бірі адмирал транзисторы болды), және олар ешкімді ұра алмағаны анық (олардың саны өте көп болды) олардың ішінде Жапония мен Еуропада).
Сол дәуірдің ең ерекшелігі - бірегей құжат, ол сақталған және кеңінен таралған санаулы құжаттардың бірі - 1964 жылы Воронеж ғылыми -зерттеу институттарының біріне берілген «қатты диаграммалардағы түйіндер мен блоктарды құру бойынша ұсыныстар». белгілі бір «тапсырыс 1168» бойынша:
… Техас инструменттері компаниясының аналогтары КСРО -да көбейту жоспарланған 51, 52 және 53 үш негізгі кристалдарға арналған компоненттердің құрамы мен олардың параметрлері: 51 -сериялы негізгі кристалдың компоненттері… транзистор A417 немесе A400B (аналогы 2N706A, 2N582), диод В14А немесе В14В (аналогы 1N914) …
Келесі-ықтимал жаңғырту қарастырылатын микросұлба параметрлерінің үлкен кестесі-бәрін дерлік ұрлау жоспарланған, Fairchild MA704 бейне күшейткіші мен Westinghouse WM1110 екі сатылы Дарлингтон схемасынан Motorola MK302G триггері мен 2OR-NOT Sylvania SNG2 логикалық қақпасы! Осыдан кейін IC дизайны бойынша нұсқаулықтармен толтырылған TI SN5xx сериясының схемалық диаграммалары мен сипаттамаларының шамамен 10 беті бар.
1970 жылға дейін отандық электрониканы дамытудың осы керемет әдістерін қолдану нәтижесінде, елде Осокиннің германий СС -нан басқа, түпнұсқалық әзірлемелер қалмады - көшіруге болатынның бәрі: үлкен негізгі матрицалық кристалдардан маңызды емес ауысым регистрлеріне дейін..
Қарапайым гибридті пленка технологиясы КСРО -да өте танымал болғандығы күлкілі, тіпті бүкіл әлем ұзақ уақыт бойы IP -ге ауысқан кезде де. Техникалық дамудың кеңестік деңгейінде кем дегенде орташа интеграция схемаларын жасау өте қиын болды, нәтижесінде 230 -шы серия сияқты монстртарда азаматтық өнімдер жиналды. Бұл нағыз IC, тек «макро схема» ретінде жасалған: гибридті дизайн, көп қабатты қалың қабатты технология, олардың әрқайсысында TTL типті 40 логикалық элементтері бар, олар есептегіштерді, немесе регистрлерді немесе теңдестіру құрылғыларын құрайды.
Серияның дизайны өте ерекше - тұрақты құрылымы мен ішкі флип -чипі бар көп қабатты үзіліс тақтасы. K2IE301B типті құбыжықтар (қарабайыр төрт таңбалы есептегіш, бірақ сіріңке қорабынан үлкен) біздің елде 1990-шы жылдарға дейін шығарылған, бірақ қазір олар мамонттардың сүйектері тәрізді бүкіл әлемдегі микросұлбаларды жинаушылардың аң аулау объектісі болып табылады.
Сол жылдардағы орыс микроэлектроникасының деңгейі «кеңестік микроэлектрониканың 50 жылдығы» кітабындағы мифтерге негізделген патриоттар туралы естеліктермен жақсы сипатталады:
Алғашқы МК пайда болғаннан бері небары 20 жыл өтті, ал нәтижелері керемет болды …
Және өте объективті (жоғары басшылар үшін бұл құжаттар негізінде стратегиялық шешімдер қабылдайды) жақында құпияланған ЦРУ отандық өнеркәсіптің талдауы туралы есеп береді (КСРО батыс техникасы эмбаргоға ие жартылай өткізгішті өнеркәсіпті құруға ұмтылады). 1972 жылы дайындалған есептердің бірі Одақтың интегралды микросхемалар өндірісіндегі жетістіктеріне арналды, 1999 жылы бұл құжат құпиясыздандырылып, кейін агенттіктің интернет -кітапханасында жарияланды. Міне, одан кейбір үзінділер:
… АҚШ -та жүргізілген қолда бар үлгілердің зертханалық талдауы олардың дизайны өте қарапайым екенін және сапасы нашар екенін көрсетті. Үлгілер АҚШ -та жасалған әріптестерінен төмен екені анық. Тіпті 1971 жылғы зауыттық таңбалары бар өнімдер прототиптер болып көрінеді … КСРО-да интегралды схемаларды қолданатын коммерциялық жабдықтардың болуы туралы ештеңе белгісіз … Егер Одақ ауқымды және өміршең микросұлбалы индустрияны құрса, онда оның қызығушылығы Батыстан осы өнімдерді өндіру үшін жабдықтар мен технологиялардың үлкен сатып алулары да таңқаларлық … КСРО планарлы кремний технологиясын тым кеш алды және бастапқы кремний материалын жеткілікті мөлшерде өндірудің тұрақты қиындықтарына байланысты, Одақтағы микросұлбалар әлі де жақында басталды және өте аз көлемде … 1968 жылы Одақ Еуропада өңделген кремнийді сатуға ұсынды, алайда оны сатып алған компаниялар бұл материалдың сапасыздығына шағымданды.
