Tu najstarsze eksponaty nie mają 50 lat, czyli co zobaczyliśmy w Muzeum Intela

Tu najstarsze eksponaty nie mają 50 lat, czyli co zobaczyliśmy w Muzeum Intela
18.08.2015 16:32
Tu najstarsze eksponaty nie mają 50 lat, czyli co zobaczyliśmy w Muzeum Intela

Intel budując przyszłość szeroko (naprawdę szeroko)rozumianej techniki półprzewodnikowej, nie zapomina o swojejprzeszłości – i nie bez powodu. Choć dziś konkurenci w wieluaspektach Intela doganiają, a w niektórych potrafią zaoferowaćrozwiązania lepsze i ciekawsze, to jednak właśnie firma z SantaClara przez kolejne dziesięciolecia wprowadzała na rynek przełomoweinnowacje, to właśnie Intelowi zawdzięczamy taki a nie innykształt współczesnych komputerów. Fragmenty tej spektakularnejprzeszłości zgromadzono w Muzeum Intela, placówce znajdującej sięw kalifornijskiej centrali firmy i służącej nie tylko prezentacjieksponatów-wynalazków, ale też i edukacji w zakresie technologiiprodukcji i fizyki półprzewodników.

Ludzie, którzy to wszystko zaczęli pod koniec lat sześćdziesiątych
Ludzie, którzy to wszystko zaczęli pod koniec lat sześćdziesiątych
Pisma Roberta Noyce'a. Dobry był z niego fizyk
Pisma Roberta Noyce'a. Dobry był z niego fizyk
Fragment patentu na technologie tranzystorowe przyznanego Noyce'owi
Fragment patentu na technologie tranzystorowe przyznanego Noyce'owi

Pewnie wiecie, że założony w 1968 roku przez Gordona Moore'a iRoberta Noyce'a Intel nie zajmował się od początkumikroprocesorami. Nic w tym dziwnego, mikroprocesorów wtedy jeszczenie było. Pierwszymi produktami firmy były pamięci SRAM. Model3101 to 64-bitowy układ pamięci na tranzystorach Schottky'ego,rozwiązanie rewolucyjne – znacznie mniejsze i szybsze odzapomnianych dziś a stosowanych wtedy powszechnie rdzeniowychpamięci magnetycznych jak i konkurencyjnych układów z Japonii iUSA. Powstały w zaledwie rok po założeniu firmy układ 1101 byłpierwszym na świecie 256-bitowym komercyjnym czipem SRAM wykonanymna tranzystorach polowych z izolowaną bramką (MOSFET).

Rdzeniowa pamięć magnetyczna, którą z rynku wyparły układy SRAM Intela
Rdzeniowa pamięć magnetyczna, którą z rynku wyparły układy SRAM Intela
Pierwsze czipy SRAM Intela
Pierwsze czipy SRAM Intela
Intelowskie karty pamięci i pomoce projektowe
Intelowskie karty pamięci i pomoce projektowe

Powstanie pierwszego mikroprocesora – układu 4004 – maciekawą historię. Japońska firma Busicom Corp. zaprojektowałasobie specjalizowany czipset dla programowalnego kalkulatora Busicom141-PF i zleciła w 1971 roku Intelowi jego wykonanie. Intel uznałjednak, że proponowana przez Japończyków konstrukcja jest zbytskomplikowana i wymaga zastosowania aż 40-pinowego czipu (a były toczasu układów z 16 nóżkami) i zaproponował własną konstrukcję,wykorzystującą nowo opracowaną pamięć DRAM, korzystającą zezredukowanej listy rozkazów i mieszczącą się w standardowymformacie. Gdy siłami Federico Faggina i Teda Hoffa projekt zostałzrealizowany, kalifornijska firma zrozumiała, że ma w ręku cośnaprawdę wielkiego.

  • Struktura 4004 w powiększeniu
  • 4004: pierwsze komercyjne mikroprocesory
[1/2]
Struktura 4004 w powiększeniu
4004 ze swoją rodziną czipów na płytce programowalnego kalkulatora
4004 ze swoją rodziną czipów na płytce programowalnego kalkulatora
Kalkulator Busicom: to dla niego powstał pierwszy mikroprocesor
Kalkulator Busicom: to dla niego powstał pierwszy mikroprocesor

