Narodziny sowieckiego systemu obrony przeciwrakietowej. atak klonów
Jak Zelenograd wpadł na pomysł kopiowania mikroukładów, dlaczego nie zaczęli rozwijać własnego, domowego?
I to bardzo proste. Jak pamiętamy, w NII-35 pewien B.V. Malin siedział w ciepłej pozycji głowy, której cała wielkość jako projektanta leżała w jego ojcu, VN Malin, szef wydziału ogólnego KC CPSU. Oczywiście Shokin bardzo kochał i szanował tak pożyteczną osobę. A jak pamiętamy, Malin był jednym z tych szczęśliwców, którzy po linii partyjnej wyjechali do USA na staż w dziedzinie mikroelektroniki.
Szkolili się do 1962 iz przyjemnością kontynuowaliby nawet do 1970, ale był kryzys na Karaibach i budowa Muru Berlińskiego. A stosunki między ZSRR a USA zostały całkowicie zepsute. Z podróży służbowej Malin przywiózł pamiątkę - dostał aż sześć rzadkich TI SN510. Ponieważ centrum Zelenograd zostało już założone i trzeba było szybko zacząć coś w nim produkować (a projektanci z szefów partii jakoś nie wyszli zbyt dobrze), Malin po prostu pokazał Shokinowi próbki i kazał je natychmiast skopiować .
Oddajmy głos samemu Malinowi. Oto cytat z jego osobistego raportu dla Shokina na temat wyników podróży:
Oprócz całkowicie typowego despotycznego chamstwa, charakterystycznego dla wszystkich typów sowieckich szefów (nie rozumiem tematu, ale jestem członkiem KC!), widzimy też ich typowe niezrozumienie tematu. Produkcja seryjna w małych partiach w 1967 roku kopii amerykańskich mikroukładów, wydanych w 1962 roku i przestarzałych przez pięć lat ... To był werdykt dla całej krajowej elektroniki, od tego momentu na zawsze staliśmy się outsiderami, i to z pełną możliwością rozwijać niezależne projekty! Malin (z jakiegoś powodu z dumą) wspomina:
Wbijanie gwoździ w trumnę krajowej mikroelektroniki w latach 1962-1974 w postaci faktycznej kradzieży przestarzałych od lat amerykańskich układów scalonych wcale nie denerwuje „głównego inżyniera”.
Pierwszym klonem wyprodukowanym w fabryce Fryazino w ramach projektu NII-35 był TS-100, kompletny analog TI SN510 (technologia planarnego krzemu). Jednak wydanie nie stało się łatwe:
I to z całkowicie istniejącą i działającą technologią Osokin! Niestety, zakład RZPP nie miał tak dużej wagi politycznej i tak potężnych mecenasów.
Malin był nie tylko bliski Shokinowi, był w bliskim kontakcie z przewodniczącym kompleksu wojskowo-przemysłowego Smirnowem, prezesem Akademii Nauk Kiełdyszem i Kosyginem, który zastąpił Mikojana na stanowisku przewodniczącego Rady Ministrów ZSRR, który faktycznie rządził krajem równolegle z Chruszczowem. Naturalnie mieszkańcy Rygi nie mieli najmniejszych szans na opracowanie czegoś w obliczu tak silnej konkurencji.
Ponadto nie zapomnieliśmy o pożyczeniu modułów SLT, zawartych w słynnej serii GIS „Tropa”, która była używana w komputerach ES do połowy lat 1970-tych. Niestety dla miłośników kopiowania SLT pojawił się po tym, jak staż radzieckich specjalistów w USA stał się niemożliwy z powodów politycznych, a Amerykanie nawet w koszmarze nie marzyli o sprzedaży żywego mainframe'a S/360 w ZSRR. W rezultacie inżynierowie dokonali prawdziwego wyczynu, kopiując GIS bez kodu źródłowego, dosłownie ze zdjęć. Oto, co mówi o tym pierwszy dyrektor Zelenograd NIITT V. S. Sergeev:
Prototypy były gotowe już w 1964 roku, ale produkcję rozpoczęto dopiero w 1967 roku, a ostatnie znane próbki pochodzą z… 1991 (!) roku.
Seria składała się z GIS 201LB1 (później K2LB012, element NOT), K201LB4 (dwa elementy NOT i dwa 2OR-NOT), 201LB5 (później K201LB6 i 201LB7, pięć elementów NOT), 201LS1 (dwa elementy 2OR) i K2NT011 (później K201NT1 i K201NT2 , zespoły czterech tranzystorów npn). Jako ciekawą wzmiankę o tej serii w obecnym życiu - Ujednolicony Informator Taryfowy i Kwalifikacyjny Prac i Zawodów Pracowników 2007 (!) Lata, zawód „Precyzyjny retusz fotolitografii. 4. kategoria ”:
Zwróć uwagę, że przemysł radziecki nie zadał sobie trudu, aby nasycić rynek cywilny mikroelektroniką, w ogóle nie chodziło o mikroukłady - nawet mikrozespoły nie były zachęcające. Wiele przedsiębiorstw zostało zmuszonych do samodzielnego opanowania rozwoju i produkcji dla konkretnych produktów i trwało to nie tylko długo, ale bardzo długo. Na przykład w 1993 roku Mińska Fabryka Instrumentów wyprodukowała serię oscyloskopów S1-114/1 na GIS własnej konstrukcji, a te same GIS, potwornie, niewyobrażalnie przestarzałe, zostały wycofane dopiero w 2000 roku!
Według wspomnień osób niezwiązanych z technologiami wojskowymi, jeszcze na początku lat 90. w zakładach szkoleniowych i produkcyjnych zmuszono ich do rozpoznawania typów lamp po charakterystycznych cechach (był nawet standard - identyfikacja z dwóch metrów) .
Wypuszczenie mikrozespołów miało zatkać całkowity brak prawdziwych układów scalonych, które w 99% przypadków trafiły do przemysłu wojskowego i rozproszone do kilku instytutów badawczych. Na mikrozespołach produkowali najwyższej klasy sprzęt AGD (najniższy na lampach) - na przykład "elitarne" radia "Eaglet", "Kosmos" i "Ruby".
W sprzęcie AGD kopiowano nie tylko podzespoły, od początku lat 1950. tradycją stało się nie marnowanie czasu na drobiazgi, ale kradzież całego produktu, pod warunkiem, że nasz poziom techniki pozwalał na jego kopiowanie. Na przykład w 1954 roku pojawił się niesamowity odbiornik radiowy Zvezda-54. Media opisywały to wydarzenie jako ogromny sowiecki przełom w designie i najnowszej modzie, w rzeczywistości była to absolutna kopia francuskiego Excelsiora-52. Nie wiadomo dokładnie, w jaki sposób prototyp trafił do IRPA (Instytutu Radiofonii i Akustyki). Według niektórych doniesień przywieźli go dyplomaci, według innych został specjalnie zakupiony do kopiowania.
Były też kłopoty z odbiornikami tranzystorowymi - jeden z pierwszych radzieckich, Leningrad, powstał na bazie 1000 Trans-Oceanic Royal-1957 amerykańskiej firmy Zenith, podczas gdy był produkowany w małych seriach, a montaż był podręcznik.
I wreszcie, z rozpowszechnionych mitów można również wspomnieć, że radziecki odbiornik radiowy Micro, pierwszy produkt wyprodukowany przez Zelenograd w 1964 roku, stał się rzekomo pierwszym na świecie funkcjonalnie gotowym produktem mikroelektroniki konsumenckiej.
Co więcej, krążą uporczywe pogłoski, że Chruszczow oddał tych następców przywódcom obcych państw, a zszokowani mówili w duchu „jak ZSRR był w stanie nas wyprzedzić”. W rzeczywistości ze zintegrowanej technologii w „Micro” była tylko powlekana płyta, półprzewodniki były dyskretne. Sześć warstw różnych materiałów zostało nałożonych na płytę ceramiczno-ceramiczną za pomocą specjalnych szablonów, tworząc jedynie części pasywne (co więcej, tylko pojemnościowe). Tranzystory w odbiorniku były zwyczajnie dyskretne i po prostu wlutowane na płytkę, co widać na otwartym urządzeniu.
W efekcie, zamiast mitycznych „pierwszych na świecie foliowych układów scalonych”, otrzymujemy zwykłą płytkę drukowaną, tyle że nie trawioną tradycyjnie, ale nałożoną próżniowo i wielowarstwowo – cudów nie ma. Odbiorniki na tranzystorach dyskretnych do 1965 roku w Stanach Zjednoczonych były produkowane w kilkudziesięciu typach (od 1956 – jednym z pierwszych na świecie był Tranzystor Admirał) przez kilka lat i oczywiście nie mogły nikogo trafić (była też ogromna liczba z nich w Japonii i Europie).
W największym stopniu charakteryzuje tę epokę unikalny dokument, jeden z nielicznych, które przetrwały i są szeroko dostępne - „Zalecenia dotyczące tworzenia węzłów i bloków na obwodach stałych”, wydany dla jednego z instytutów badawczych w Woroneżu w 1964 roku w ramach pewne „zamówienie 1168”:
Dalej znajduje się duża tabela parametrów układów, dla których rozważana jest ewentualna reprodukcja - planuje się ukraść prawie wszystko, od wzmacniacza wideo Fairchild MA704 i dwustopniowego układu Darlington Westinghouse WM1110 po flip-flop Motorola MK302G i Sylvania SNG2 2OR- NIE bramka logiczna! Dalej następuje około 10 stron schematów ideowych i opisów serii TI SN5xx, uzupełnionych o zalecenia dotyczące projektowania urządzeń IC.
W wyniku zastosowania tych genialnych metod do rozwoju elektroniki domowej do 1970 roku w kraju nie było w ogóle żadnych oryginalnych rozwiązań, z wyjątkiem układu scalonego germanu Osokin - skopiowano wszystko, co było możliwe: od ogromnych podstawowych kryształów matrycowych po nieistotne rejestry przesuwne.
Zabawne jest również to, że prymitywna technologia filmu hybrydowego była niezwykle popularna w ZSRR, nawet gdy reszta świata dawno temu przeszła na IC. Faktem jest, że bardzo trudno było wyprodukować co najmniej średnie schematy integracji na sowieckim poziomie rozwoju technologii, w wyniku czego produkty cywilne były montowane na potworach, takich jak seria 230. To prawdziwe układy scalone, tylko bardziej przypominające „makro”: hybrydowa konstrukcja, wielowarstwowa technologia grubowarstwowa, z których każdy zawiera do 40 elementów logicznych typu TTL, które tworzą albo liczniki, albo rejestry, albo urządzenia równoważące.