Брянскідегі зауытқа барған ЦРУ агенті (оның есімі есептен алынып тасталған):
… Өндіріс технологиялары АҚШ-та қолданылатын технологиялардан 5-10 жыл артта. Зауытта батыстық қондырғылар кеңінен қолданылады. Қорытынды тестілеудегі кейбір өнімдер АҚШ -тың ірі интегралды схема өндірушісінің сауда белгісіне ие болып көрінеді, дегенмен агент бұл күдікті растау үшін бұл үлгілерді мұқият зерттей алмады.
Ленинградтағы зауыттағы өндіріс көлемі Брянскімен салыстырғанда айтарлықтай төмен деп бағаланды. 1972 жылы Светлана зауытына барған сол немесе басқа АҚШ барлау агенті айына жоғары жиілікті транзисторлардың 100000-нан азын келтірді және зауытта батыстың кейбір жабдықтары қолданылатынын атап өтті.
Есепте сонымен қатар бұл зауытта шығарылатын өнімнің өнімділігі үш жыл бұрын интегралды схемалардың осы түрі бойынша КСРО жариялаған өнімнен төмен екендігі атап өтілген. Воронеж зауытына баруының нәтижесінде агент осы сайтта диффузиялық пештердің көптігінің болуын атап өтті - шамамен 80 дана, алайда, олардың 20 -сы ғана барған кезде қолданылды. Бұл кезде зауытта сымды термокомпрессивті дәнекерлеуге арналған қондырғылар көп болған жоқ. Салыстыру үшін, 1971 жылы Америка Құрама Штаттарында 400 миллионнан астам АЖ шығарылды, деп хабарлайды ЦРУ деректері.
Сонымен қатар, қауіпті технологиялардың айналымын бақылауға арналған 1949 жылы құрылған және 1953 жылы құпиясыздандырылған әйгілі көпжақты экспорттық бақылау жөніндегі үйлестіру комитеті (CoCom) кеңестік әлемнің қауіп -қатерінің алдын алып, КСРО -ның әскери әлеуетін тиімді түрде шектеуге тиіс еді., оны әскери мақсатта қолдануға болатын барлық жаңа технологияларға қол жеткізуден айырады. Бірақ біз есімізде, КСРО-ның іс жүзінде армиядан басқа ешқандай мақсаттары жоқ еді, және ол әзірлегеннің бәрі 99% әскери-өнеркәсіптік кешенде болды, тиісінше, CoKom оның барлық озық әлемдік технологияларға қол жеткізуін бұғаттады.
Бір таңқаларлығы, бұл өте тиімді жұмыс жасады-мысалы, біз нақты CDC 7600-ді сатып ала да, ұрлай да алмадық (оны BESM-6-ға ауыстыру күнә болды) және біз тірі Cray-1 (болашақта болатын) ала алмадық. BESM-10 ретінде шығару жоспарланған).