Zbudowany w procesie 10 µm 4004 zawierał 2300 tranzystorówtaktowanych zegarem 740 kHz i był w stanie wykonać aż 92 tys.instrukcji na sekundę. By ograniczyć liczbę pinów, wykorzystywałpojedynczą 4-bitową szynę, za pomocą której mógł przekazać12-bitowe adresy, 8-bitowe instrukcje i 4-bitowe słowa danych.Maksymalny obszar adresowania pamięci – 1280 4-bitowych słów, coprzekłada się na 640 bajtów. Jak widać, były czasy, gdy 640bajtów wystarczyło każdemu. 4004 miał też towarzystwo – czipyROM (4001), RAM (4002), rejestru przesuwającego (4003), translatoraadresowania pamięci (4008), konwertera dostępu do zwykłych czipówpamięci (4009), interfejsu klawiatury i wyświetlacza (4269)interfejsu pamięci (4289). Z tymi czipami można było budowaćkomputery o przeróżnej ilości pamięci i urządzeniachzewnętrznych. Warto wspomnieć o procesie projektowania tych czipów– wzór ręcznie wycinano w taśmie maskującej Rubylith, po czympomniejszano go stokrotnie za pomocą soczewek i odtwarzano naszklanej płycie.

Altair 8800: mikrokomputer dla odważnych
Altair 8800: mikrokomputer dla odważnych
Standard Multibus: Intel jako pierwszy zdołał wprowadzić wspólny dla branży standard łączenia CPU z komputerami
Standard Multibus: Intel jako pierwszy zdołał wprowadzić wspólny dla branży standard łączenia CPU z komputerami
Tak bowiem wygląda świat, w którym nie ma dobrych standardów
Tak bowiem wygląda świat, w którym nie ma dobrych standardów
Mało kto wie, ale w latach 70 Intel robił zegarki elektroniczne. Estetycznie były lepsze niż większość współczesnych smartwatchy
Mało kto wie, ale w latach 70 Intel robił zegarki elektroniczne. Estetycznie były lepsze niż większość współczesnych smartwatchy

Rok później debiutuje pierwszy 8-bitowy mikroprocesor 8008 (tojuż 3500 tranzystorów), ale prawdziwym przełomem jest pojawieniesię w 1974 roku procesora 8080, który miał już 40 pinów irozdzielał szynę adresową od szyny danych, znacznie upraszczająci przyspieszając dostęp do pamięci. Z maksymalną częstotliwościązegara 2 MHz, ten wykonany w procesie 6 µm czip był określanyczasem jako „pierwszy nadający się do użytku mikroprocesor”. To na jego bazie powstał słynny Altair 8800, od którego zaczęłasię mikrokomputerowa rewolucja – za niecałe 450 ówczesnychdolarów można było kupić drogą wysyłkową zestaw części dosamodzielnego montażu, z których po złożeniu uzyskiwaliśmymaszynę do samodzielnego programowania w assemblerze (późniejpojawił się interpreter BASIC-a). Programowanie było wówczasczynnością dla prawdziwych mężczyzn – ustawiało sięprzełączniki na frontowym panelu, by zakodować pojedyncząinstrukcję 8080, a następnie kliknięciem przełącznikaprzekazywało do pamięci. W ten sposób, od Altaira 8800, zaczęliswój biznes panowie Bill Gates i Paul Allen, założyciele firmyMicro-Soft.

IBM PC. Prawda, że uroczy?
IBM PC. Prawda, że uroczy?
Był czas, gdy o tym procesorze marzył każdy pecetowiec
Był czas, gdy o tym procesorze marzył każdy pecetowiec
Liczby 486 nie pozwolono Intelowi opatentować, i tak oto powstał Pentium
Liczby 486 nie pozwolono Intelowi opatentować, i tak oto powstał Pentium
Potem zamiast robić procesory Hexium, Septium itd, firma robiła kolejne Pentiumy
Potem zamiast robić procesory Hexium, Septium itd, firma robiła kolejne Pentiumy

Kolejny przełomowy punkt w historii Intela to oczywiście 8086,pierwszy 16-bitowy mikroprocesor tej firmy, za sprawą któregopojawił się pierwszy PC i w którym swój początek wzięłaarchitektura x86. Tę historię już pewnie znacie znacznie lepiej –mimo prób tak Intela jak i konkurencji zastąpienia x86 czymś innym(np. architekturami o zredukowanej liczbie rozkazów RISC), x86pozostaje dominującą rodziną mikroprocesorów, przynajmniej wsegmencie komputerów osobistych i serwerów.