Wykonanie serii jest bardzo nietypowe - wielowarstwowa tablica rozdzielcza o regularnej budowie i okablowaniu wewnętrznym metodą flip-chip. Potwory typu K2IE301B (prymitywny czterocyfrowy licznik, ale większy niż pudełko zapałek) produkowano tu do lat 1990., ale teraz są przedmiotem polowań na kolekcjonerów chipów na całym świecie, jak skamieniałe kości mamutów.
Poziom rosyjskiej mikroelektroniki tamtych lat dobrze charakteryzują mało entuzjastyczne wspomnienia patriotów oparte na mitach w stylu książki „50 lat radzieckiej mikroelektroniki”:
I całkiem obiektywne (bo dla najwyższego kierownictwa podejmującego strategiczne decyzje na podstawie tych dokumentów) niedawno odtajnione raporty CIA dotyczące analizy krajowego przemysłu (ZSRR dąży do budowy zaawansowanego przemysłu półprzewodników z embargiem zachodnich maszyn). Jeden z raportów, przygotowany w 1972 r., poświęcony jest osiągnięciom Związku w produkcji układów scalonych, w 1999 r. dokument ten został odtajniony, a następnie opublikowany w internetowej bibliotece agencji. Oto kilka jego fragmentów:
Agent CIA (jego nazwisko zostało wycięte z raportu), który odwiedził zakład w Briańsku, napisał:
Oszacowano, że wielkość produkcji w zakładzie w Leningradzie jest znacznie niższa niż w Briańsku. Ten sam lub inny amerykański agent wywiadu, który odwiedził fabrykę Svetlana w 1972 r., zgłosił mniej niż 100 XNUMX tranzystorów wysokiej częstotliwości miesięcznie i zauważył, że zakład używał również niektórych zachodnich urządzeń.
W raporcie zauważono również, że wydajność produktów wytwarzanych w tym zakładzie jest niższa niż deklarowana przez ZSRR dla tego typu układów scalonych trzy lata temu. Opierając się na wynikach wizyty w zakładzie w Woroneżu, agent odnotował obecność w tym miejscu dużej liczby pieców dyfuzyjnych – około 80 sztuk, jednak tylko około 20 z nich było faktycznie używanych w czasie jego wizyty. W tym samym czasie w zakładzie znajdowało się kilka instalacji do zgrzewania termokompresyjnego drutu. Dla porównania, w 1971 r., według CIA, wyprodukowano w Stanach Zjednoczonych ponad 400 milionów układów scalonych.
W tym samym czasie słynna Komisja Koordynacyjna ds. Wielostronnej Kontroli Eksportu (CoCom, Komitet Koordynacyjny ds. Kontroli Eksportu 1949 państw), powołana w 1953 r. i odtajniona w 17 r., mająca za zadanie kontrolować obieg niebezpiecznych technologii, miała zapobiegać zagrożeniu sowieckiemu. pokoju, skutecznie ograniczając potencjał militarny ZSRR, pozbawiając go dostępu do wszelkich nowych technologii, które mogłyby być wykorzystane do celów militarnych. Ale pamiętamy, że ZSRR nie miał praktycznie żadnych celów poza wojskowymi, a wszystko, co opracował, trafiło do kompleksu wojskowo-przemysłowego odpowiednio w 99%, KoKom zablokował mu dostęp do prawie wszystkich zaawansowanych technologii światowych.
O dziwo zadziałało to niezwykle skutecznie – np. nie mogliśmy ani kupić, ani ukraść prawdziwego CDC 7600 (musieliśmy go zastąpić grzechem w połowie z BESM-6), nie mogliśmy zdobyć żywego Cray-1 (co planowaliśmy do wydania w przyszłości jako BESM-10).
Ale prawdziwy problem był inny – od wczesnych lat 1960. byliśmy przyzwyczajeni do kopiowania zachodnich układów scalonych, a do tego niezbędne było skopiowanie ich linii produkcyjnych. Tu czekała nas zasadzka – dla Zelenogradu, jak pamiętamy, udało nam się kupić coś innego od Japończyków, Finów i Szwajcarów (nawet nie za walutę, ale bezpośrednio za złoto), ale od połowy lat 1960. ten napływ zaczął szybko wysychają. Prawie żadna firma produkująca precyzyjny sprzęt do fotolitografii nie chciała jednocześnie objąć sankcjami 17 stanów, ryzykując utratę całego biznesu w imię nieznacznego zysku w ZSRR, zwłaszcza że kompletna linia produkcyjna z materiałami i dokumentacją jest nie- trywialny obiekt do przemytu.
W rezultacie nie ma SI bez obrabiarek, a my mieliśmy tylko trzy sposoby, każdy z własnymi pułapkami - pracować do końca lat 1980. na sprzęcie z 1963 roku (a tak było), próbować rozwijać własne ( przez długi czas i nie zawsze z powodzeniem) lub przynajmniej coś za pośrednictwem krajów neutralnych, takich jak ta sama Szwajcaria. Ostatnia rzeka szybko wyschła do strumienia, chociaż np. pod koniec lat 1980. okazało się, że w latach 1982-1984 firma Toshiba Machine Company, omijając zakazy, nielegalnie dostarczała do ZSRR sprzęt do precyzyjnej obróbki śmigieł okrętów podwodnych. Gdyby nie upadek Sowietów i złagodzenie polityki Komitetu, ta historia mogłaby się dla niej bardzo smutno skończyć.
Po tym, fragmenty krajowego historyka elektroniki, wielokrotnie przywoływane w tych artykułach, Borysa Małaszewicza, są postrzegane jako swego rodzaju perwersyjna ironia:
Ogólnie wszystko stało się jasne dzięki frytom.
Teraz pozostaje nam porozmawiać o sowieckich mikroprocesorach i pomyślnie zakończyć temat rozwoju radzieckiej mikroelektroniki.
Aby zrozumieć poniższy tekst, wspominamy, że mikroprocesory ewoluowały w następujący sposób.
Pierwsza generacja mikroukładów, opracowana w latach 1962–1963, była układami scalonymi o niskiej integracji. Oznaczało to, że każdy mikroukład zawierał tylko najbardziej podstawowe bramki logiczne - na przykład elementy 2NAND.
Każdy procesor (podkreślamy, że niekoniecznie jest to mikroprocesor!) zawiera trzy główne elementy (oczywiście w nowoczesnych układach są one dalekie od takich elementarnych jednostek, jak w latach 1960., teraz na przykład ALU jest natychmiast rozumiane jako integralny element z rejestrów, własnego oprogramowania układowego itp.).
Pierwsza to jednostka arytmetyczno-logiczna lub jednostka ALU przeznaczona do wykonywania (zwykle) tylko kilku podstawowych operacji - dodawania i logicznego AND, OR, NOT. Tradycyjne jednostki ALU nie zawierały sprzętowych obwodów odejmowania i nie były potrzebne, odejmowanie jest z reguły zastępowane dodawaniem z liczbą ujemną. Oczywiście jednostki ALU nie zawierały bloków sprzętowych mnożenia, dzielenia, operacji wektorowych i macierzowych. Ponadto jednostki ALU pracowały tylko z liczbami całkowitymi, przed przyjęciem standardu IEEE 754 - 1985 pozostało jeszcze 20 lat, więc absolutnie każdy producent komputerów samodzielnie wdrażał prawdziwą arytmetykę, najlepiej jak potrafił.
Gdybyś był programistą w latach sześćdziesiątych, prawdziwa arytmetyka mogłaby doprowadzić cię do szaleństwa. Nie było jednego standardu reprezentacji liczb, zaokrąglania lub operacji na nich, w wyniku czego programy były praktycznie nieprzenośne. Ponadto różne maszyny miały swoje dziwactwa w realizacji liczb rzeczywistych, które musiały być znane i brane pod uwagę. Na niektórych platformach niektóre liczby były zerowe do celów porównawczych, ale nie do dodawania i odejmowania, przez co trzeba je najpierw pomnożyć przez 1.0, a następnie porównać z zerem, aby były bezpieczne.
Na innych platformach ta sama sztuczka powodowałaby natychmiastowy, nieudokumentowany błąd przekroczenia, gdy nie było rzeczywistego błędu poza zasięgiem. Niektóre komputery odrzucały ostatnie 4 znaczące bity podczas próby takiej operacji, większość komputerów zwracała wynik zero dla różnicy między X i Y, jeśli X i Y były małe, nawet jeśli nie były równe, a niektóre mogły nagle uzyskać zero, nawet jeśli różnica między nimi, jeśli tylko jedna liczba była bliska zeru. W rezultacie operacje „X = Y” i „X – Y = 0” zderzyły się i doprowadziły do zaskakujących błędów. Na przykład w superkomputerach Cray, aby tego uniknąć, każde mnożenie i dzielenie było poprzedzone zmianą „X = (X - X) + X”. Anarchia wśród prawdziwej arytmetyki trwała do 1985 roku, kiedy w końcu przyjęto nowoczesny standard zmiennoprzecinkowy.
Drugim ważnym elementem procesora były rejestry, które miały przechowywać przetworzone liczby i wykonywać na nich operacje zmianowe.
Wreszcie trzecim najważniejszym elementem było urządzenie sterujące - dekoder instrukcji maszynowych pochodzących z pamięci RAM, inicjujący wykonanie pewnych funkcji ALU na liczbach zawartych w rejestrach.
Urządzenia sterujące różniły się złożonością, głębią bitową i typami poleceń, które mogły dekodować, im bardziej złożona i wolniejsza była CU, tym łatwiej i wygodniej było pisać kod, ponieważ mógł obsługiwać szeroką gamę złożonych poleceń, czyniąc życie łatwiejsze dla programistów. Jednostka sterująca zwykle miała osobne oprogramowanie układowe, które zawierało listę obsługiwanych poleceń i możliwe było, w pewnych granicach, zmianę możliwości procesora poprzez zmianę chipów za pomocą tego oprogramowania układowego, koncepcja ta została nazwana mikroprogramowaniem. Zawartość oprogramowania układowego tworzyła system poleceń dla tego procesora, oczywiste jest, że systemy poleceń różnych maszyn były ze sobą niezgodne.
W przypadku małej integracji wszystkie te komponenty były realizowane z reguły na kilku płytach, a procesorem było pudełko zawierające kilkadziesiąt takich płyt z kilkoma setkami chipów. Jednak już w 1964 roku pojawiły się chipy o średniej integracji, seria Texas Instruments SN7400. W 1970 roku w linii pojawił się pierwszy pełnoprawny ALU, 4-bitowy mikroukład 74181, który można było połączyć równolegle, uzyskując komputery 8, 16, a nawet 32-bitowe (tzw. Bit-slice ALU).