Бірақ нақты мәселе басқаша болды - 1960 -шы жылдардың басынан бастап біз батыс IC -терін көшіруді үйрендік және бұл үшін олардың өндірістік желілерін көшіру өте маңызды болды. Дәл осы жерде бізді буктурма күтіп тұрды - Зеленоград үшін, есімізде, біз жапондықтардан, финдерден және швейцариялардан (тіпті валютаға емес, тікелей алтынға) тағы бір нәрсе сатып алдық, бірақ 1960 жылдардың ортасынан бастап бұл ағын басталды. тез кебу үшін. Ешқандай дерлік компания - фотолитографияға арналған дәлме -дәл жабдықтар өндірушісі, КСРО -да шамалы пайда табу үшін бүкіл кәсіптен айырылып қалу қаупін туғызып, бірден 17 мемлекеттің санкциясына түскісі келмеді, әсіресе материалдармен толық өндіріс желісі. және құжаттама контрабанда үшін маңызды емес объект болып табылады.
Нәтижесінде, станоксыз IP болмайды және бізде әрқайсысының өзіндік қиыншылықтары бар тек үш жолы болды - 1980 жылдардың соңына дейін 1963 ж. Жабдықта жұмыс істеу (олар мұны жасады), өзімізді дамытуға тырысыңыз (үшін ұзақ уақыт және әрқашан сәтті емес) немесе Швейцария сияқты бейтарап елдер арқылы кем дегенде бірдеңе алыңыз. Соңғы өзен тез ағып кетті, бірақ, мысалы, 1980 жылдардың аяғында, Toshiba Machine Company 1982 жылдан 1984 жылға дейін тыйым салуды айналып өтіп, КСРО -ға сүңгуір қайықтарды дәл өңдеуге арналған жабдықты заңсыз жеткізді. Егер Кеңестер Одағы ыдырап, Комитет саясатының жұмсартылуы болмаса, бұл оқиға ол үшін өте қайғылы аяқталуы мүмкін еді.
Осыдан кейін, осы мақалаларда бірнеше рет айтылған ресейлік электроника тарихшысының үзінділері Борис Малашевич қандай да бір бұрмаланған ирония ретінде қарастырылады:
Содан кейін әлемде фотолитографиялық жабдықты шығарған үш ел болды: АҚШ, Жапония және Кеңес Одағы. Бұл барлық техникалық құрылғылардың ішіндегі ең дәл жабдық: микроэлектроникадағы технология деңгейі фотолитографияның деңгейіне байланысты … Есте сақтау керек, біздің елде кездескен барлық проблемаларға қарамастан, тек Кеңес Одағында жалғыз өзін-өзі қамтамасыз ететін электроника болды. Әлемде. Онда бәрі бар және радио түтіктерден VLSI -ге дейінгі электронды өнімдердің барлық спектрін шығарды. Оның өзінің материалтану, өзіндік машина жасауы болды - бәрі өзіне тиесілі болды.
Жалпы, чиптермен бәрі түсінікті болды.
Енді кеңестік микропроцессорлар туралы айту және кеңестік микроэлектрониканың дамуы тақырыбын қауіпсіз түрде аяқтау бізге қалады.
Эволюция
Қосымша мәтінді түсіну үшін микропроцессорлар келесі түрде дамығанын еске салайық.
1962-1963 жылдары жасалған микросұлбалардың бірінші буыны интеграциясы төмен чиптер болды. Бұл әрбір микросұлбада тек негізгі логикалық қақпалар - 2I -NOT элементтері болатынын білдірді.
Кез келген процессор (бұл міндетті түрде микропроцессор емес екенін баса айтамыз!) Құрамында үш негізгі компонент бар (табиғи түрде, қазіргі заманғы чиптерде олар 1960 жылдардағыдай қарапайым блоктардан алыс; енді, мысалы, ALU интегралды элемент ретінде түсініледі) өзінің микробағдарламасының регистрлері және т.б.).
Біріншісі - арифметикалық логикалық блок немесе ALU, (әдетте) бірнеше негізгі операцияларды орындауға арналған - қосу және логикалық ЖӘНЕ, НЕМЕСЕ, ЕМЕС. Дәстүрлі ALU -да аппараттық азайту схемасы жоқ, және олар қажет емес еді, азайту, әдетте, теріс санмен қосылады. Әрине, ALU -да аппараттық көбейту, бөлу, векторлық және матрицалық операциялардың блоктары болмады. ALU тек бүтін сандармен ғана жұмыс жасады, IEEE 754 - 1985 стандарты қабылданғанға дейін әлі 20 жыл қалды, сондықтан кез келген компьютерлік өндіруші өзінің бұрмалану дәрежесінде нақты арифметиканы дербес енгізді.
