D'athraigh teacht na sliseanna seo cúrsa fhorbairt na sliseanna!
Ag deireadh na 1970idí, ba iad próiseálaithe 8-giotán an teicneolaíocht ba mhó chun cinn ag an am, agus bhí próisis CMOS faoi mhíbhuntáiste i réimse na leathsheoltóirí. Ghlac innealtóirí ag AT&T Bell Labs céim dhána isteach sa todhchaí, ag comhcheangal próisis déantúsaíochta CMOS 3.5-micrón ceannródaíocha le hailtireachtaí próiseálaí 32-giotán nuálacha d’fhonn sárú a dhéanamh ar iomaitheoirí i bhfeidhmíocht sliseanna, ag dul thar IBM agus Intel.
Cé nár éirigh lena n-aireagán, an micreaphróiseálaí Bellmac-32, an rath tráchtála céanna a bhaint amach agus a bhí ag táirgí níos luaithe amhail an Intel 4004 (a eisíodh i 1971), bhí tionchar mór aige. Sa lá atá inniu ann, braitheann na sceallóga i mbeagnach gach fón cliste, ríomhaire glúine agus táibléad ar phrionsabail leathsheoltóra ocsaíd miotail chomhlántacha (CMOS) a chuir an Bellmac-32 i bhfeidhm.
Bhí na 1980idí ag druidim linn, agus bhí AT&T ag iarraidh é féin a chlaochlú. Le blianta fada anuas, bhí an fathach teileachumarsáide ar a tugadh "Mother Bell" i réim sa ghnó cumarsáide gutha sna Stáit Aontaithe, agus tháirg a fhochuideachta Western Electric beagnach gach teileafón coitianta i dtithe agus in oifigí Mheiriceá. D'áitigh rialtas feidearálach na Stát Aontaithe go ndéanfaí gnó AT&T a bhriseadh síos ar fhorais frith-iontaobhais, ach chonaic AT&T deis dul isteach sa réimse ríomhaireachta.
Le cuideachtaí ríomhaireachta seanbhunaithe sa mhargadh cheana féin, bhí sé deacair ar AT&T teacht suas; ba é a straitéis léim thar an ngluaiseacht, agus ba é an Bellmac-32 a chlár preab.
Bronnadh Gradam Cloch Mhíle IEEE ar theaghlach sliseanna Bellmac-32. Reáchtálfar searmanais nochta i mbliana ar champas Nokia Bell Labs i Murray Hill, New Jersey, agus ag Músaem Stair na Ríomhaireachta i Mountain View, California.
SLIS UATHÚIL
In áit caighdeán an tionscail maidir le sceallóga 8-giotán a leanúint, thug feidhmeannaigh AT&T dúshlán d’innealtóirí Bell Labs táirge réabhlóideach a fhorbairt: an chéad mhicreaphróiseálaí tráchtála a bhí in ann 32 giotán sonraí a aistriú i dtimthriall cloig amháin. Ní hamháin go raibh sliseanna nua ag teastáil leis seo ach ailtireacht nua freisin - ceann a d’fhéadfadh déileáil le lascadh teileachumarsáide agus a fheidhmeodh mar chnámh droma do chórais ríomhaireachta sa todhchaí.
“Ní hamháin go bhfuilimid ag tógáil sliseanna níos tapúla,” a dúirt Michael Condry, atá i gceannas ar an ngrúpa ailtireachta ag saoráid Bell Labs i Holmdel, New Jersey. “Táimid ag iarraidh sliseanna a dhearadh ar féidir leo tacú le guth agus ríomhaireacht araon.”
Ag an am, measadh gur rogha gheallmhar ach contúirteach í teicneolaíocht CMOS in ionad dearaí NMOS agus PMOS. Bhí sceallóga NMOS ag brath go hiomlán ar thrasraitheoirí cineál-N, a bhí gasta ach ocrasach ar chumhacht, agus bhí sceallóga PMOS ag brath ar ghluaiseacht poill luchtaithe go dearfach, a bhí ró-mhall. Bhain CMOS úsáid as dearadh hibrideach a mhéadaigh luas agus a shábháil cumhacht ag an am céanna. Bhí buntáistí CMOS chomh tarraingteach sin gur thuig an tionscal go luath dá mbeadh dhá oiread trasraitheoirí ag teastáil (NMOS agus PMOS do gach geata), go raibh sé fiúntach.
Le forbairt thapa na teicneolaíochta leathsheoltóra a thuairiscítear i nDlí Moore, tháinig costas dúbailt dlús an trasraitheora chun bheith inbhainistithe agus sa deireadh neamhbhríoch. Mar sin féin, nuair a thosaigh Bell Labs ar an ngeall ardriosca seo, ní raibh teicneolaíocht déantúsaíochta CMOS ar scála mór cruthaithe agus bhí an costas sách ard.