Układy scalone średniej wielkości zawierały kilkaset tranzystorów, w przeciwieństwie do kilkudziesięciu w poprzedniej generacji. TI SN74181 znalazł najszersze zastosowanie i stał się jednym z najbardziej znanych układów w historii, w szczególności na nim zmontowano procesory wczesnych komputerów Data General NOVA i niektóre z serii DEC PDP-11 (montowali dla nich także procesory peryferyjne , na przykład KMC11, i ich implementacja prawdziwej arytmetyki - słynnego FPP-12, Xerox Alto, z którego Steve Jobs wyrwał pomysł myszy i interfejsu graficznego, pierwszy DEC VAX (model VAX -11/780), Wang 2200, Texas Instruments TI-990, Honeywell opcja 1100 to naukowy koprocesor dla ich mainframe'ów H200/H2000 i wielu innych maszyn.
Układy scalone o średniej integracji, dzięki swojej niewiarygodnej taniości i prostocie, przetrwały na rynku do lat 1980., nawet wtedy, gdy pojawiały się już układy mikroprocesorowe. Do zmontowania procesora potrzebowali zwykle 1-2 płyt i kilkudziesięciu mikroukładów.
Pod koniec lat sześćdziesiątych postęp fotolitografii osiągnął poziom kilku tysięcy bramek logicznych na chip, dzięki czemu pojawiły się układy integracyjne na dużą skalę. Zwykle zawierały jednostkę ALU z całym okablowaniem i rejestrami, co umożliwiało złożenie procesora z zaledwie 1960-2 chipów. Tak zwany BSP (procesor bit-slice, termin nie ma ugruntowanego tłumaczenia, zwykle mówi się „sekcyjny”) stał się odrębnym rodzajem (obecnie zapomnianych) chipów integracyjnych na dużą skalę.
Ideą BSP było równoległe połączenie wydajnych chipów zawierających wszystkie niezbędne komponenty (tylko CU została wykonana osobno) i tym samym zbudowanie długiego procesora z chipów o małej szerokości bitowej (były opcje do 64 bitów!). BSP został wyprodukowany przez wielu, w tym National Semiconductor (IMP, 1973), Intel (3000, 1974), AMD (Am2900, 1975), Texas Instruments (SBP0400, 1975), Signetics (8X02, 1977), Motorola (M10800, 1979) i wiele innych. Szczytem rozwoju były już 16-bitowe AMD Am29100 i Synopsys 49C402 produkowane do połowy lat 1980. oraz monstrualny 32-bitowy AMD Am29300, wydany w 1985 roku.
BSP ma trzy bardzo znaczące korzyści.
Po pierwsze, jednostki ALU mogą być używane w konfiguracjach poziomych do budowy komputerów zdolnych do przetwarzania bardzo dużych danych w jednym cyklu.
Drugą zaletą BSP jest to, że dwuukładowa konstrukcja pozwala na logikę ECL, która jest bardzo szybka, ale zajmuje dużo miejsca i rozprasza dużo ciepła. Wczesne układy MOS, takie jak PMOS lub NMOS, były pierwotnie uważane za procesory do kalkulatorów i terminali, ponieważ ich szybkość była znacznie gorsza od logiki ECL, tylko uznano, że nadają się do budowy poważnych komputerów. Dopiero po wynalezieniu CMOS procesory nabrały takiego wyglądu, jaki mają teraz, zanim te segmentowe układy ECL zawładnęły pokazem. Przed CMOS wierzono, że generalnie niemożliwe jest stworzenie jednoukładowego procesora o akceptowalnej prędkości.
Trzecią zaletą BSP była możliwość tworzenia niestandardowych zestawów instrukcji, które można tworzyć w celu emulowania lub ulepszania istniejących procesorów, takich jak 6502 lub 8080, lub tworzenia unikalnego zestawu instrukcji specjalnie dostosowanego do maksymalizacji wydajności konkretnej aplikacji. Połączenie szybkości i elastyczności sprawiło, że BSP jest bardzo popularną architekturą.
I na koniec porozmawiajmy o tym, kto stworzył pierwszy mikroprocesor.
W krótkim okresie między 1968 a 1971 r. pojawiło się kilku kandydatów do jego roli, większość z nich dawno zapomniana. W rzeczywistości pomysł stworzenia mikroprocesora nie był tak rewolucyjny jak tranzystor czy nawet proces planarny. Dosłownie unosił się w powietrzu i przez trzy lata ogromna liczba programistów w taki czy inny sposób zbliżyła się do jednoukładowej implementacji komputera.
Ściśle mówiąc, pytanie „kto wynalazł mikroprocesor” nie ma żadnego znaczenia, poza kwestiami czysto prawnymi. W późnych latach 1960. było oczywiste, że procesor zostanie ostatecznie umieszczony w jednym układzie scalonym i było tylko kwestią czasu, zanim układy MOS staną się wystarczająco gęste, aby były praktyczne. W rzeczywistości mikroprocesor nie był rewolucją, po prostu pojawił się w momencie, gdy ulepszenia MOS i potrzeby marketingowe sprawiły, że warto było go stworzyć.
Nie ma oficjalnej definicji mikroprocesora.
W różnych źródłach jest to opisane w zakresie od pojedynczego chipa do ALU na kilku chipach. Zasadniczo mikroprocesor jest terminem marketingowym wynikającym z potrzeby oznaczania przez firmy Intel i Texas Instruments swoich nowych produktów.
Gdyby trzeba było wybrać jednego ojca koncepcji mikroprocesora, byłby to Lee Boysel. Podczas pracy w Fairchild wpadł na pomysł komputera MOS, a także istniejących komponentów - ROM (wynaleziony w 1966) i DRAM (powstały w 1968). Ostatecznie opublikował kilka wpływowych artykułów na temat chipów MOS, a także manifest z 1967 roku wyjaśniający, w jaki sposób MOS można wykorzystać do zbudowania komputera porównywalnego z IBM 360.
Boysel opuścił Fairchild iw październiku 1968 założył Four-Phase Systems, aby zbudować swój system MOS, w 1970 zademonstrował System/IV, potężny 24-bitowy komputer. Procesor wykorzystywał 9 mikroukładów: trzy AL8 1-bitowe ALU, trzy pamięci ROM dla mikrokodu i trzy mikroukłady urządzeń sterujących zbudowane na nieregularnej logice (logika losowa (RL) - metoda implementacji układów kombinatorycznych przez syntezę zgodnie z opisem wysokiego poziomu, ponadto , ponieważ synteza zachodzi automatycznie , to układ pierwiastków i ich związków na pierwszy rzut oka wydaje się arbitralny, prawie wszystkie współczesne CU są syntetyzowane metodą RL). Chipset sprzedawał się bardzo dobrze, a Four-Phase wszedł na listę Fortune 1000, zanim został przejęty przez Motorolę w 1981 roku. Jednak AL1 nie mógł działać w trybie jednoukładowym i potrzebował zewnętrznej jednostki CU i pamięci ROM z mikrokodem.
Kolejną prawie zapomnianą firmą była Viatron, założona w 1967 roku, a już w 1968 roku wprowadziła swój System 21, 16-bitowy na niestandardowych układach MOS. Niestety kontrahenci zawiedli ich jakością chipów i w 1971 roku Viatron zbankrutował.
Viatron dosłownie ukuł termin „mikroprocesor” – użyli go w swoim ogłoszeniu w 1968 roku, ale nie był to pojedynczy chip, tak nazwali cały terminal. Wewnątrz obudowy mikroprocesora znajdowało się kilka płyt - sam procesor składał się z 18 niestandardowych układów MOS na 3 płytach.
Znany nam już Ray Holt w latach 14-1968 opracował na zlecenie amerykańskich sił powietrznych znany nam również F-1970 CADC. Dzięki późniejszemu PR wielu uważa go za ojca technologii mikroprocesorowej, ale CADC składał się z 4 oddzielnych chipów o bardzo oryginalnej architekturze.
I wreszcie, ostatnie 3 kandydatów to prawdziwe obwody jednoukładowe.
W 1969 firma Datapoint zawarła umowę z Intelem na opracowanie jednoukładowej wersji swojego procesora dla terminala Datapoint 2200, który zajmował całą płytę główną. To zabawne, że założyciel firmy Gus Roche, ich inżynier Jack Frassanito i specjalista od Intela Stanley Mazor zaproponowali ten pomysł Robertowi Noyce, założycielowi Intela, ale początkowo odrzucił go, ponieważ nie widział szerokich perspektyw handlowych.
Niemal jednocześnie mała japońska firma Nippon Calculating Machine Ltd zwróciła się do Intela o opracowanie 12 układów do nowego kalkulatora. Inny inżynier Intela, Edward Hoff (Marcian Edward Ted Hoff Jr.), podobnie jak Stan, wpada na pomysł zastąpienia ich pojedynczym chipem. W rezultacie obaj zaczynają prowadzić oba projekty: większy układ - Intel 8008 i mniejszy - Intel 4004.
Słysząc o projekcie, do Datapoint zwraca się wszechobecna firma Texas Instruments i kusi ich, oferując udział w rozwoju. Datapoint dostarcza im specyfikacje i tworzą trzecią wersję prawdziwego mikroprocesora, TI TMX 1795. To prawda, nie było tu dużej niezależności, do tego stopnia, że chip powtórzył wczesny błąd Intela z przetwarzaniem przerwań.
W tym momencie Datapoint wynajduje zasilacz impulsowy, co powoduje drastyczne zmniejszenie zużycia energii i ciepła ich terminala oraz unieważnia umowę. Intel wstrzymuje rozwój na kilka miesięcy, TI kontynuuje, w rezultacie ich ogłoszenie nastąpiło nieco wcześniej niż komercyjna premiera Intela 4004, co formalnie czyni go pierwszym mikroprocesorem w historii.
Brazen TI nadal pozywał (jak w przypadku pierwszego układu scalonego) wszystkich, z którymi było to możliwe, aż do 1995 roku, kiedy przebiegły Lee Boysel przekonał sąd, że wynalazł pierwszy procesor i patenty Texas Instruments zostały anulowany. Dalsza historia jest znana wszystkim – chipy TI praktycznie nie były sprzedawane, podczas gdy Intel skompletował oba procesory: duże i małe, budując w ten sposób podwaliny swojej sławy i fortuny na kolejne dziesięciolecia.
To zdumiewające, że tak jak w przypadku Osokina, ZSRR opracował również własną, całkowicie niezależną wersję mikroprocesora, o której wie niewiele osób! W pierwotnej wersji był to jednak BSP trzychipowy, ale prace zostały ukończone w 1976 roku, nie było za późno i nikt nie ingerował w modernizację go do pełnoprawnej architektury jednoukładowej.