Егер сіз алпысыншы жылдары бағдарламашылар болсаңыз, онда нағыз арифметика сізді жынды қылып жіберуі мүмкін. Сандарды ұсынудың немесе дөңгелектеудің немесе олармен операциялардың бірыңғай стандарты болмады, нәтижесінде бағдарламалар іс жүзінде тасымалданбады. Сонымен қатар, әр түрлі машиналардың нақты сандарды іске асыруда өзіндік ерекшеліктері болды және оларды міндетті түрде біліп, ескеру қажет болды. Кейбір платформаларда белгілі бір сандар салыстыру үшін нөл болды, бірақ қосу мен азайту үшін емес, нәтижесінде қауіпсіз жұмыс үшін оларды алдымен 1,0 -ге көбейту керек, содан кейін нөлмен салыстыру керек болды.
Басқа платформаларда да дәл солай алдау дереу құжатсыз толтыру қатесін тудырды, дегенмен нақты асып кету болмаса да. Кейбір компьютерлер мұндай операцияны орындауға тырысқанда, соңғы 4 маңызды биттерді алып тастады, машиналардың көпшілігі X пен Y арасындағы айырмашылық үшін нөлдік нәтиже берді, егер X пен Y шамалы болса да, кейбіреулері мүмкін кенеттен нөлге жетеді, тіпті олардың арасындағы айырмашылық үлкен болған жағдайда да, егер бір сан нөлге жақын болса. Нәтижесінде «X = Y» және «X - Y = 0» амалдары соқтығысып, таңқаларлық қателерге әкелді. Cray суперкомпьютерлерінде, мысалы, бұған жол бермеу үшін, әр көбейту мен бөлуге дейін «X = (X - X) + X» қайта тағайындау жасалды. Нағыз арифметика арасындағы анархия 1985 жылға дейін жалғасты, қазіргі кезде өзгермелі нүкте стандарты қабылданды.
Процессордың екінші маңызды құрамдас бөлігі өңделетін нөмірлерді сақтауға және олар бойынша ауысымдық операцияларды орындауға тиіс регистрлер болды.
Ақырында, үшінші маңызды компонент басқару құрылғысы болды - регистрлердегі сандар бойынша белгілі ALU функцияларын орындауды бастайтын жедел жадтан келетін машиналық нұсқаулықтардың декодері.
Басқару құрылғылары күрделілігімен, разряд енімен және декодтауға болатын нұсқаулармен ерекшеленді, UU неғұрлым күрделі және баяу болса, кодты жазу оңай әрі ыңғайлы болды, өйткені ол әр түрлі күрделі командаларды қолдай алады, бұл өмірді жеңілдетеді. бағдарламашылар үшін. UU әдетте бөлек микробағдарламаға ие болды, онда қолдау көрсетілетін командалардың тізімі болды және белгілі бір шекте осы процессордың көмегімен чиптерді өзгерту арқылы процессордың мүмкіндіктерін өзгертуге болады, бұл тұжырымдама микропрограммалау деп аталды. Микробағдарламаның мазмұны осы процессордың командалық жүйесін құрады, әр түрлі машиналардың командалық жүйелері бір -бірімен үйлеспейтіні анық.
Интеграция төмен болған жағдайда, бұл компоненттердің барлығы, әдетте, бірнеше тақтаға енгізілді, ал процессор бірнеше жүз микросұлбалары бар ондаған осындай тақталар бар қорап болды. Алайда, 1964 жылы Texas Instruments SN7400 сериялы орта интеграциялы чиптер пайда болды. 1970 жылы желіде бірінші толыққанды ALU пайда болды, 4-разрядты 74181 микросхемасы, ол параллель қосылып, 8, 16 және тіпті 32 биттік компьютерлерді (ALU деп аталатын) алады.
