Arive chip sa a chanje kou devlopman chip!
Nan fen ane 1970 yo, processeur 8-bit yo te toujou teknoloji ki pi avanse nan moman sa a, epi pwosesis CMOS yo te nan yon dezavantaj nan domèn semi-kondiktè yo. Enjenyè nan AT&T Bell Labs yo te fè yon gwo pa nan lavni, yo te konbine pwosesis fabrikasyon CMOS 3.5-mikwon dènye kri ak achitekti processeur 32-bit inovatè nan yon efò pou depase konpetitè yo nan pèfòmans chip, depase IBM ak Intel.
Malgre ke envansyon yo a, mikwoprosesè Bellmac-32 la, pa t rive gen menm siksè komèsyal ak pwodui anvan yo tankou Intel 4004 la (ki te soti an 1971), enfliyans li te pwofon. Jodi a, chip ki nan prèske tout smartphones, òdinatè pòtab ak tablèt yo depann sou prensip konplemantè metal-oksid semi-kondiktè (CMOS) ke Bellmac-32 la te inove.
Ane 1980 yo te apwoche, epi AT&T t ap eseye transfòme tèt li. Pandan plizyè dizèn ane, jeyan telekominikasyon yo te rele "Mother Bell" te domine biznis kominikasyon vwa Ozetazini, epi filiyal li a Western Electric te pwodui prèske tout telefòn komen nan kay ak biwo ameriken yo. Gouvènman federal ameriken an te ankouraje separasyon biznis AT&T a sou baz antitrust, men AT&T te wè yon opòtinite pou antre nan domèn òdinatè a.
Avèk konpayi enfòmatik yo ki te deja byen etabli sou mache a, AT&T te jwenn li difisil pou ratrape; estrateji li sete pou l depase limit li, epi Bellmac-32 la te sèvi kòm tranplen li.
Fanmi chip Bellmac-32 la te resevwa yon prim IEEE Milestone Award. Seremoni inogirasyon yo ap fèt ane sa a nan kanpis Nokia Bell Labs nan Murray Hill, New Jersey, ak nan Mize Istwa Odinatè nan Mountain View, Kalifòni.
CHIP INIK
Olye pou yo te swiv estanda endistri chip 8-bit yo, ekzekitif AT&T yo te defi enjenyè Bell Labs yo pou yo devlope yon pwodwi revolisyonè: premye mikropwosesè komèsyal ki kapab transfere 32 bit done nan yon sèl sik revèy. Sa te mande non sèlman yon nouvo chip men tou yon nouvo achitekti—yon chip ki te kapab jere komitasyon telekominikasyon epi sèvi kòm baz sistèm enfòmatik nan lavni.
"Nou pa sèlman ap konstwi yon chip ki pi rapid," dapre Michael Condry, ki dirije gwoup achitekti a nan etablisman Bell Labs nan Holmdel, New Jersey. "N ap eseye desine yon chip ki ka sipòte tou de vwa ak enfòmatik."
Nan epòk sa a, teknoloji CMOS te konsidere kòm yon altènatif pwomètè men riske pou konsepsyon NMOS ak PMOS yo. Chip NMOS yo te konte antyèman sou tranzistò tip N, ki te rapid men ki te konsome anpil enèji, alòske chip PMOS yo te konte sou mouvman twou ki chaje pozitivman, ki te twò dousman. CMOS te itilize yon konsepsyon ibrid ki te ogmante vitès pandan l ap ekonomize enèji. Avantaj CMOS yo te tèlman konvenkan ke endistri a te byen vit reyalize ke menm si li te mande de fwa plis tranzistò (NMOS ak PMOS pou chak pòtay), li te vo lapenn.
Avèk devlopman rapid teknoloji semi-kondiktè a, jan Lwa Moore dekri l la, pri pou double dansite tranzistò a te vin posib pou jere epi finalman neglijab. Sepandan, lè Bell Labs te angaje yo nan jwèt riske sa a, teknoloji fabrikasyon CMOS sou gwo echèl pa t gen okenn prèv epi pri a te relativman wo.
