De geboorte van het Sovjet raketafweersysteem. Lange weg naar geïntegreerde schakelingen

Inhoudsopgave:

De geboorte van het Sovjet raketafweersysteem. Lange weg naar geïntegreerde schakelingen
De geboorte van het Sovjet raketafweersysteem. Lange weg naar geïntegreerde schakelingen

Video: De geboorte van het Sovjet raketafweersysteem. Lange weg naar geïntegreerde schakelingen

Video: De geboorte van het Sovjet raketafweersysteem. Lange weg naar geïntegreerde schakelingen
Video: Intercept 1961: From Air Defense SA-1 to the Birth of Soviet Missile Defense 2024, April
Anonim

Wat betreft de eerste taak - hier was er helaas, zoals we in het vorige artikel vermeldden, geen geur van standaardisatie van computers in de USSR. Dit was de grootste plaag van Sovjet-computers (samen met ambtenaren), die net zo onmogelijk te overwinnen was. Het idee van een standaard is een vaak onderschatte conceptuele ontdekking van de mensheid, waardig om op één lijn te staan met de atoombom.

Standaardisatie zorgt voor unificatie, pipelining, enorme vereenvoudiging en kosten van implementatie en onderhoud, en enorme connectiviteit. Alle onderdelen zijn uitwisselbaar, machines kunnen in tienduizenden worden gestempeld, synergie treedt in. Dit idee werd 100 jaar eerder toegepast op vuurwapens, 40 jaar eerder op auto's - de resultaten waren overal een doorbraak. Het is des te opvallender dat er alleen in de VS aan werd gedacht voordat het op computers werd toegepast. Als gevolg hiervan hebben we uiteindelijk de IBM S / 360 geleend en hebben we niet het mainframe zelf gestolen, niet de architectuur, niet de baanbrekende hardware. Absoluut dit alles zou gemakkelijk huiselijk kunnen zijn, we hadden meer dan genoeg rechte armen en slimme geesten, er waren genoeg geniale (en ook naar westerse maatstaven) technologieën en machines - series M Kartseva, Setun, MIR, je kunt een lijst maken voor een lange tijd. Door de S / 360 te stelen, hebben we allereerst iets geleend dat we als klasse in het algemeen niet hadden gedurende alle jaren van ontwikkeling van elektronische technologieën tot op dat moment - het idee van een standaard. Dit was de meest waardevolle aanwinst. En helaas liet het fatale gebrek aan een zeker conceptueel denken buiten het marxisme-leninisme en het 'geniale' Sovjetmanagement ons niet toe om dit van tevoren op eigen kracht te realiseren.

We zullen het later echter hebben over de S / 360 en de EU, dit is een pijnlijk en belangrijk onderwerp, dat ook verband houdt met de ontwikkeling van militaire computers.

Standaardisatie in computertechnologie werd gebracht door het oudste en grootste hardwarebedrijf - natuurlijk IBM. Tot het midden van de jaren vijftig werd als vanzelfsprekend aangenomen dat computers stuk voor stuk of in kleine series van 10-50 machines werden gebouwd, en niemand vermoedde dat ze compatibel zouden zijn. Dat veranderde allemaal toen IBM, aangespoord door zijn eeuwige rivaal UNIVAC (die de LARC-supercomputer bouwde), besloot om de meest complexe, grootste en krachtigste computer van de jaren vijftig te bouwen: het IBM 7030 Data Processing System, beter bekend als Stretch.. Ondanks de geavanceerde elementbasis (de machine was bedoeld voor het leger en daarom ontving IBM er een groot aantal transistors van), was de complexiteit van Stretch onbetaalbaar - het was nodig om meer dan 30.000 borden met elk enkele tientallen elementen te ontwikkelen en te monteren.

Stretch is ontwikkeld door grootheden als Gene Amdahl (later S / 360-ontwikkelaar en oprichter van Amdahl Corporation), Frederick P. Brooks (Jr ook S / 360-ontwikkelaar en auteur van software-architectuurconcept) en Lyle Johnson (Lyle R. Johnson, auteur van het concept van computerarchitectuur).