Орташа интеграциялық чиптер алдыңғы буындағы бірнеше ондағанға қарағанда бірнеше жүздеген транзисторларды қамтыды. TI SN74181 кең қолданба тауып, тарихтағы ең әйгілі чиптердің біріне айналды, атап айтқанда, Data General NOVA компьютерлерінің алғашқы процессорлары мен DEC PDP-11 сериясының кейбір сериялары жиналды (олар сонымен қатар олар үшін перифериялық процессорларды жинады. мысалы, KMC11 және олардың нақты арифметиканы енгізуі-әйгілі FPP-12), Xerox Alto, одан Стив Джобс тышқан мен графикалық интерфейс идеясын жояды, бірінші DEC VAX (VAX-11/780 моделі)), Wang 2200, Texas Instruments TI-990, Honeywell опциясы 1100-олардың H200 / H2000 негізгі кадрларына және басқа да көптеген машиналарға арналған ғылыми процессор.
Орташа интеграция чиптері, олардың керемет арзандығы мен қарапайымдылығының арқасында, 1980 жылдарға дейін, тіпті микропроцессорлық жүйелер пайда болған кезде де сатылымда болды. Процессорды жинау үшін әдетте 1-2 тақта мен бірнеше ондаған микросұлбалар қажет болды.
1960 жылдардың соңында фотолитографияның дамуы бір чиптің бірнеше мың логикалық қақпасы деңгейіне жетті және үлкен интеграциялық схемалар пайда болды. Әдетте оларда барлық жабдықтар мен регистрлер бар ALU болды, бұл процессорды 2-10 чиптен жинауға мүмкіндік берді. BSP деп аталатын (разрядты процессор, бұл терминнің бекітілген аудармасы жоқ, әдетте «секциялық» деп аталады).
BSP идеясы барлық қажетті компоненттерден тұратын параллель қуатты чиптерді қосу болды (тек UU бөлек жасалды) және осылайша шағын биттік микросұлбалардан ұзын процессорды жинау (64 биттік нұсқалар болды!). BSP -ті көптеген адамдар шығарды, соның ішінде Ұлттық жартылай өткізгіш (IMP, 1973), Intel (3000, 1974), AMD (Am2900, 1975), Texas Instruments (SBP0400, 1975), Signetics (8X02, 1977), Motorola (M10800, 1979) және тағы басқалар. Дамудың шыңы 1980 жылдардың ортасына дейін шығарылған 16 биттік AMD Am29100 мен Synopsys 49C402 және 1985 жылы шыққан 32 биттік AMD Am29300 болды.
BSP үш маңызды артықшылығы бар.
Біріншісі, ALU -ны көлденең конфигурацияларда бір сағаттық циклде өте үлкен мәліметтерді өңдей алатын компьютерлерді құру үшін қолдануға болады.
BSP-дің екінші артықшылығы-ECL логикасына қос чипті дизайн мүмкіндік береді, ол өте жылдам, бірақ көп орын алады және көп жылу бөледі. PMOS немесе NMOS сияқты бастапқы MOS чиптері бастапқыда калькуляторлар мен терминалдарға арналған процессорлар ретінде қарастырылды, себебі олардың жылдамдығы ECL логикасынан едәуір төмен болды, тек ол елеулі компьютерлерді құруға жарамды деп есептелді. Тек CMOS процессорлары ойлап табылғаннан кейін, олар қазіргі көрініске ие болды, бұған дейін ECL секциялық чиптері шоуды басқарды. CMOS-қа дейін, әдетте, қолайлы өнімділігі бар бір чипті процессорды құру мүмкін емес деп есептелді.
BSP -тің үшінші артықшылығы - 6502 немесе 8080 сияқты қолданыстағы процессорларды имитациялау немесе жақсарту үшін немесе белгілі бір қосымшаның өнімділігін жоғарылату үшін арнайы реттелген бірегей нұсқаулықтар жиынтығын құру үшін реттелетін нұсқаулықтар жиынтығын құру мүмкіндігі. Жылдамдық пен икемділіктің үйлесімі BSP -ті әйгілі архитектураға айналдырды.
Микропроцессордың әкесі
Ақырында, бірінші микропроцессорды кім жасағандығы туралы сөйлесейік.