W rezultacie, jak zawsze, w dziedzinie priorytetów czysto inżynierskich, jak w przypadku tranzystorów i mikroukładów, praktycznie dorównywaliśmy Zachodowi i wykazaliśmy wysoki poziom naukowy rozwoju, ale ich realizacja była koszmarem na koniec.
Pierwszy domowy mikroprocesor nie wystartował z powodu tego, kto był jego ojcem chrzestnym - nikt inny jak Davlet Gireevich Yuditsky! Wygląda na to, że Shokin i Kałmykow nienawidzili wszystkich, którzy byli zaangażowani w co najmniej coś oryginalnego: Kartsev, Staros, Yuditsky - i celowo zmiażdżyli cały ich rozwój.
Jak Yuditsky, ojciec superkomputerów modułowych, doszedł do opracowania procesora?
Porozmawiamy o tym w następnych częściach, zauważymy tylko tutaj, że na początku 1973 roku, ówczesny dyrektor Zelenograd SVT, zebrał zwartą grupę roboczą w celu opracowania architektury nowego minikomputera ( nie oparte na maszynach DEC i HP, jak komputery SM ) - "Elektronika-NC", modułowa i dość oryginalna. W tym samym roku Yuditsky poinstruował młodzieżowy zespół laboratorium V.L. Dshkhunyan, aby zbadał podejścia do budowy mikroprocesorów - pierwszy w ZSRR.
Po przeanalizowaniu tego, co było produkowane na Zachodzie, wybrali BSP jako podstawę i w 1976 roku stworzyli procesor serii 587 na trzech chipach - IK1, IK2, IK3, jeden z nielicznych, które nie mają bezpośredniego zachodniego odpowiednika (teraz ich pierwszy wydanie jest również ostatecznym marzeniem wielu kolekcjonerów). Następnie seria ta rozwinęła się w 588 (5 chipów), a na początku lat 1980. specjaliści SVTs w końcu chcieli wdrożyć ją w projekt jednoukładowy, ale na prośbę Ministerstwa Przemysłu Elektronicznego Shokin oryginalna architektura została porzucona w na korzyść PDP-11.
Reszta programistów nie stała z boku, VNIIEM kupił układy Intel 8080, wszystkie urządzenia peryferyjne, zestaw rozwojowy Intel Intellec-800 dla tej architektury i entuzjastycznie zaangażował się w inżynierię wsteczną. Procesor wydania 1974 był rozbierany do 1978 roku i wprowadzony na rynek pod koniec lat 1970. jako 580IK80.
Od tego momentu rozpoczęła się era kopiowania mikroprocesorów. Wbrew powszechnemu przekonaniu, Sowieci ukradli nie tylko trzy chipy Intela (8080, 8085, 8086), słynny DEC LSI-11 w kilkunastu formach oraz Zilog Z80. W ZSRR wyprodukowano wiele analogów wszelkiego rodzaju procesorów.
Jedynym procesorem z tej listy, który nie został skradziony, ale powielany na licencji, jest 1876VM1, fabryka Angstrem, 1990. Wyprodukowany (i z jakiegoś powodu opisany jako własne opracowanie, chociaż konsorcjum MIPS dostarczyło wszystkie specyfikacje i dokumenty dla tej architektury), póki co jako „32 MHz 14-bitowy procesor RISC”, mimo że jego prototyp – oryginał R3000 pracował na 40 MHz w 1988 roku. W 1999 roku w NIISI został podkręcony do 33 MHz i wydany jako 1890VM1T „Komdiv” - „najnowszy rozwój krajowy”. Nieco bardziej progresywny, odporny na promieniowanie 120 MHz 1892ВМ5Я został zmontowany na podstawie nieco mniej starego MIPS R4000 + DSP na FPGA (!) wyprodukowanym przez Elvisa.
Podsumujmy.
Ta tabela nie obejmuje nawet 1/10 wszystkich klonów, także niektóre z tych chipów zostały wyprodukowane w wyjątkowo limitowanej edycji (np. cena 1810VM87 w dobrym stanie łatwo sięga 200-300$ dla kolekcjonerów, są tak rzadkie), wiele było produkowanych tylko w krajach RWPG (Bułgaria i inne) - w samym ZSRR poziom produkcji był zbyt niski.
Procesory 8088, 80186 i 80188 zostały pominięte w linii Intela, dwa ostatnie - ze względu na ogólnie niską popularność 80286 z sowiecką kulturą produkcji nie został w ogóle opanowany, został skopiowany i wyprodukowany w wyjątkowo małym nakładzie tylko w NRD (przynajmniej autorowi nie udało się znaleźć mitycznej kopii czysto radzieckiego KR1847VM286 w żadnej mniej lub bardziej poważnej kolekcji procesorów na świecie).
Procesor 8086 został wydany około roku 80386 pojawił się w USA i był ostatnim z sowieckich klonów.
Teraz jesteśmy uzbrojeni we wszelką niezbędną wiedzę, aby ponownie spotkać naszego bohatera - Davleta Yuditsky'ego, który był właśnie w drodze do Zelenogradu, aby opracować chipy do swojego nadchodzącego superkomputera PRO. Zostanie to omówione w następnym numerze.
Pierwsze klony
I to bardzo proste. Jak pamiętamy, w NII-35 pewien B.V. Malin siedział w ciepłej pozycji głowy, której cała wielkość jako projektanta leżała w jego ojcu, VN Malin, szef wydziału ogólnego KC CPSU. Oczywiście Shokin bardzo kochał i szanował tak pożyteczną osobę. A jak pamiętamy, Malin był jednym z tych szczęśliwców, którzy po linii partyjnej wyjechali do USA na staż w dziedzinie mikroelektroniki.
Szkolili się do 1962 iz przyjemnością kontynuowaliby nawet do 1970, ale był kryzys na Karaibach i budowa Muru Berlińskiego. A stosunki między ZSRR a USA zostały całkowicie zepsute. Z podróży służbowej Malin przywiózł pamiątkę - dostał aż sześć rzadkich TI SN510. Ponieważ centrum Zelenograd zostało już założone i trzeba było szybko zacząć coś w nim produkować (a projektanci z szefów partii jakoś nie wyszli zbyt dobrze), Malin po prostu pokazał Shokinowi próbki i kazał je natychmiast skopiować .
Oddajmy głos samemu Malinowi. Oto cytat z jego osobistego raportu dla Shokina na temat wyników podróży:
Wysłuchał raportu, spojrzał na schemat przez mikroskop i powiedział: odtwórz bez żadnych odchyleń, daję ci okres trzech miesięcy.
Nie mogłem powstrzymać się od śmiechu, kiedy byłem młody.
- Dlaczego się śmiejesz, odzwyczajony od naszego tempa tam w Ameryce? Ja, członek KC, powiedziałem: reprodukować znaczy reprodukować! A ty, żeby się nie śmiać, będziesz moim głównym projektantem i co miesiąc będziesz mi raportował w zarządzie.
Następnie, po krótkim namyśle, A. I. Shokin zapytał jednak – jak myślisz, ile potrzebujesz?
Odpowiedzieliśmy, że trwa to trzy lata…
Schematy operacyjne z NII-35 zostały zademonstrowane Shokinowi w 1965 roku ...
Produkcja seryjna opanowana w 1967 roku.
Nie mogłem powstrzymać się od śmiechu, kiedy byłem młody.
- Dlaczego się śmiejesz, odzwyczajony od naszego tempa tam w Ameryce? Ja, członek KC, powiedziałem: reprodukować znaczy reprodukować! A ty, żeby się nie śmiać, będziesz moim głównym projektantem i co miesiąc będziesz mi raportował w zarządzie.
Następnie, po krótkim namyśle, A. I. Shokin zapytał jednak – jak myślisz, ile potrzebujesz?
Odpowiedzieliśmy, że trwa to trzy lata…
Schematy operacyjne z NII-35 zostały zademonstrowane Shokinowi w 1965 roku ...
Produkcja seryjna opanowana w 1967 roku.
Oprócz całkowicie typowego despotycznego chamstwa, charakterystycznego dla wszystkich typów sowieckich szefów (nie rozumiem tematu, ale jestem członkiem KC!), widzimy też ich typowe niezrozumienie tematu. Produkcja seryjna w małych partiach w 1967 roku kopii amerykańskich mikroukładów, wydanych w 1962 roku i przestarzałych przez pięć lat ... To był werdykt dla całej krajowej elektroniki, od tego momentu na zawsze staliśmy się outsiderami, i to z pełną możliwością rozwijać niezależne projekty! Malin (z jakiegoś powodu z dumą) wspomina:
Od 1959 roku rozwój krajowych układów scalonych krzemowych był w rzeczywistości ciągłym procesem konkurencyjnej walki korespondencyjnej z Jackiem Kilbym. Były koncepcje powtórzenia i skopiowania amerykańskiego doświadczenia technologicznego – metody tzw. „inżynierii odwrotnej” posła do PE. Prototypy i próbki produkcyjne krzemowych układów scalonych do reprodukcji pozyskiwano z USA, a ich kopiowanie było ściśle regulowane zarządzeniami eurodeputowanego (Ministera Shokina). Koncepcja kopiowania była ściśle kontrolowana przez Ministra przez ponad 19 lat, podczas których autor pracował w systemie MEP, do 1974 roku.
Wbijanie gwoździ w trumnę krajowej mikroelektroniki w latach 1962-1974 w postaci faktycznej kradzieży przestarzałych od lat amerykańskich układów scalonych wcale nie denerwuje „głównego inżyniera”.
Pierwszym klonem wyprodukowanym w fabryce Fryazino w ramach projektu NII-35 był TS-100, kompletny analog TI SN510 (technologia planarnego krzemu). Jednak wydanie nie stało się łatwe:
...nad rozwiązaniem tego problemu pracował zespół 250 osób z działu naukowo-technicznego NII-35 oraz specjalnie utworzony na wydziale warsztat doświadczalny.
I to z całkowicie istniejącą i działającą technologią Osokin! Niestety, zakład RZPP nie miał tak dużej wagi politycznej i tak potężnych mecenasów.
Malin był nie tylko bliski Shokinowi, był w bliskim kontakcie z przewodniczącym kompleksu wojskowo-przemysłowego Smirnowem, prezesem Akademii Nauk Kiełdyszem i Kosyginem, który zastąpił Mikojana na stanowisku przewodniczącego Rady Ministrów ZSRR, który faktycznie rządził krajem równolegle z Chruszczowem. Naturalnie mieszkańcy Rygi nie mieli najmniejszych szans na opracowanie czegoś w obliczu tak silnej konkurencji.