Sa pa t fè Bell Labs pè. Konpayi an te itilize ekspètiz kanpis li yo nan Holmdel, Murray Hill, ak Naperville, Illinois, epi li te rasanble yon "ekip rèv" enjenyè semi-kondiktè. Ekip la te gen ladan l Condrey, Steve Conn, yon zetwal k ap monte nan konsepsyon chip, Victor Huang, yon lòt konsèpteur mikropwosesè, ak plizyè douzèn anplwaye nan AT&T Bell Labs. Yo te kòmanse metrize yon nouvo pwosesis CMOS an 1978 epi konstwi yon mikropwosesè 32-bit depi nan kòmansman.
Kòmanse ak achitekti konsepsyon an
Condrey te yon ansyen manm IEEE epi pita li te sèvi kòm Direktè Teknoloji Intel. Ekip achitekti li te dirije a te angaje nan bati yon sistèm ki te sipòte sistèm operasyon Unix la ak langaj C a natif natalman. Nan moman sa a, ni Unix ni langaj C a te toujou nan premye etap yo, men yo te destine pou domine. Pou yo te kase limit memwa kilobytes (KB) ki te gen anpil valè nan moman sa a, yo te entwodui yon seri enstriksyon konplèks ki te mande mwens etap ekzekisyon epi ki te ka konplete travay yo nan yon sèl sik revèy.
Enjenyè yo te desine tou chip ki sipòte otobis paralèl VersaModule Eurocard (VME) la, ki pèmèt informatique distribye epi ki pèmèt plizyè nœuds trete done an paralèl. Chip konpatib ak VME yo pèmèt yo itilize tou pou kontwòl an tan reyèl.
Ekip la te ekri pwòp vèsyon Unix li epi li te ba li kapasite an tan reyèl pou asire konpatibilite ak automatisation endistriyèl ak aplikasyon menm jan an. Enjenyè Bell Labs yo te envante lojik domino tou, ki te ogmante vitès pwosesis la lè li te diminye reta nan pòtay lojik konplèks yo.
Yo te devlope epi prezante lòt teknik tès ak verifikasyon avèk modil Bellmac-32 la, yon pwojè konplèks verifikasyon ak tès plizyè chip dirije pa Jen-Hsun Huang ki te rive reyalize zewo oswa prèske zewo domaj nan fabrikasyon chip konplèks. Sa te yon premye nan mond tès sikwi entegre gwo echèl (VLSI). Enjenyè Bell Labs yo te devlope yon plan sistematik, yo te verifye travay kòlèg yo plizyè fwa, epi finalman yo te reyalize yon kolaborasyon san pwoblèm atravè plizyè fanmi chip, ki te abouti nan yon sistèm mikwo-òdinatè konplè.
Apre sa, vini pati ki pi difisil la: fabrikasyon reyèl chip la.
“Nan epòk sa a, teknoloji pou fè planifikasyon, pou fè tès, ak pou fabrikasyon ak gwo rannman te ra anpil,” Kang sonje, ki pita te vin prezidan Enstiti Avanse Syans ak Teknoloji Koreyen (KAIST) epi yon manm IEEE. Li fè remake ke mank zouti CAD pou verifikasyon chip konplè te fòse ekip la enprime desen Calcomp ki twò gwo. Dyagram sa yo montre kijan tranzistò, fil, ak koneksyon yo ta dwe ranje nan yon chip pou bay rezilta yo vle a. Ekip la te rasanble yo atè a avèk tep, pou fòme yon gwo desen kare ki gen plis pase 6 mèt sou yon bò. Kang ak kòlèg li yo te trase chak sikwi alamen ak kreyon koulè, pou chèche koneksyon ki kase ak koneksyon ki sipèpoze oswa ki mal jere.
Yon fwa konsepsyon fizik la te fini, ekip la te fè fas ak yon lòt defi: fabrikasyon. Yo te pwodui chip yo nan plant Western Electric nan Allentown, Pennsilvani, men Kang sonje ke to sede a (pousantaj chip sou waf la ki te satisfè estanda pèfòmans ak kalite) te trè ba.