1968-1971 жылдар аралығында қысқа уақыт ішінде оның рөліне бірнеше кандидаттар ұсынылды, олардың көпшілігі бұрыннан ұмытылған. Шын мәнінде, микропроцессор құру идеясы транзистор немесе тіпті жазықтық процесс сияқты революциялық емес еді. Ол тікелей ауада болды және үш жыл бойы көптеген әзірлеушілер бір жолмен компьютерді бір чипті енгізуге жақындады.
Қатаң айтқанда, «микропроцессорды кім ойлап тапты» деген сұрақтың мағынасы жоқ, тек заңды сұрақтан басқа. 1960 -шы жылдардың соңында процессордың бір чипте орналасатыны анық болды және MOS чиптерінің тығыздығын практикалық деңгейге дейін арттыруға уақыт қалды. Шын мәнінде, микропроцессор төңкеріс болған жоқ, ол MOS жетілдірулері мен маркетингтік қажеттіліктер оны лайықты еткен уақытта келді.
Микропроцессордың ресми анықтамасы жоқ.
Әр түрлі көздер оны бір чиптен көп чипті ALU-ға дейін сипаттайды. Негізінде микропроцессор - бұл Intel мен Texas Instruments жаңа өнімдерін таңбалау қажеттілігіне негізделген маркетингтік термин.
Егер микропроцессор тұжырымдамасының бір әкесін таңдау қажет болса, Ли Бойсел болар еді. Fairchild -те жұмыс істей отырып, ол MOS схемасына негізделген компьютер, сондай -ақ бар компоненттер - ROM (1966 жылы ойлап табылған) мен DRAM (1968 жылы шыққан) идеясын ұсынды. Нәтижесінде, ол алдымен MOS чиптері туралы бірнеше ықпалды мақалаларды, сондай -ақ 1967 жылы ММС -ты IBM 360 -пен салыстыруға болатын компьютерді құру үшін қалай қолдануға болатынын түсіндіретін манифест жариялады.
Бойсел Фэйрчайлдтан кетіп, 1968 жылдың қазанында өзінің MOS жүйесін құру үшін Төрт фазалы жүйені құрды, 1970 жылы ол 24 биттік қуатты компьютерді System / IV көрсетті. Процессор 9 микросұлбаны қолданды: үш 8-разрядты ALU AL1, микрокодқа арналған үш ROM және тұрақты емес логикаға негізделген басқару құрылғысының үш микросхемасы (кездейсоқ логика (RL)-жоғары деңгейдегі сипаттамаға сәйкес синтез арқылы комбинаторлық тізбектерді енгізу әдісі), және, синтез автоматты түрде жүретіндіктен, элементтер мен олардың қосылыстарының орналасуы, бір қарағанда, ерікті болып көрінеді, барлық дерлік қазіргі заманғы басқару құралдары RL әдісімен синтезделеді). Чипсет өте жақсы сатылды және 1981 жылы Motorola-ны алғанға дейін Four-Phase оны Fortune 1000-ге енгізді. Алайда, AL1 бір чипті режимде жұмыс істей алмады және сыртқы контроллер мен микрокодты ROM қажет болды.
Тағы бір ұмытып кеткен компания-1967 жылы құрылған Viatron, ал 1968 жылы олар MOS чиптеріне өздерінің 21-биттік жүйесін енгізді. Өкінішке орай, мердігерлер оларды чиптердің сапасымен төмендетіп жіберді, ал 1971 жылы Viatron банкротқа ұшырады.
Виатрон «микропроцессор» терминін сөзбе -сөз енгізді - олар оны 1968 жылы хабарландыруда қолданды, бірақ бұл жалғыз чип емес, олар терминалды осылай атады. Микропроцессорлық корпустың ішінде көптеген тақталар болды - процессордың өзі 3 тақтадағы 18 реттелетін MOS чиптерінен тұрды.
Бізге белгілі Рэй Холт 1968-1970 жылдары АҚШ әуе күштері үшін таныс F-14 CADC құрастырды. Кейінгі қоғамдық байланыстардың арқасында көптеген адамдар оны микропроцессорлық технологияның әкесі деп санайды, бірақ CADC өте ерекше архитектураның 4 бөлек чиптерінен тұрды.
Ақырында, соңғы 3 үміткер - бұл шынайы SoC.