Ponadto nie zapomnieliśmy o pożyczeniu modułów SLT, zawartych w słynnej serii GIS „Tropa”, która była używana w komputerach ES do połowy lat 1970-tych. Niestety dla miłośników kopiowania SLT pojawił się po tym, jak staż radzieckich specjalistów w USA stał się niemożliwy z powodów politycznych, a Amerykanie nawet w koszmarze nie marzyli o sprzedaży żywego mainframe'a S/360 w ZSRR. W rezultacie inżynierowie dokonali prawdziwego wyczynu, kopiując GIS bez kodu źródłowego, dosłownie ze zdjęć. Oto, co mówi o tym pierwszy dyrektor Zelenograd NIITT V. S. Sergeev:
Nie było żadnych materiałów technicznych i literatury w tym kierunku, mieliśmy tylko zdjęcie chipów wyprodukowanych przez IBM. Technologia wytwarzania past rezystancyjnych, przewodzących i izolacyjnych była utrzymywana szczególnie w wielkiej tajemnicy za granicą. Wszystkie prace rozpoczęliśmy od zera: opracowanie projektu, materiałów, technologii i wyposażenia…
Już od pierwszych dni istnienia przedsiębiorstwa, oprócz pracy bezpośrednio nad technologią GIS, prowadzono znaczące prace nad tworzeniem i wykorzystaniem szkła, ceramiki, polimerów, klejów, materiałów izolacyjnych, procesów galwanicznych, spawania, lutowania, otrzymywania precyzyjne narzędzia (matryce, formy), frezowanie chemiczne, wielowarstwowe płyty polimerowe i ceramiczne oraz wiele innych procesów niezbędnych w przyszłości rozwoju technologii…
Już od pierwszych dni istnienia przedsiębiorstwa, oprócz pracy bezpośrednio nad technologią GIS, prowadzono znaczące prace nad tworzeniem i wykorzystaniem szkła, ceramiki, polimerów, klejów, materiałów izolacyjnych, procesów galwanicznych, spawania, lutowania, otrzymywania precyzyjne narzędzia (matryce, formy), frezowanie chemiczne, wielowarstwowe płyty polimerowe i ceramiczne oraz wiele innych procesów niezbędnych w przyszłości rozwoju technologii…
Prototypy były gotowe już w 1964 roku, ale produkcję rozpoczęto dopiero w 1967 roku, a ostatnie znane próbki pochodzą z… 1991 (!) roku.
Seria składała się z GIS 201LB1 (później K2LB012, element NOT), K201LB4 (dwa elementy NOT i dwa 2OR-NOT), 201LB5 (później K201LB6 i 201LB7, pięć elementów NOT), 201LS1 (dwa elementy 2OR) i K2NT011 (później K201NT1 i K201NT2 , zespoły czterech tranzystorów npn). Jako ciekawą wzmiankę o tej serii w obecnym życiu - Ujednolicony Informator Taryfowy i Kwalifikacyjny Prac i Zawodów Pracowników 2007 (!) Lata, zawód „Precyzyjny retusz fotolitografii. 4. kategoria ”:
Przykłady prac: Negatywy i przezroczystości mikroukładów typu „Szlak”, eliminacja wszelkich defektów.
Domowe tak zwane moduły funkcjonalne z lat 1960-1965 były do tego czasu beznadziejnie przestarzałą technologią. Ogólnie rzecz biorąc, era 1955-1965 charakteryzuje się tym, że urządzenia i rozwiązania stały się przestarzałe prawie przed wejściem do produkcji, w wyniku czego próby kopiowania amerykańskich rozwiązań w tej dziedzinie były po prostu i bezwarunkowo mordercze. Po lewej porównanie modułu SLT, oryginalnego z S/360 i krajowego z EU Ryad-1 (ta sama seria 201 „Ścieżka-1”. Zwróćcie uwagę – jak bardzo opóźniony został poziom integracji A to jest rok 1971 (!) Do tego momentu nawet oryginalne SLT uważano za przestarzałe jak lampy (fot. https://1500py470.livejournal.com/).
Zwróć uwagę, że przemysł radziecki nie zadał sobie trudu, aby nasycić rynek cywilny mikroelektroniką, w ogóle nie chodziło o mikroukłady - nawet mikrozespoły nie były zachęcające. Wiele przedsiębiorstw zostało zmuszonych do samodzielnego opanowania rozwoju i produkcji dla konkretnych produktów i trwało to nie tylko długo, ale bardzo długo. Na przykład w 1993 roku Mińska Fabryka Instrumentów wyprodukowała serię oscyloskopów S1-114/1 na GIS własnej konstrukcji, a te same GIS, potwornie, niewyobrażalnie przestarzałe, zostały wycofane dopiero w 2000 roku!
Technologie z 1964 roku w urządzeniu domowym z 2000 roku. Oscyloskop S1-114/1, mikrozespoły i ich wnętrze. W USA taki sprzęt nie był już produkowany na początku lat 1970. (fot. https://www.drive2.ru)
Według wspomnień osób niezwiązanych z technologiami wojskowymi, jeszcze na początku lat 90. w zakładach szkoleniowych i produkcyjnych zmuszono ich do rozpoznawania typów lamp po charakterystycznych cechach (był nawet standard - identyfikacja z dwóch metrów) .
Wypuszczenie mikrozespołów miało zatkać całkowity brak prawdziwych układów scalonych, które w 99% przypadków trafiły do przemysłu wojskowego i rozproszone do kilku instytutów badawczych. Na mikrozespołach produkowali najwyższej klasy sprzęt AGD (najniższy na lampach) - na przykład "elitarne" radia "Eaglet", "Kosmos" i "Ruby".
W sprzęcie AGD kopiowano nie tylko podzespoły, od początku lat 1950. tradycją stało się nie marnowanie czasu na drobiazgi, ale kradzież całego produktu, pod warunkiem, że nasz poziom techniki pozwalał na jego kopiowanie. Na przykład w 1954 roku pojawił się niesamowity odbiornik radiowy Zvezda-54. Media opisywały to wydarzenie jako ogromny sowiecki przełom w designie i najnowszej modzie, w rzeczywistości była to absolutna kopia francuskiego Excelsiora-52. Nie wiadomo dokładnie, w jaki sposób prototyp trafił do IRPA (Instytutu Radiofonii i Akustyki). Według niektórych doniesień przywieźli go dyplomaci, według innych został specjalnie zakupiony do kopiowania.
Były też kłopoty z odbiornikami tranzystorowymi - jeden z pierwszych radzieckich, Leningrad, powstał na bazie 1000 Trans-Oceanic Royal-1957 amerykańskiej firmy Zenith, podczas gdy był produkowany w małych seriach, a montaż był podręcznik.
W grze Fallout ogólny styl nawiązuje do tzw. atompunka – fantastycznej wersji alternatywy Historie, w którym nie odkryto półprzewodników, w rezultacie karabiny plazmowe z XXII wieku współistnieją tam z monstrualnymi maszynami lampowymi z lat 1950. XX wieku. Ta taśma filmowa, już w 1972 roku, zanurza studenta w sowieckim tranzystorpunku - świecie, w którym nigdy nie doszło do integracji, a nawet GIS, ale pierwsze mikromoduły, spadkobiercy Tinkertoy, są uważane za szczyt technologii. Najbardziej niesamowite jest to, że ta technologia była promowana jako najbardziej zaawansowana w 1972 roku. Na szczęście większość z tych potworów pozostała na taśmach filmowych.
I wreszcie, z rozpowszechnionych mitów można również wspomnieć, że radziecki odbiornik radiowy Micro, pierwszy produkt wyprodukowany przez Zelenograd w 1964 roku, stał się rzekomo pierwszym na świecie funkcjonalnie gotowym produktem mikroelektroniki konsumenckiej.
Co więcej, krążą uporczywe pogłoski, że Chruszczow oddał tych następców przywódcom obcych państw, a zszokowani mówili w duchu „jak ZSRR był w stanie nas wyprzedzić”. W rzeczywistości ze zintegrowanej technologii w „Micro” była tylko powlekana płyta, półprzewodniki były dyskretne. Sześć warstw różnych materiałów zostało nałożonych na płytę ceramiczno-ceramiczną za pomocą specjalnych szablonów, tworząc jedynie części pasywne (co więcej, tylko pojemnościowe). Tranzystory w odbiorniku były zwyczajnie dyskretne i po prostu wlutowane na płytkę, co widać na otwartym urządzeniu.
W efekcie, zamiast mitycznych „pierwszych na świecie foliowych układów scalonych”, otrzymujemy zwykłą płytkę drukowaną, tyle że nie trawioną tradycyjnie, ale nałożoną próżniowo i wielowarstwowo – cudów nie ma. Odbiorniki na tranzystorach dyskretnych do 1965 roku w Stanach Zjednoczonych były produkowane w kilkudziesięciu typach (od 1956 – jednym z pierwszych na świecie był Tranzystor Admirał) przez kilka lat i oczywiście nie mogły nikogo trafić (była też ogromna liczba z nich w Japonii i Europie).
W największym stopniu charakteryzuje tę epokę unikalny dokument, jeden z nielicznych, które przetrwały i są szeroko dostępne - „Zalecenia dotyczące tworzenia węzłów i bloków na obwodach stałych”, wydany dla jednego z instytutów badawczych w Woroneżu w 1964 roku w ramach pewne „zamówienie 1168”:
... Skład składników i ich parametry dla trzech podstawowych kryształów 51, 52 i 53 z serii Texas Instruments, których analogi zaplanowano do reprodukcji w ZSRR: składniki podstawowego kryształu 51. serii ... tranzystor A417 lub A400B (analogowy 2N706A, 2N582), dioda B14A lub B14B (podobna do 1N914)…
Dalej znajduje się duża tabela parametrów układów, dla których rozważana jest ewentualna reprodukcja - planuje się ukraść prawie wszystko, od wzmacniacza wideo Fairchild MA704 i dwustopniowego układu Darlington Westinghouse WM1110 po flip-flop Motorola MK302G i Sylvania SNG2 2OR- NIE bramka logiczna! Dalej następuje około 10 stron schematów ideowych i opisów serii TI SN5xx, uzupełnionych o zalecenia dotyczące projektowania urządzeń IC.
W wyniku zastosowania tych genialnych metod do rozwoju elektroniki domowej do 1970 roku w kraju nie było w ogóle żadnych oryginalnych rozwiązań, z wyjątkiem układu scalonego germanu Osokin - skopiowano wszystko, co było możliwe: od ogromnych podstawowych kryształów matrycowych po nieistotne rejestry przesuwne.