Ondanks de enorme kracht van de machine en een groot aantal innovaties, mislukte het commerciële project volledig - slechts 30% van de aangekondigde prestaties werd bereikt en de president van het bedrijf, Thomas J. Watson Jr., verlaagde de prijs proportioneel met 7030 meerdere keren, wat leidde tot grote verliezen …

Later werd Stretch door Jake Widman's Lessons Learned: IT's Biggest Project Failures, PC World, 10/09/08 genoemd als een van de top 10 managementfouten in de IT-industrie. Ontwikkelingsleider Stephen Dunwell werd gestraft voor het commerciële falen van Stretch, maar kort na het fenomenale succes van System / 360 in 1964 merkte hij op dat de meeste van zijn kernideeën voor het eerst werden toegepast in de 7030. Als gevolg daarvan werd hem niet alleen vergeven, maar ook in 1966 werd hij officieel verontschuldigd en ontving hij de erepositie van IBM Fellow.

De technologie van de 7030 was zijn tijd vooruit - instructie en operand prefetching, parallel rekenen, bescherming, interleaving en RAM-schrijfbuffers, en zelfs een beperkte vorm van re-sequencing genaamd Pre-execution instructie - de grootvader van dezelfde technologie in Pentium-processors. Bovendien was de processor gepijplijnd en kon de machine (met behulp van een speciaal kanaal-coprocessor) gegevens rechtstreeks van RAM naar externe apparaten overbrengen, waardoor de centrale processor werd ontlast. Het was een soort dure versie van DMA-technologie (direct memory access) die we tegenwoordig gebruiken, hoewel Stretch-kanalen werden aangestuurd door afzonderlijke processors en vele malen meer functionaliteit hadden dan moderne slechte implementaties (en veel duurder waren!). Later migreerde deze technologie naar de S/360.

De reikwijdte van de IBM 7030 was enorm - de ontwikkeling van atoombommen, meteorologie, berekeningen voor het Apollo-programma. Alleen Stretch kon dit allemaal, dankzij de enorme geheugenomvang en ongelooflijke verwerkingssnelheid. Er kunnen maximaal zes instructies direct worden uitgevoerd in het indexeringsblok en maximaal vijf instructies kunnen tegelijkertijd in de prefetch-blokken en parallelle ALU worden geladen. Dus op elk moment kunnen maximaal 11 commando's zich in verschillende stadia van uitvoering bevinden - als we de verouderde elementbasis negeren, dan zijn moderne microprocessors niet ver van deze architectuur. Intel Haswell verwerkt bijvoorbeeld tot 15 verschillende instructies per klok, dat is slechts 4 meer dan de processor uit de jaren 50!

Er werden tien systemen gebouwd, het Stretch-programma veroorzaakte IBM 20 miljoen verliezen, maar de technologische erfenis was zo rijk dat het onmiddellijk werd gevolgd door commercieel succes. Ondanks zijn korte levensduur bracht de 7030 veel voordelen met zich mee, en architectonisch was het een van de vijf belangrijkste machines in de geschiedenis.

Niettemin zag IBM de ongelukkige Stretch als een mislukking, en hierdoor leerden de ontwikkelaars de belangrijkste les: het ontwerpen van hardware was nooit meer een anarchistische kunst. Het is een exacte wetenschap geworden. Als resultaat van hun werk schreven Johnson en Brooke een fundamenteel boek dat in 1962 werd gepubliceerd, 'Planning a Computer System: Project Stretch'.

Computerontwerp was verdeeld in drie klassieke niveaus: de ontwikkeling van een systeem van instructies, de ontwikkeling van een microarchitectuur die dit systeem implementeert en de ontwikkeling van de systeemarchitectuur van de machine als geheel. Bovendien gebruikte het boek als eerste de klassieke term 'computerarchitectuur'. Methodologisch gezien was het een onbetaalbaar werk, een bijbel voor hardwareontwerpers en een leerboek voor generaties ingenieurs. De ideeën die daar worden geschetst, zijn door alle computerbedrijven in de Verenigde Staten toegepast.