1969 жылы Datapoint Intel-мен Datapoint 2200 терминалы үшін процессордың бір чипті нұсқасын жасау туралы келісімшартқа отырды, ол бүкіл тақтаны алды. Компанияның негізін қалаушы Гус Роше, олардың инженері Джек Фрассанито мен Intel маманы Стэнли Мазор Intel идеясының негізін қалаушы Роберт Нойске бұл идеяны ұсынғаны күлкілі, бірақ ол кең коммерциялық перспективаларды көрмегендіктен, алдымен оны тастап кетті.
Дәл осы уақытта Nippon Calculating Machine Ltd шағын жапондық компания Intel -ге 12 жаңа калькулятор микросұлбасын жасау үшін жүгінді. Стенге ұқсас тағы бір Intel инженері Эдвард Хофф (Марсиан Эдвард Тед Хофф) оларды бір кристаллға ауыстыру идеясына келеді. Нәтижесінде, екеуі де екі жобаны да басқара бастайды: үлкенірек чип - Intel 8008, ал кішісі - Intel 4004.
Жоба туралы естігеннен кейін, барлық жерде кездесетін Texas Instruments Datapoint -ке жүгінеді және оларды әзірлеуге қатысуға шақырады. Datapoint оларға спецификациялар береді және олар нағыз микропроцессордың үшінші нұсқасын шығарады - TI TMX 1795. Рас, бұл жерде чип ерте Intel қатесін үзіліспен өңдеу кезінде қайталағанша тәуелсіздік көп болған жоқ.
Бұл кезде Datapoint коммутаторлық қоректендіру көзін ойлап табады, бұл олардың шығынын және олардың терминалын жылытудың күрт төмендеуіне әкеледі және олардың келісімшартын бұзады. Intel дамуды бірнеше айға тоқтатады, ал TI жалғасуда, нәтижесінде олардың жариялануы Intel 4004 -тің коммерциялық шығарылымынан сәл ертерек орын алды, бұл оны ресми түрде тарихтағы бірінші микропроцессорға айналдырды.
Қатыгез TI 1995 жылға дейін, айлакер Ли Бойсель сотқа өзінің бірінші процессорды ойлап тапқанына және Texas Instruments патенттерінің күшін жойғанына сендірген кезде, барлық адамдармен соттасуды жалғастырды (бірінші интегралды схемадағы жағдайдағыдай). Әрі қарайғы тарих бәріне белгілі - TI чиптері іс жүзінде сатылмады, ал Intel үлкенді -кішілі екі процессорды аяқтады, осылайша оның даңқы мен байлығының негізін ондаған жылдар бойы салды.
Осокин жағдайындағыдай, КСРО -ның микропроцессордың өзінің дербес нұсқасын әзірлегені таңқаларлық, бұл туралы өте аз адамдар біледі! Алғашқы нұсқада бұл үш чипті BSP болды, бірақ жұмыс 1976 жылы аяқталды, әлі де кеш емес, және оны толыққанды бір чипті архитектураға жаңартуға ешкім алаңдамады.
Нәтижесінде, әдеттегідей, таза инженерлік басымдықтар саласында, транзисторлар мен микросұлбалар жағдайында, біз Батыспен тең дәрежеде жүріп, ғылыми дамудың жоғары деңгейін көрсеттік, бірақ олардың орындалуы ақырында қорқынышты болды.
Бірінші отандық микропроцессор өзінің әкесі кім болғанына байланысты шықпады - Давлет Гиреевич Юдицкийден басқа ешкім! Шокин мен Калмыков кем дегенде түпнұсқамен айналысатындардың барлығын жек көретін сияқты: Карцев, Старос, Юдицкий - және олардың барлық дамуын мақсатты түрде басқан.
Модульдік суперкомпьютерлердің әкесі Юдицкий процессор жасау үшін қалай келді?
Біз бұл туралы келесі бөлімдерде айтатын боламыз, біз тек осында атап өтеміз, ол 1973 жылдың басында, сол кезде Зеленоград СВК директоры жаңа шағын компьютердің архитектурасын дамыту үшін ықшам жұмыс тобын жинады (SM компьютері сияқты DEC және HP машиналарына негізделмеген) - «Electronics -NTs», модульдік және өте түпнұсқа. Сол жылы Юдицкий В. Л. Шххунян зертханасының жастар командасына КСРО -да бірінші болып микропроцессорлардың құрылысына көзқарастарды әзірлеу бойынша жұмыс жасауды тапсырды.