Zabawne jest również to, że prymitywna technologia filmu hybrydowego była niezwykle popularna w ZSRR, nawet gdy reszta świata dawno temu przeszła na IC. Faktem jest, że bardzo trudno było wyprodukować co najmniej średnie schematy integracji na sowieckim poziomie rozwoju technologii, w wyniku czego produkty cywilne były montowane na potworach, takich jak seria 230. To prawdziwe układy scalone, tylko bardziej przypominające „makro”: hybrydowa konstrukcja, wielowarstwowa technologia grubowarstwowa, z których każdy zawiera do 40 elementów logicznych typu TTL, które tworzą albo liczniki, albo rejestry, albo urządzenia równoważące.
Wykonanie serii jest bardzo nietypowe - wielowarstwowa tablica rozdzielcza o regularnej budowie i okablowaniu wewnętrznym metodą flip-chip. Potwory typu K2IE301B (prymitywny czterocyfrowy licznik, ale większy niż pudełko zapałek) produkowano tu do lat 1990., ale teraz są przedmiotem polowań na kolekcjonerów chipów na całym świecie, jak skamieniałe kości mamutów.
Poziom rosyjskiej mikroelektroniki tamtych lat dobrze charakteryzują mało entuzjastyczne wspomnienia patriotów oparte na mitach w stylu książki „50 lat radzieckiej mikroelektroniki”:
Od pojawienia się pierwszych układów scalonych minęło zaledwie około 20 lat, a wyniki są fantastyczne...
I całkiem obiektywne (bo dla najwyższego kierownictwa podejmującego strategiczne decyzje na podstawie tych dokumentów) niedawno odtajnione raporty CIA dotyczące analizy krajowego przemysłu (ZSRR dąży do budowy zaawansowanego przemysłu półprzewodników z embargiem zachodnich maszyn). Jeden z raportów, przygotowany w 1972 r., poświęcony jest osiągnięciom Związku w produkcji układów scalonych, w 1999 r. dokument ten został odtajniony, a następnie opublikowany w internetowej bibliotece agencji. Oto kilka jego fragmentów:
…analiza laboratoryjna dostępnych próbek w USA wykazała, że ich konstrukcja jest dość prymitywna, a jakość generalnie słaba. Próbki są wyraźnie gorsze od analogów produkowanych w USA. Nawet produkty z oznaczeniem fabrycznym z 1971 roku wydają się być prototypami… Nic nie wiadomo o istnieniu w ZSRR masowo produkowanego sprzętu cywilnego, który wykorzystywałby układy scalone… Jeśli Unia stworzyła przemysł mikroukładów na dużą skalę, to jej zainteresowanie zastanawia się również nad dużymi zakupami sprzętu i technologii z Zachodu do produkcji tych produktów ... ZSRR zbyt późno otrzymał technologię płaskiego krzemu i ze względu na ciągłe trudności z wytworzeniem początkowego materiału krzemowego w wystarczających ilościach, produkcja mikroukładów w Związek jednak rozpoczął działalność całkiem niedawno iw bardzo małych ilościach... W 1968 r. Związek oferował przetworzony krzem na sprzedaż w Europie, jednak firmy, które go kupowały, skarżyły się na niską jakość tego materiału.
Agent CIA (jego nazwisko zostało wycięte z raportu), który odwiedził zakład w Briańsku, napisał:
…technologie produkcyjne są o 5-10 lat za tymi stosowanymi w USA. W zakładzie szeroko stosowany jest sprzęt zachodni. Niektóre produkty w końcowych testach wydają się nosić znak towarowy głównego amerykańskiego producenta układów scalonych, chociaż agent nie był w stanie zbadać tych próbek z bliska, aby potwierdzić to podejrzenie.
Oszacowano, że wielkość produkcji w zakładzie w Leningradzie jest znacznie niższa niż w Briańsku. Ten sam lub inny amerykański agent wywiadu, który odwiedził fabrykę Svetlana w 1972 r., zgłosił mniej niż 100 XNUMX tranzystorów wysokiej częstotliwości miesięcznie i zauważył, że zakład używał również niektórych zachodnich urządzeń.
W raporcie zauważono również, że wydajność produktów wytwarzanych w tym zakładzie jest niższa niż deklarowana przez ZSRR dla tego typu układów scalonych trzy lata temu. Opierając się na wynikach wizyty w zakładzie w Woroneżu, agent odnotował obecność w tym miejscu dużej liczby pieców dyfuzyjnych – około 80 sztuk, jednak tylko około 20 z nich było faktycznie używanych w czasie jego wizyty. W tym samym czasie w zakładzie znajdowało się kilka instalacji do zgrzewania termokompresyjnego drutu. Dla porównania, w 1971 r., według CIA, wyprodukowano w Stanach Zjednoczonych ponad 400 milionów układów scalonych.
W tym samym czasie słynna Komisja Koordynacyjna ds. Wielostronnej Kontroli Eksportu (CoCom, Komitet Koordynacyjny ds. Kontroli Eksportu 1949 państw), powołana w 1953 r. i odtajniona w 17 r., mająca za zadanie kontrolować obieg niebezpiecznych technologii, miała zapobiegać zagrożeniu sowieckiemu. pokoju, skutecznie ograniczając potencjał militarny ZSRR, pozbawiając go dostępu do wszelkich nowych technologii, które mogłyby być wykorzystane do celów militarnych. Ale pamiętamy, że ZSRR nie miał praktycznie żadnych celów poza wojskowymi, a wszystko, co opracował, trafiło do kompleksu wojskowo-przemysłowego odpowiednio w 99%, KoKom zablokował mu dostęp do prawie wszystkich zaawansowanych technologii światowych.
O dziwo zadziałało to niezwykle skutecznie – np. nie mogliśmy ani kupić, ani ukraść prawdziwego CDC 7600 (musieliśmy go zastąpić grzechem w połowie z BESM-6), nie mogliśmy zdobyć żywego Cray-1 (co planowaliśmy do wydania w przyszłości jako BESM-10).
Ale prawdziwy problem był inny – od wczesnych lat 1960. byliśmy przyzwyczajeni do kopiowania zachodnich układów scalonych, a do tego niezbędne było skopiowanie ich linii produkcyjnych. Tu czekała nas zasadzka – dla Zelenogradu, jak pamiętamy, udało nam się kupić coś innego od Japończyków, Finów i Szwajcarów (nawet nie za walutę, ale bezpośrednio za złoto), ale od połowy lat 1960. ten napływ zaczął szybko wysychają. Prawie żadna firma produkująca precyzyjny sprzęt do fotolitografii nie chciała jednocześnie objąć sankcjami 17 stanów, ryzykując utratę całego biznesu w imię nieznacznego zysku w ZSRR, zwłaszcza że kompletna linia produkcyjna z materiałami i dokumentacją jest nie- trywialny obiekt do przemytu.
W rezultacie nie ma SI bez obrabiarek, a my mieliśmy tylko trzy sposoby, każdy z własnymi pułapkami - pracować do końca lat 1980. na sprzęcie z 1963 roku (a tak było), próbować rozwijać własne ( przez długi czas i nie zawsze z powodzeniem) lub przynajmniej coś za pośrednictwem krajów neutralnych, takich jak ta sama Szwajcaria. Ostatnia rzeka szybko wyschła do strumienia, chociaż np. pod koniec lat 1980. okazało się, że w latach 1982-1984 firma Toshiba Machine Company, omijając zakazy, nielegalnie dostarczała do ZSRR sprzęt do precyzyjnej obróbki śmigieł okrętów podwodnych. Gdyby nie upadek Sowietów i złagodzenie polityki Komitetu, ta historia mogłaby się dla niej bardzo smutno skończyć.
Po tym, fragmenty krajowego historyka elektroniki, wielokrotnie przywoływane w tych artykułach, Borysa Małaszewicza, są postrzegane jako swego rodzaju perwersyjna ironia:
Potem były trzy kraje na świecie, które produkowały, powiedzmy, sprzęt fotolitograficzny: USA, Japonia i Związek Radziecki. Jest to najdokładniejszy sprzęt spośród wszystkich urządzeń technicznych: poziom techniki w mikroelektronice zależy od poziomu fotolitografii... Trzeba pamiętać, że mimo wszystkich problemów, jakich doświadczył nasz kraj, samowystarczalny był tylko Związek Radziecki. elektronika na świecie. W której wszystko było własne i która sama produkowała całą gamę produktów elektronicznych, od lamp radiowych po VLSI. I miał własną materiałoznawstwo, własną inżynierię mechaniczną - wszystko było własne.
Ogólnie wszystko stało się jasne dzięki frytom.
Teraz pozostaje nam porozmawiać o sowieckich mikroprocesorach i pomyślnie zakończyć temat rozwoju radzieckiej mikroelektroniki.
Ewolucja
Aby zrozumieć poniższy tekst, wspominamy, że mikroprocesory ewoluowały w następujący sposób.
Pierwsza generacja mikroukładów, opracowana w latach 1962–1963, była układami scalonymi o niskiej integracji. Oznaczało to, że każdy mikroukład zawierał tylko najbardziej podstawowe bramki logiczne - na przykład elementy 2NAND.
Każdy procesor (podkreślamy, że niekoniecznie jest to mikroprocesor!) zawiera trzy główne elementy (oczywiście w nowoczesnych układach są one dalekie od takich elementarnych jednostek, jak w latach 1960., teraz na przykład ALU jest natychmiast rozumiane jako integralny element z rejestrów, własnego oprogramowania układowego itp.).
Pierwsza to jednostka arytmetyczno-logiczna lub jednostka ALU przeznaczona do wykonywania (zwykle) tylko kilku podstawowych operacji - dodawania i logicznego AND, OR, NOT. Tradycyjne jednostki ALU nie zawierały sprzętowych obwodów odejmowania i nie były potrzebne, odejmowanie jest z reguły zastępowane dodawaniem z liczbą ujemną. Oczywiście jednostki ALU nie zawierały bloków sprzętowych mnożenia, dzielenia, operacji wektorowych i macierzowych. Ponadto jednostki ALU pracowały tylko z liczbami całkowitymi, przed przyjęciem standardu IEEE 754 - 1985 pozostało jeszcze 20 lat, więc absolutnie każdy producent komputerów samodzielnie wdrażał prawdziwą arytmetykę, najlepiej jak potrafił.