Dobrze wszystkim znane Intel Inside w swoich odmianach
Dobrze wszystkim znane Intel Inside w swoich odmianach
Jeszcze więcej dowodów na Intela w środku maszyny
Jeszcze więcej dowodów na Intela w środku maszyny

Inercja rynku jak iinwestycje poczynione w procesy technologiczne sprawiają, że to cozaczęło się od x86 jest praktycznie nie do wyparcia – jak Intelsię sam przekonał, próbując na rynek wprowadzić czipy Itanium. Wpewien sposób pokazuje to, że Intel jest w mniejszym stopniu dziśtwórcą mikroprocesorów, co twórcą procesów produkcjimikroprocesorów, budując swoją przewagę nad konkurencjąprzewodnictwem w wyścigu miniaturyzacyjnym.

  • Krzemowa sztaba, którą kroi się na plastry pod proces fotolitografii
  • Kiedyś sztaby były znacznie mniejsze
[1/2]
Krzemowa sztaba, którą kroi się na plastry pod proces fotolitografii
  • Kolejne warstwy procesu tworzenia czipu. Fotolitografia
  • Trawienie
[1/2]
Kolejne warstwy procesu tworzenia czipu. Fotolitografia
  • Warstwa metaliczna
  • Domieszki metaliczne
[1/2]
Warstwa metaliczna

Stąd też nic dziwnego, że znaczna część wystawy jestpoświęcona właśnie tym procesom, poczynając od surowych sztabkrzemu, z których wycina się plastry pod naświetlanie w procesiefotolitografii, przez moduły transportowe takich plastrów czyodzież roboczą dla pracowników półprzewodnikowych fabów, powreszcie samą konstrukcję placówek, w których czipy sąprodukowane oraz stosowanych w nich technik oczyszczania powietrza.

Rosnąca z roku na rok powierzchnia krzemowych wafli
Rosnąca z roku na rok powierzchnia krzemowych wafli
W takich pojemnikach przewożone są krzemowe wafle. Zielony ostrzega, że w tych waflach jest domieszka miedzi
W takich pojemnikach przewożone są krzemowe wafle. Zielony ostrzega, że w tych waflach jest domieszka miedzi
Model fabu Intela. Pomarańczowe piętro to czysty pokój, pozostałe poziomy pełnią funkcje pomocnicze
Model fabu Intela. Pomarańczowe piętro to czysty pokój, pozostałe poziomy pełnią funkcje pomocnicze

By zaś pomóc w wyjaśnieniu kwestii nanoskali tych procesów,Muzeum zachęca do skorzystania z pomocy edukacyjnych – gier imakiet, które mają uświadomić zwiedzającym, jak bardzo duzijesteśmy i powolni w porównaniu do tych wszystkichpółprzewodnikowych spraw.

  • Jedna z głównych atrakcji Muzeum. Jak szybko poruszasz ręką? Odpowiedź brzmi: zbyt wolno
  • Przekonywanie zwiedzających, że wzrost należy mierzyć w nanometrach (dobrze, że nie w nanostopach)
[1/2]
Jedna z głównych atrakcji Muzeum. Jak szybko poruszasz ręką? Odpowiedź brzmi: zbyt wolno
  • Ci panowie nigdy nie zagrożą żadnemu waflowi krzemu
  • Można się też przymierzyć do odzieży ochronnej. Podobno nie we wszystkich działach Intela trzeba takie zakładać
[1/2]
Ci panowie nigdy nie zagrożą żadnemu waflowi krzemu

Jest Muzeum Intela więc bardzo dobrym odzwierciedleniem tego,czym Intel jest dzisiaj: zbudowanym z pasji kilku geniuszyprzemysłowym gigantem, który na dobre i na złe jest ożeniony zeswoją historią (mimo, że jego współzałożyciel Noyce naucza, bysię od historii uwolnić).

350141006104455105

Niestety Roberta Noyce'a nie ma jużwśród nas, ale Gordon Moore wciąż żyje, i może tylko sobiegratulować, patrząc, jak dzięki staraniom firmy którąwspółtworzył, ludzkość przeszła w ciągu nieco ponadczterdziestu lat od czipów wykonanych w procesie dziesięciumilionowych metra do czipów wykonanych w procesie dziesięciumiliardowych metra. Te trzy rzędy wielkości zmieniły praktyczniekażdą dziedzinę funkcjonowania cywilizacji i człowieka – i choćzapewne gdyby nie Intel też do tego byśmy doszli, to jednak gdybynie Intel, zajęłoby to nam znacznie więcej czasu.

Programy

Aktualizacje
Aktualizacje
Nowości
Oceń jakość naszego artykułuTwoja opinia pozwala nam tworzyć lepsze treści.
Udostępnij:
Wybrane dla Ciebie
Komentarze (26)