Батыста шығарылғанды талдай отырып, олар BSP негізін таңдады және 1976 жылы олар үш чипте 587 сериялы процессор құрды - IK1, IK2, IK3, бұл батыстың тікелей аналогы жоқ (қазір олардың бірінші шығарылым - көптеген коллекционерлердің түпкі арманы). Кейіннен бұл серия 588-ге (5 чипке) айналды, ал 1980 жылдардың басында SVC мамандары оны бір чипті дизайнда енгізгісі келді, бірақ Шоки электронды өнеркәсіп министрлігінің өтініші бойынша түпнұсқалық сәулет болды. ПДП-11 пайдасына бас тартты.
Қалған әзірлеушілер де қалыс қалмады, VNIIEM Intel 8080 чиптерін, барлық перифериялық құрылғыларды, Intel Intellec-800 осы архитектураға арналған құрастыру жиынтығын сатып алды және кері инженерлікпен айналысады. 1974 ж. Процессор 1978 жылға дейін бөлшектеліп, 1970 жылдардың соңында 580IK80 сериясымен шығарылды.
Осы сәттен бастап микропроцессорларды көшіру дәуірі басталды. Кеңінен тараған пікірге қарама-қарсы, кеңес адамдары үш Intel чиптерін ғана емес (8080, 8085, 8086), әйгілі DEC LSI-11, біздің ондаған формада бейнеленген және Zilog Z80 ұрлады. КСРО -да процессорлардың барлық түрлерінің көптеген аналогтары шығарылды.
Бұл тізімдегі жалғыз процессор ұрланған емес, бірақ лицензия бойынша шығарылған - 1876ВМ1, Angstrem зауыты, 1990 ж. Өндірілген (және қандай да бір себептермен MIPS консорциумы осы архитектураның барлық сипаттамалары мен құжаттарын ұсынғанына қарамастан), ол әлі де «14 МГц 32 биттік RISC процессоры» болып табылады, дегенмен оның прототипі - түпнұсқа R3000 1988 жылы 40 МГц жиілікте жұмыс істеді. 1999 жылы NIISI -де ол 33 МГц -ке дейін үдетіліп, 1890VM1T «Komdiv» - «соңғы отандық даму» ретінде шығарылды. Біршама прогрессивті 120 МГц сәулеленуге төзімді 1892ВМ5Я Элвис шығарған FPGA (!) Бойынша сәл ежелгі MIPS R4000 + DSP негізінде жиналды.
Шығу
Жинақтау.
Бұл кесте барлық клондардың 1/10 бөлігін қамтымайды, сонымен қатар бұл чиптердің кейбіреулері өте шектеулі шығарылымдарда шығарылған (мысалы, 1810ВМ87 бағасы жақсы жағдайда, коллекторлардан 200-300 долларға дейін жетеді, олар өте сирек кездеседі)), көпшілігі СЭВ елдерінде ғана шығарылды (Болгария және басқалар) - КСРО -ның өзінде өндіріс деңгейі тым төмен болды.
Intel желісінде 8088, 80186 және 80188 процессорлары өткізіп жіберілді, соңғы екеуі - олардың таралуының төмендігіне байланысты кеңестік өндіріс мәдениетімен 80286 мүлде меңгерілмеді, ол көшірілді және өте аз мөлшерде шығарылды ГДР -де (кем дегенде, автор әлемдегі кез -келген маңызды процессор жинағынан таза кеңестік KR1847VM286 мифтік көшірмесін таба алмады).
8086 процессоры 80386 АҚШ -та пайда болған жылы шығарылды және кеңестік клондардың соңғысы болды.
Енді біз өзіміздің кейіпкеріміз Давлет Юдицкиймен кездесу үшін барлық қажетті біліммен қаруландық, ол Зеленоградқа жақында зымыранға қарсы қорғаныс суперкомпьютерінің микросұлбаларын жасау үшін бара жатқан еді. Әңгіме келесі нөмірде ол туралы болмақ.