Gdybyś był programistą w latach sześćdziesiątych, prawdziwa arytmetyka mogłaby doprowadzić cię do szaleństwa. Nie było jednego standardu reprezentacji liczb, zaokrąglania lub operacji na nich, w wyniku czego programy były praktycznie nieprzenośne. Ponadto różne maszyny miały swoje dziwactwa w realizacji liczb rzeczywistych, które musiały być znane i brane pod uwagę. Na niektórych platformach niektóre liczby były zerowe do celów porównawczych, ale nie do dodawania i odejmowania, przez co trzeba je najpierw pomnożyć przez 1.0, a następnie porównać z zerem, aby były bezpieczne.
Na innych platformach ta sama sztuczka powodowałaby natychmiastowy, nieudokumentowany błąd przekroczenia, gdy nie było rzeczywistego błędu poza zasięgiem. Niektóre komputery odrzucały ostatnie 4 znaczące bity podczas próby takiej operacji, większość komputerów zwracała wynik zero dla różnicy między X i Y, jeśli X i Y były małe, nawet jeśli nie były równe, a niektóre mogły nagle uzyskać zero, nawet jeśli różnica między nimi, jeśli tylko jedna liczba była bliska zeru. W rezultacie operacje „X = Y” i „X – Y = 0” zderzyły się i doprowadziły do zaskakujących błędów. Na przykład w superkomputerach Cray, aby tego uniknąć, każde mnożenie i dzielenie było poprzedzone zmianą „X = (X - X) + X”. Anarchia wśród prawdziwej arytmetyki trwała do 1985 roku, kiedy w końcu przyjęto nowoczesny standard zmiennoprzecinkowy.
Drugim ważnym elementem procesora były rejestry, które miały przechowywać przetworzone liczby i wykonywać na nich operacje zmianowe.
Wreszcie trzecim najważniejszym elementem było urządzenie sterujące - dekoder instrukcji maszynowych pochodzących z pamięci RAM, inicjujący wykonanie pewnych funkcji ALU na liczbach zawartych w rejestrach.
Urządzenia sterujące różniły się złożonością, głębią bitową i typami poleceń, które mogły dekodować, im bardziej złożona i wolniejsza była CU, tym łatwiej i wygodniej było pisać kod, ponieważ mógł obsługiwać szeroką gamę złożonych poleceń, czyniąc życie łatwiejsze dla programistów. Jednostka sterująca zwykle miała osobne oprogramowanie układowe, które zawierało listę obsługiwanych poleceń i możliwe było, w pewnych granicach, zmianę możliwości procesora poprzez zmianę chipów za pomocą tego oprogramowania układowego, koncepcja ta została nazwana mikroprogramowaniem. Zawartość oprogramowania układowego tworzyła system poleceń dla tego procesora, oczywiste jest, że systemy poleceń różnych maszyn były ze sobą niezgodne.
W przypadku małej integracji wszystkie te komponenty były realizowane z reguły na kilku płytach, a procesorem było pudełko zawierające kilkadziesiąt takich płyt z kilkoma setkami chipów. Jednak już w 1964 roku pojawiły się chipy o średniej integracji, seria Texas Instruments SN7400. W 1970 roku w linii pojawił się pierwszy pełnoprawny ALU, 4-bitowy mikroukład 74181, który można było połączyć równolegle, uzyskując komputery 8, 16, a nawet 32-bitowe (tzw. Bit-slice ALU).
Układy scalone średniej wielkości zawierały kilkaset tranzystorów, w przeciwieństwie do kilkudziesięciu w poprzedniej generacji. TI SN74181 znalazł najszersze zastosowanie i stał się jednym z najbardziej znanych układów w historii, w szczególności na nim zmontowano procesory wczesnych komputerów Data General NOVA i niektóre z serii DEC PDP-11 (montowali dla nich także procesory peryferyjne , na przykład KMC11, i ich implementacja prawdziwej arytmetyki - słynnego FPP-12, Xerox Alto, z którego Steve Jobs wyrwał pomysł myszy i interfejsu graficznego, pierwszy DEC VAX (model VAX -11/780), Wang 2200, Texas Instruments TI-990, Honeywell opcja 1100 to naukowy koprocesor dla ich mainframe'ów H200/H2000 i wielu innych maszyn.
Układy scalone o średniej integracji, dzięki swojej niewiarygodnej taniości i prostocie, przetrwały na rynku do lat 1980., nawet wtedy, gdy pojawiały się już układy mikroprocesorowe. Do zmontowania procesora potrzebowali zwykle 1-2 płyt i kilkudziesięciu mikroukładów.
Pod koniec lat sześćdziesiątych postęp fotolitografii osiągnął poziom kilku tysięcy bramek logicznych na chip, dzięki czemu pojawiły się układy integracyjne na dużą skalę. Zwykle zawierały jednostkę ALU z całym okablowaniem i rejestrami, co umożliwiało złożenie procesora z zaledwie 1960-2 chipów. Tak zwany BSP (procesor bit-slice, termin nie ma ugruntowanego tłumaczenia, zwykle mówi się „sekcyjny”) stał się odrębnym rodzajem (obecnie zapomnianych) chipów integracyjnych na dużą skalę.
Ideą BSP było równoległe połączenie wydajnych chipów zawierających wszystkie niezbędne komponenty (tylko CU została wykonana osobno) i tym samym zbudowanie długiego procesora z chipów o małej szerokości bitowej (były opcje do 64 bitów!). BSP został wyprodukowany przez wielu, w tym National Semiconductor (IMP, 1973), Intel (3000, 1974), AMD (Am2900, 1975), Texas Instruments (SBP0400, 1975), Signetics (8X02, 1977), Motorola (M10800, 1979) i wiele innych. Szczytem rozwoju były już 16-bitowe AMD Am29100 i Synopsys 49C402 produkowane do połowy lat 1980. oraz monstrualny 32-bitowy AMD Am29300, wydany w 1985 roku.
Płyta CPU z niezidentyfikowanego komputera amerykańskiego z lat 1970-tych, niestandardowy 14-bitowy procesor napisany na 7 dwubitowych BSP Sygnetics N3002 (licencjonowana kopia Intel 3002), zdjęcie ze zbiorów autora
BSP ma trzy bardzo znaczące korzyści.
Po pierwsze, jednostki ALU mogą być używane w konfiguracjach poziomych do budowy komputerów zdolnych do przetwarzania bardzo dużych danych w jednym cyklu.
Drugą zaletą BSP jest to, że dwuukładowa konstrukcja pozwala na logikę ECL, która jest bardzo szybka, ale zajmuje dużo miejsca i rozprasza dużo ciepła. Wczesne układy MOS, takie jak PMOS lub NMOS, były pierwotnie uważane za procesory do kalkulatorów i terminali, ponieważ ich szybkość była znacznie gorsza od logiki ECL, tylko uznano, że nadają się do budowy poważnych komputerów. Dopiero po wynalezieniu CMOS procesory nabrały takiego wyglądu, jaki mają teraz, zanim te segmentowe układy ECL zawładnęły pokazem. Przed CMOS wierzono, że generalnie niemożliwe jest stworzenie jednoukładowego procesora o akceptowalnej prędkości.
Trzecią zaletą BSP była możliwość tworzenia niestandardowych zestawów instrukcji, które można tworzyć w celu emulowania lub ulepszania istniejących procesorów, takich jak 6502 lub 8080, lub tworzenia unikalnego zestawu instrukcji specjalnie dostosowanego do maksymalizacji wydajności konkretnej aplikacji. Połączenie szybkości i elastyczności sprawiło, że BSP jest bardzo popularną architekturą.
Ojciec mikroprocesora
I na koniec porozmawiajmy o tym, kto stworzył pierwszy mikroprocesor.
W krótkim okresie między 1968 a 1971 r. pojawiło się kilku kandydatów do jego roli, większość z nich dawno zapomniana. W rzeczywistości pomysł stworzenia mikroprocesora nie był tak rewolucyjny jak tranzystor czy nawet proces planarny. Dosłownie unosił się w powietrzu i przez trzy lata ogromna liczba programistów w taki czy inny sposób zbliżyła się do jednoukładowej implementacji komputera.
Ściśle mówiąc, pytanie „kto wynalazł mikroprocesor” nie ma żadnego znaczenia, poza kwestiami czysto prawnymi. W późnych latach 1960. było oczywiste, że procesor zostanie ostatecznie umieszczony w jednym układzie scalonym i było tylko kwestią czasu, zanim układy MOS staną się wystarczająco gęste, aby były praktyczne. W rzeczywistości mikroprocesor nie był rewolucją, po prostu pojawił się w momencie, gdy ulepszenia MOS i potrzeby marketingowe sprawiły, że warto było go stworzyć.
Różnorodność rzadkich układów scalonych o dużej integracji amerykańskich komputerów wojskowych z lat 1980., pierwszy rząd -
IDT 49C402 (16-bit CMOS BSP), AMD Am29050 (32-bit Harvard RISC), Weitek 3332-100-GCD (IEEE 32-bitowy koprocesor rzeczywisty), Texas Instruments TMS390C602A drugi rząd (32-bitowy rzeczywisty koprocesor SPARC do podziału sprzętu i ekstrakcji pierwiastka kwadratowego, takie układy były używane w latach 1991-1993), Texas Instruments SIM74ACT8847 (64-bitowy (!) koprocesor rzeczywisty/całkowity, 1988, do zbudowania na nim komputera potrzeba było 5 dodatkowych układów), Texas Instruments TPCX1280 ( prototyp FPGA z 8000 bramek, odporny na promieniowanie kosmiczne, połowa lat 1980. XX wieku). Zdjęcie z kolekcji autora.
IDT 49C402 (16-bit CMOS BSP), AMD Am29050 (32-bit Harvard RISC), Weitek 3332-100-GCD (IEEE 32-bitowy koprocesor rzeczywisty), Texas Instruments TMS390C602A drugi rząd (32-bitowy rzeczywisty koprocesor SPARC do podziału sprzętu i ekstrakcji pierwiastka kwadratowego, takie układy były używane w latach 1991-1993), Texas Instruments SIM74ACT8847 (64-bitowy (!) koprocesor rzeczywisty/całkowity, 1988, do zbudowania na nim komputera potrzeba było 5 dodatkowych układów), Texas Instruments TPCX1280 ( prototyp FPGA z 8000 bramek, odporny na promieniowanie kosmiczne, połowa lat 1980. XX wieku). Zdjęcie z kolekcji autora.
Nie ma oficjalnej definicji mikroprocesora.
W różnych źródłach jest to opisane w zakresie od pojedynczego chipa do ALU na kilku chipach. Zasadniczo mikroprocesor jest terminem marketingowym wynikającym z potrzeby oznaczania przez firmy Intel i Texas Instruments swoich nowych produktów.