Níor chuir sé seo eagla ar Bell Labs. Bhain an chuideachta leas as saineolas a gcampas i Holmdel, Murray Hill, agus Naperville, Illinois, agus chuir siad "foireann aislingeach" innealtóirí leathsheoltóra le chéile. Áiríodh ar an bhfoireann Condrey, Steve Conn, réalta ag ardú i ndearadh sliseanna, Victor Huang, dearthóir micreaphróiseálaithe eile, agus mórán fostaithe ó AT&T Bell Labs. Thosaigh siad ag máistreacht próiseas CMOS nua i 1978 agus micreaphróiseálaí 32-giotán a thógáil ón tús.
Tosaigh le hailtireacht dearaidh
Iar-Chomhalta IEEE ab ea Condrey agus ina dhiaidh sin bhí sé ina Phríomhoifigeach Teicneolaíochta ag Intel. Bhí an fhoireann ailtireachta a raibh sé i gceannas uirthi tiomanta do chóras a thógáil a thacaigh go dúchasach leis an gcóras oibriúcháin Unix agus leis an teanga C. Ag an am, bhí Unix agus an teanga C araon fós ina leanbh, ach bhí siad i ndán dóibh a bheith i réim. Chun briseadh tríd an teorainn chuimhne thar a bheith luachmhar de chileabheart (KB) ag an am, thug siad isteach tacar treoracha casta a raibh níos lú céimeanna forghníomhaithe ag teastáil uaidh agus a d’fhéadfadh tascanna a chríochnú laistigh de thimthriall cloig amháin.
Dhear innealtóirí sceallóga freisin a thacaíonn leis an mbus comhthreomhar VersaModule Eurocard (VME), rud a chuireann ar chumas ríomhaireacht dáilte agus a ligeann do nóid iolracha sonraí a phróiseáil go comhthreomhar. Cuireann sceallóga atá comhoiriúnach le VME ar a gcumas a úsáid le haghaidh rialú fíor-ama freisin.
Scríobh an fhoireann a leagan féin de Unix agus thug siad cumais fíor-ama dó chun comhoiriúnacht le huathoibriú tionsclaíoch agus feidhmchláir chomhchosúla a chinntiú. Chum innealtóirí Bell Labs loighic domino freisin, rud a mhéadaigh luas próiseála trí mhoilleanna i ngeataí loighce casta a laghdú.
Forbraíodh agus tugadh isteach teicnící breise tástála agus fíoraithe leis an modúl Bellmac-32, tionscadal casta fíoraithe agus tástála ilsliseanna faoi stiúir Jen-Hsun Huang a bhain amach nialas nó beagnach nialas lochtanna i ndéantúsaíocht sliseanna casta. Ba é seo an chéad uair i saol na tástála ciorcad comhtháite ar scála an-mhór (VLSI). D'fhorbair innealtóirí Bell Labs plean córasach, rinne siad seiceáil arís agus arís eile ar obair a gcomhghleacaithe, agus ar deireadh bhain siad comhoibriú gan uaim amach trasna il-theaghlaigh sliseanna, rud a chríochnaigh le córas micriríomhaire iomlán.
Ansin tagann an chuid is dúshlánaí: monarú iarbhír na sliseanna.
“Ag an am, bhí teicneolaíochtaí leagan amach, tástála, agus déantúsaíochta ard-toraidh an-ghann,” a mheabhraíonn Kang, a tháinig chun bheith ina uachtarán ar Institiúid Ard-Eolaíochta agus Teicneolaíochta na Cóiré (KAIST) agus ina chomhalta den IEEE ina dhiaidh sin. Tugann sé faoi deara gur chuir easpa uirlisí CAD le haghaidh fíorú sliseanna iomlána iallach ar an bhfoireann líníochtaí Calcomp rómhóra a phriontáil. Taispeánann na sceitsí seo conas ba chóir trasraitheoirí, sreanga, agus idirnaisc a shocrú laistigh de sliseanna chun an t-aschur inmhianaithe a thabhairt. Chuir an fhoireann le chéile iad ar an urlár le téip, ag cruthú líníocht chearnógach ollmhór níos mó ná 6 mhéadar ar thaobh. Tharraing Kang agus a chomhghleacaithe gach ciorcad de láimh i bpeann luaidhe daite, ag lorg naisc briste agus idirnaisc forluiteacha nó mí-láimhseáilte.
Nuair a bhí an dearadh fisiceach críochnaithe, bhí dúshlán eile roimh an bhfoireann: an déantúsaíocht. Rinneadh na sceallóga a tháirgeadh ag gléasra Western Electric in Allentown, Pennsylvania, ach meabhraíonn Kang go raibh an ráta toraidh (an céatadán de sceallóga ar an vaiféar a chomhlíon caighdeáin feidhmíochta agus cáilíochta) an-íseal.