Pou adrese pwoblèm sa a, Kang ak kòlèg li yo te konn kondui soti New Jersey pou ale nan izin nan chak jou, yo te retrouse manch yo epi yo te fè tout sa ki te nesesè, tankou bale planche epi kalibre ekipman tès yo, pou bati kamaradri epi konvenk tout moun ke pwodwi ki pi konplèks izin nan te janm eseye pwodui a te kapab vrèman fèt la.
“Pwosesis pou konstwi ekip la te pase byen,” Kang te di. “Apre kèk mwa, Western Electric te kapab pwodui chip kalite siperyè nan kantite ki te depase demann lan.”
Yo te lage premye vèsyon Bellmac-32 la an 1980, men li pa t rive satisfè atant yo. Frekans sib pèfòmans li te sèlman 2 MHz, pa 4 MHz. Enjenyè yo te dekouvri ke ekipman tès Takeda Riken dènye kri yo t ap itilize nan moman sa a te gen pwoblèm, ak efè liy transmisyon ant sond lan ak tèt tès la ki te lakòz mezi ki pa egzat. Yo te travay avèk ekip Takeda Riken an pou devlope yon tablo koreksyon pou korije erè mezi yo.
Dezyèm jenerasyon chip Bellmac yo te gen vitès revèy ki depase 6.2 MHz, pafwa jiska 9 MHz. Sa te konsidere kòm byen rapid nan epòk sa a. Processeur Intel 8088 16-bit ke IBM te lage nan premye PC li an 1981 te gen yon vitès revèy 4.77 MHz sèlman.
Poukisa Bellmac-32 pa t't vin endikap
Malgre pwomès li te fè a, teknoloji Bellmac-32 la pa t jwenn yon adopsyon komèsyal laj. Dapre Condrey, AT&T te kòmanse konsidere konpayi ekipman NCR nan fen ane 1980 yo epi pita li te vire nan akizisyon, sa vle di konpayi an te chwazi sipòte diferan liy pwodwi chip. Nan moman sa a, enfliyans Bellmac-32 la te kòmanse grandi.
“Anvan Bellmac-32, NMOS te domine mache a,” Condry te di. “Men, CMOS te chanje peyizaj la paske li te pwouve ke li se yon fason ki pi efikas pou aplike li nan faktori a.”
Avèk letan, reyalizasyon sa a te transfòme endistri semi-kondiktè a. CMOS t ap vin baz pou mikroprosesè modèn yo, sa ki t ap alimente revolisyon dijital la nan aparèy tankou òdinatè biwo ak telefòn entelijan.
Eksperyans audasye Bell Labs la—ki te itilize yon pwosesis fabrikasyon ki pa t teste epi ki te kouvri yon jenerasyon antye achitekti chip—te yon etap enpòtan nan listwa teknoloji.
Jan Pwofesè Kang di l la: “Nou te nan premye liy sa ki te posib. Nou pa t ap sèlman swiv yon chemen ki deja egziste, nou t ap louvri yon nouvo chemen.” Pwofesè Huang, ki pita te vin direktè adjwen Enstiti Mikwoelektwonik Singapore a epi ki se yon Manm IEEE tou, ajoute: “Sa te gen ladan l non sèlman achitekti ak konsepsyon chip, men tou verifikasyon chip sou gwo echèl – lè l sèvi avèk CAD men san zouti simulation dijital jodi a oswa menm breadboards (yon fason estanda pou verifye konsepsyon sikwi yon sistèm elektwonik lè l sèvi avèk chip anvan konpozan sikwi yo konekte ansanm pou tout tan).”
Condry, Kang ak Huang sonje epòk sa a avèk afeksyon epi yo eksprime admirasyon pou konpetans ak devouman anpil anplwaye AT&T ki te fè efò yo pou rann fanmi chip Bellmac-32 la posib.
Dat piblikasyon: 19 me 2025