Gdyby trzeba było wybrać jednego ojca koncepcji mikroprocesora, byłby to Lee Boysel. Podczas pracy w Fairchild wpadł na pomysł komputera MOS, a także istniejących komponentów - ROM (wynaleziony w 1966) i DRAM (powstały w 1968). Ostatecznie opublikował kilka wpływowych artykułów na temat chipów MOS, a także manifest z 1967 roku wyjaśniający, w jaki sposób MOS można wykorzystać do zbudowania komputera porównywalnego z IBM 360.
Boysel opuścił Fairchild iw październiku 1968 założył Four-Phase Systems, aby zbudować swój system MOS, w 1970 zademonstrował System/IV, potężny 24-bitowy komputer. Procesor wykorzystywał 9 mikroukładów: trzy AL8 1-bitowe ALU, trzy pamięci ROM dla mikrokodu i trzy mikroukłady urządzeń sterujących zbudowane na nieregularnej logice (logika losowa (RL) - metoda implementacji układów kombinatorycznych przez syntezę zgodnie z opisem wysokiego poziomu, ponadto , ponieważ synteza zachodzi automatycznie , to układ pierwiastków i ich związków na pierwszy rzut oka wydaje się arbitralny, prawie wszystkie współczesne CU są syntetyzowane metodą RL). Chipset sprzedawał się bardzo dobrze, a Four-Phase wszedł na listę Fortune 1000, zanim został przejęty przez Motorolę w 1981 roku. Jednak AL1 nie mógł działać w trybie jednoukładowym i potrzebował zewnętrznej jednostki CU i pamięci ROM z mikrokodem.
Bardzo rzadka rzecz - na wierzchu niestety niekompletny zestaw mikroprocesorowy Four-Phase System / IV (1969), na dole - równie rzadki pierwszy mikroprocesor Intel 8008, opracowany równolegle z 4004 dla terminala Datapoint 2200 (1971). Zdjęcie z kolekcji autora.
Kolejną prawie zapomnianą firmą była Viatron, założona w 1967 roku, a już w 1968 roku wprowadziła swój System 21, 16-bitowy na niestandardowych układach MOS. Niestety kontrahenci zawiedli ich jakością chipów i w 1971 roku Viatron zbankrutował.
Viatron dosłownie ukuł termin „mikroprocesor” – użyli go w swoim ogłoszeniu w 1968 roku, ale nie był to pojedynczy chip, tak nazwali cały terminal. Wewnątrz obudowy mikroprocesora znajdowało się kilka płyt - sam procesor składał się z 18 niestandardowych układów MOS na 3 płytach.
Znany nam już Ray Holt w latach 14-1968 opracował na zlecenie amerykańskich sił powietrznych znany nam również F-1970 CADC. Dzięki późniejszemu PR wielu uważa go za ojca technologii mikroprocesorowej, ale CADC składał się z 4 oddzielnych chipów o bardzo oryginalnej architekturze.
I wreszcie, ostatnie 3 kandydatów to prawdziwe obwody jednoukładowe.
W 1969 firma Datapoint zawarła umowę z Intelem na opracowanie jednoukładowej wersji swojego procesora dla terminala Datapoint 2200, który zajmował całą płytę główną. To zabawne, że założyciel firmy Gus Roche, ich inżynier Jack Frassanito i specjalista od Intela Stanley Mazor zaproponowali ten pomysł Robertowi Noyce, założycielowi Intela, ale początkowo odrzucił go, ponieważ nie widział szerokich perspektyw handlowych.
Niemal jednocześnie mała japońska firma Nippon Calculating Machine Ltd zwróciła się do Intela o opracowanie 12 układów do nowego kalkulatora. Inny inżynier Intela, Edward Hoff (Marcian Edward Ted Hoff Jr.), podobnie jak Stan, wpada na pomysł zastąpienia ich pojedynczym chipem. W rezultacie obaj zaczynają prowadzić oba projekty: większy układ - Intel 8008 i mniejszy - Intel 4004.
Słysząc o projekcie, do Datapoint zwraca się wszechobecna firma Texas Instruments i kusi ich, oferując udział w rozwoju. Datapoint dostarcza im specyfikacje i tworzą trzecią wersję prawdziwego mikroprocesora, TI TMX 1795. To prawda, nie było tu dużej niezależności, do tego stopnia, że chip powtórzył wczesny błąd Intela z przetwarzaniem przerwań.
W tym momencie Datapoint wynajduje zasilacz impulsowy, co powoduje drastyczne zmniejszenie zużycia energii i ciepła ich terminala oraz unieważnia umowę. Intel wstrzymuje rozwój na kilka miesięcy, TI kontynuuje, w rezultacie ich ogłoszenie nastąpiło nieco wcześniej niż komercyjna premiera Intela 4004, co formalnie czyni go pierwszym mikroprocesorem w historii.
Brazen TI nadal pozywał (jak w przypadku pierwszego układu scalonego) wszystkich, z którymi było to możliwe, aż do 1995 roku, kiedy przebiegły Lee Boysel przekonał sąd, że wynalazł pierwszy procesor i patenty Texas Instruments zostały anulowany. Dalsza historia jest znana wszystkim – chipy TI praktycznie nie były sprzedawane, podczas gdy Intel skompletował oba procesory: duże i małe, budując w ten sposób podwaliny swojej sławy i fortuny na kolejne dziesięciolecia.
To zdumiewające, że tak jak w przypadku Osokina, ZSRR opracował również własną, całkowicie niezależną wersję mikroprocesora, o której wie niewiele osób! W pierwotnej wersji był to jednak BSP trzychipowy, ale prace zostały ukończone w 1976 roku, nie było za późno i nikt nie ingerował w modernizację go do pełnoprawnej architektury jednoukładowej.
W rezultacie, jak zawsze, w dziedzinie priorytetów czysto inżynierskich, jak w przypadku tranzystorów i mikroukładów, praktycznie dorównywaliśmy Zachodowi i wykazaliśmy wysoki poziom naukowy rozwoju, ale ich realizacja była koszmarem na koniec.
Pierwszy domowy mikroprocesor nie wystartował z powodu tego, kto był jego ojcem chrzestnym - nikt inny jak Davlet Gireevich Yuditsky! Wygląda na to, że Shokin i Kałmykow nienawidzili wszystkich, którzy byli zaangażowani w co najmniej coś oryginalnego: Kartsev, Staros, Yuditsky - i celowo zmiażdżyli cały ich rozwój.
Jak Yuditsky, ojciec superkomputerów modułowych, doszedł do opracowania procesora?
Porozmawiamy o tym w następnych częściach, zauważymy tylko tutaj, że na początku 1973 roku, ówczesny dyrektor Zelenograd SVT, zebrał zwartą grupę roboczą w celu opracowania architektury nowego minikomputera ( nie oparte na maszynach DEC i HP, jak komputery SM ) - "Elektronika-NC", modułowa i dość oryginalna. W tym samym roku Yuditsky poinstruował młodzieżowy zespół laboratorium V.L. Dshkhunyan, aby zbadał podejścia do budowy mikroprocesorów - pierwszy w ZSRR.
Po przeanalizowaniu tego, co było produkowane na Zachodzie, wybrali BSP jako podstawę i w 1976 roku stworzyli procesor serii 587 na trzech chipach - IK1, IK2, IK3, jeden z nielicznych, które nie mają bezpośredniego zachodniego odpowiednika (teraz ich pierwszy wydanie jest również ostatecznym marzeniem wielu kolekcjonerów). Następnie seria ta rozwinęła się w 588 (5 chipów), a na początku lat 1980. specjaliści SVTs w końcu chcieli wdrożyć ją w projekt jednoukładowy, ale na prośbę Ministerstwa Przemysłu Elektronicznego Shokin oryginalna architektura została porzucona w na korzyść PDP-11.
Reszta programistów nie stała z boku, VNIIEM kupił układy Intel 8080, wszystkie urządzenia peryferyjne, zestaw rozwojowy Intel Intellec-800 dla tej architektury i entuzjastycznie zaangażował się w inżynierię wsteczną. Procesor wydania 1974 był rozbierany do 1978 roku i wprowadzony na rynek pod koniec lat 1970. jako 580IK80.
Od tego momentu rozpoczęła się era kopiowania mikroprocesorów. Wbrew powszechnemu przekonaniu, Sowieci ukradli nie tylko trzy chipy Intela (8080, 8085, 8086), słynny DEC LSI-11 w kilkunastu formach oraz Zilog Z80. W ZSRR wyprodukowano wiele analogów wszelkiego rodzaju procesorów.
Jedynym procesorem z tej listy, który nie został skradziony, ale powielany na licencji, jest 1876VM1, fabryka Angstrem, 1990. Wyprodukowany (i z jakiegoś powodu opisany jako własne opracowanie, chociaż konsorcjum MIPS dostarczyło wszystkie specyfikacje i dokumenty dla tej architektury), póki co jako „32 MHz 14-bitowy procesor RISC”, mimo że jego prototyp – oryginał R3000 pracował na 40 MHz w 1988 roku. W 1999 roku w NIISI został podkręcony do 33 MHz i wydany jako 1890VM1T „Komdiv” - „najnowszy rozwój krajowy”. Nieco bardziej progresywny, odporny na promieniowanie 120 MHz 1892ВМ5Я został zmontowany na podstawie nieco mniej starego MIPS R4000 + DSP na FPGA (!) wyprodukowanym przez Elvisa.
Wniosek
Podsumujmy.
Ta tabela nie obejmuje nawet 1/10 wszystkich klonów, także niektóre z tych chipów zostały wyprodukowane w wyjątkowo limitowanej edycji (np. cena 1810VM87 w dobrym stanie łatwo sięga 200-300$ dla kolekcjonerów, są tak rzadkie), wiele było produkowanych tylko w krajach RWPG (Bułgaria i inne) - w samym ZSRR poziom produkcji był zbyt niski.
Procesory 8088, 80186 i 80188 zostały pominięte w linii Intela, dwa ostatnie - ze względu na ogólnie niską popularność 80286 z sowiecką kulturą produkcji nie został w ogóle opanowany, został skopiowany i wyprodukowany w wyjątkowo małym nakładzie tylko w NRD (przynajmniej autorowi nie udało się znaleźć mitycznej kopii czysto radzieckiego KR1847VM286 w żadnej mniej lub bardziej poważnej kolekcji procesorów na świecie).
Procesor 8086 został wydany około roku 80386 pojawił się w USA i był ostatnim z sowieckich klonów.
Teraz jesteśmy uzbrojeni we wszelką niezbędną wiedzę, aby ponownie spotkać naszego bohatera - Davleta Yuditsky'ego, który był właśnie w drodze do Zelenogradu, aby opracować chipy do swojego nadchodzącego superkomputera PRO. Zostanie to omówione w następnym numerze.
informacja