Chun aghaidh a thabhairt air seo, thiomáin Kang agus a chomhghleacaithe chuig an monarcha ó New Jersey gach lá, chuir siad a muinchillí ar leataobh agus rinne siad cibé rud a bhí riachtanach, lena n-áirítear urláir a scuabadh agus trealamh tástála a chalabrú, chun cairdiúlacht a chothú agus gach duine a chur ina luí go bhféadfaí an táirge is casta a rinne an monarcha riamh a tháirgeadh a dhéanamh ann i ndáiríre.
“Chuaigh an próiseas foirne go réidh,” a dúirt Kang. “Tar éis cúpla mí, bhí Western Electric in ann sceallóga ardchaighdeáin a tháirgeadh i gcainníochtaí a sháraigh an t-éileamh.”
Scaoileadh an chéad leagan den Bellmac-32 sa bhliain 1980, ach theip air na hionchais a chomhlíonadh. Ní raibh a mhinicíocht sprice feidhmíochta ach 2 MHz, ní 4 MHz. Fuair na hinnealtóirí amach go raibh lochtanna ar an trealamh tástála den scoth a bhí á úsáid acu ag an am, agus gur tharla tomhais mhíchruinne mar gheall ar éifeachtaí líne tarchuir idir an tóireadóir agus an ceann tástála. D'oibrigh siad leis an bhfoireann Takeda Riken chun tábla ceartúcháin a fhorbairt chun na hearráidí tomhais a cheartú.
Bhí luasanna cloig níos mó ná 6.2 MHz ag sceallóga Bellmac den dara glúin, uaireanta chomh hard le 9 MHz. Meastar gur luas sách gasta a bhí ann ag an am. Ní raibh ach luas cloig de 4.77 MHz ag an bpróiseálaí Intel 8088 16-giotán a d'eisigh IBM ina chéad ríomhaire pearsanta i 1981.
Cén fáth nár éirigh le Bellmac-32't éirí príomhshrutha
In ainneoin a ghealltanais, níor glacadh go forleathan le teicneolaíocht Bellmac-32 go tráchtála. De réir Condrey, thosaigh AT&T ag féachaint ar an déantóir trealaimh NCR ag deireadh na 1980idí agus ina dhiaidh sin chas siad ar éadálacha, rud a chiallaigh gur roghnaigh an chuideachta tacú le línte táirgí sliseanna éagsúla. Faoin am sin, bhí tionchar Bellmac-32 ag tosú ag fás.
“Roimh Bellmac-32, bhí ceannas ag NMOS ar an margadh,” a dúirt Condry. “Ach d’athraigh CMOS an tírdhreach mar gur chruthaigh sé gur bealach níos éifeachtaí a bhí ann chun é a chur i bhfeidhm sa mhonarcha.”
Le himeacht ama, rinne an tuiscint seo athmhúnlú ar thionscal na leathsheoltóirí. Bheadh CMOS mar bhunús do mhicreaphróiseálaithe nua-aimseartha, ag cumhachtú an réabhlóid dhigitigh i bhfeistí cosúil le ríomhairí deisce agus fóin chliste.
Ba chloch mhíle i stair na teicneolaíochta turgnamh dána Bell Labs—ag baint úsáide as próiseas déantúsaíochta neamhthástáilte agus a shín thar ghlúin iomlán d'ailtireacht sliseanna.
Mar a deir an tOllamh Kang: “Bhíomar chun tosaigh maidir leis an méid a bhí indéanta. Ní hamháin go raibh muid ag leanúint cosáin atá ann cheana féin, bhíomar ag leagan cosáin nua.” Deir an tOllamh Huang, a tháinig chun bheith ina leas-stiúrthóir ar Institiúid Micrileictreonaice Shingeapór ina dhiaidh sin agus atá ina Chomhalta IEEE freisin: “Áiríodh leis seo ní hamháin ailtireacht agus dearadh sliseanna, ach fíorú sliseanna ar scála mór freisin – ag baint úsáide as CAD ach gan uirlisí insamhalta digiteacha an lae inniu ná fiú cláir aráin (bealach caighdeánach chun dearadh ciorcaid córais leictreonaigh a sheiceáil ag baint úsáide as sliseanna sula ndéantar comhpháirteanna an chiorcaid a nascadh le chéile go buan).”
Breathnaíonn Condry, Kang agus Huang siar ar an am sin le fonn agus léiríonn siad meas ar scileanna agus ar dhíograis na bhfostaithe iomadúla AT&T a chuir ar chumas an teaghlaigh sliseanna Bellmac-32 a bheith ann.
Am an phoist: 19 Bealtaine 2025