Чиповете, които промениха целия свят

Днес, 14 февруари, не само е Денят на всички влюбени, но и на този ден преди 70 години, на 14 февруари 1946 година бе стартиран първият в света електронен компютър ENIAC, който може да бъде считан за пра-пра-прадядото на всички съвременни изчислителни устройства. Нека днес започнем разглеждането на различните малки чипове, довели до днешните мощни компютри и сериозно повлияли и дори променили компютърната индустрия и не само.

При разработването на процесорите, както всъщност се случва в живота, понякога дреболиите се превръщат в значителни открития. Измислете някакъв хитър чип, интегрирайте го в късче силиций и вашето малко творение може да доведе до крупна техническа революция. Сред многото забележителни контролери, появили се в заводите в продължение на 50-годишното разпространение на силициевите кристали, се забелязва малка група чипове. Тяхната конструкция и техните възможности дотолкова изпревариха времето си, че се използват и до днес, след изминалите няколко десетилетия.

Таймерът Signetics NE555 (1971 година)

През лятото на 1970 година разработчикът на микропроцесори Ханс Камензинд (Hans Camenzind) е можел много да разкаже за китайските ресторанти, понеже неговият офис е бил притиснат между два от тях в центъра на Сънивейл, Калифорния. Тогава той е работел като консултант в местната полупроводникова компания Signetics. Неговите доходи е можело да бъдат поне малко по-високи, понеже получавал едва $15000 годишно, при това трябвало да издържа жена си и четирите си деца. Ханс спешно е трябвало да измисли нещо, за да оцелее.

Успял. Камензинд измисли един от най-великите чипове на своето време. NE555 е обикновена интегрална схема, която може да работи като таймер или генератор. Чипът стана безапелационен бестселър сред всички полупроводникови схеми и е използван навсякъде – в различните уреди, в кухните, в играчките и дори в космоса.

„А бях само на косъм да се откажа от тази идея“ – спомня си Камензинд, който дори на 75 години все още разработва чипове, но вече далеч от каквито и да било китайски ресторанти.

Идеята за създаването на NE555 се е появила, докато той работил върху система с фазова синхронизация на честотата. С някои промени, тази схема може да се използва и като стабилен таймер и генератор. Сега това изглежда лесно, но тогава нищо подобно не е имало.

Първоначално, ръководството на Signetics отхвърлило идеята, понеже компанията вече продавала електронни компоненти за изграждането на таймери. Всичко е можело да приключи още тук, но Ханс настоял и се решил да се срещне с Арт Фюри, мениджъра по маркетинг на Signetics. Фюри харесал идеята.

На Камензинд му е била необходима цяла година за тестване на прототипите, за рисуване на части от принципната схема и създаването на фотошаблони на ръка. „Всичко правех ръчно, нямах компютър“ – споделя специалистът. В окончателния вариант, интегралната схема има 23 транзистора, 16 резистора и 2 диода.

През 1971 година чипът 555 излезе на пазара и моментално стана сензация. През 1975 година Signetics бе погълната от Philips Semiconductors (сега NXP), която завява, че са продадени милиарди от тези чипове. Специалистите и любителите и до днес използват 555 в своите проекти.

Синтезаторът на реч Texas Instruments TMC0281 (1978 година)

Ако не бе измислен TMC0281, извънземното от едноименния филм на Стивън Спилбърг никога нямаше да може „да позвъни“ вкъщи. А причината е, че TMC0281 е първият едночипов синтезатор на реч, поставен в играчката Speak & Spell на Texas Instruments. Във филма, извънземното я използва за създаването на междупланетен комуникатор.

TMC0281 синтезира речта чрез технология за кодиране с линейно предсказване. Звукът се получава като комбинация от жужене, свистене и кликвания. Това е едно типично решение за нещо, което се е считало за невъзможно да бъде вградено само в един чип. Различните модификации на тази интегрална схема се използваха в аркадните игри на Atari и K-cars Chrysler. През 2001 година TI продаде правата за своите чипове-синтезатори на Sensory, която прекрати тяхното производство в края на 2007 година. Но ако ви се налага да позвъните до някое отдалечено от Слънцето място, можете да намерите играчката Speak & Spell в eBay и да я закупите за около 50 долара.

Микропроцесорът MOS Technology 6502 (1975 година)

Когато един известен на всички гик вгради този чип в своя компютър и го включи, сърцето на Вселената за миг спря. Този гик бе Сив Возняк, компютърът – Apple I, а чипът, както вече сте се досетили – бе 8-битовият 6502, разработен от MOS Technology.

Този чип бе сърцето на редица известни компютри, като например Apple II, Commodore PET и BBC Micro, като не бива да забравяме игровите Nintendo и Atari. Няма как да не си спомним и българското копие „Правец-82“ с процесор 6502, пред екраните на който израснаха редица специалисти, учейки азовете на малкия асемблер.

Чък Педъл (Chuck Peddle), един от създателите на този процесора си спомня как е представил чипа 6502 по време на голяма изложба през 1975 година. „Занесохме два стъклени буркана, догоре пълни с чипове. Аз седях на щанда със жена си и ги продавах“. А купувачите по това време са ужасно много. Причината е съвсем проста: 6502 е не само по-бърз от конкурентите, но и много по-евтин: неговата цена е само $25, докато в същото време процесорите като Intel 8080 и Motorola 6800 струваха малко над $200.

Пробивът, според Бил Менш (Bill Mensch), създал 6502 заедно с Педъл, се дължи на малкият брой инструкции, който съчетан с новия за това време технологичен процес, давал 10 пъти повече работещи чипове в сравнение с конкуренцията.

Процесорът 6502 влезе в историята, понеже на практика самостоятелно принуди останалите производители да свалят цените на своите чипове, което в крайна сметка доведе до революция при персоналните компютри. Този процесор и до днес се използва в някои вградени компютърни системи.

В оригинала са изброени 25 чипа (има и продължения), оказали без преувеличение, огромно влияние на целия свят. Останалите ще разгледаме в някои от следващите материали.