De onvermoeibare pionier van cybernetica, de reeds genoemde Kitov (niet alleen een fenomenaal belezen persoon, zoals Berg, die de westerse pers constant volgde, maar een echte visionair), droeg bij aan de publicatie in 1965 (Designing ultrafast systems: Stretch Complex; ed. Door AI Kitova. - M.: Mir, 1965). Het boek werd met bijna een derde in volume teruggebracht en ondanks het feit dat Kitov in het uitgebreide voorwoord vooral de belangrijkste architecturale, systemische, logische en softwareprincipes van het bouwen van computers opmerkte, ging het bijna onopgemerkt voorbij.

Ten slotte gaf Stretch de wereld iets nieuws dat nog niet in de computerindustrie was gebruikt - het idee van gestandaardiseerde modules, waaruit later de hele industrie van geïntegreerde circuitcomponenten groeide. Elke persoon die naar de winkel gaat voor een nieuwe NVIDIA-videokaart en deze vervolgens in de plaats van de oude ATI-videokaart plaatst, en alles werkt zonder problemen - bedank op dit moment een mentale dank aan Johnson en Brook. Deze mensen hebben iets revolutionairs uitgevonden (en minder opvallend en onmiddellijk gewaardeerd, de ontwikkelaars in de USSR hebben er bijvoorbeeld helemaal geen aandacht aan besteed!) dan de pijplijn en DMA.

Ze hebben de standaard compatibele boards uitgevonden.

sms

Zoals we al zeiden, had het Stretch-project geen analogen in termen van complexiteit. De gigantische machine zou uit meer dan 170.000 transistors moeten bestaan, honderdduizenden andere elektronische componenten niet meegerekend. Dit alles moest op de een of andere manier worden gemonteerd (onthoud hoe Yuditsky de opstandige enorme borden tot rust bracht door ze in afzonderlijke elementaire apparaten te breken - helaas werd deze praktijk voor de USSR niet algemeen geaccepteerd), debuggen en vervolgens ondersteunen, waarbij defecte onderdelen werden vervangen. Als gevolg hiervan stelden de ontwikkelaars een idee voor dat duidelijk was uit onze huidige ervaring - ontwikkel eerst individuele kleine blokken, implementeer ze op standaardkaarten en stel vervolgens een auto samen uit de kaarten.

Afbeelding
Afbeelding

Zo ontstond het SMS - Standard Modular System, dat na Stretch overal werd toegepast.

Het bestond uit twee componenten. De eerste was in feite het bord zelf met basiselementen van 2, 5x4,5 inch met een 16-pins vergulde connector. Er waren planken met enkele en dubbele breedte. De tweede was een standaard kaartenrek, met de rails achterin uitgespreid.

Sommige soorten kaartborden kunnen worden geconfigureerd met een speciale jumper (net zoals moederborden nu worden afgestemd). Deze functie was bedoeld om het aantal kaarten dat de ingenieur mee moest nemen te verminderen. Het aantal kaarten overschreed echter al snel 2500 door de implementatie van vele families van digitale logica (ECL, RTL, DTL, enz.), evenals analoge circuits voor verschillende systemen. Toch heeft SMS zijn werk gedaan.

Ze werden gebruikt in alle IBM-machines van de tweede generatie en in tal van randapparatuur van machines van de derde generatie, en dienden ook als prototype voor meer geavanceerde S / 360 SLT-modules. Het was dit "geheime" wapen, waar echter niemand in de USSR veel aandacht aan schonk, en waarmee IBM de productie van zijn machines kon verhogen tot tienduizenden per jaar, zoals we in het vorige artikel vermeldden.

Deze technologie is geleend door alle deelnemers aan de Amerikaanse computerrace - van Sperry tot Burroughs. Hun totale productievolumes waren niet te vergelijken met de vaders van IBM, maar dit maakte het in de periode van 1953 tot 1963 mogelijk om niet alleen de Amerikaanse, maar ook de internationale markt eenvoudigweg te vullen met computers van eigen ontwerp, letterlijk uitschakelen alle regionale fabrikanten van daar - van Bull tot Olivetti. Niets belette de USSR om hetzelfde te doen, althans met de CMEA-landen, maar helaas, vóór de EU-reeks, kwam het idee van een standaard niet bij onze staatsplanningshoofden terecht.

Compact verpakkingsconcept

De tweede pijler na standaardisatie (die een duizendvoud speelde bij de overgang naar geïntegreerde schakelingen en resulteerde in de ontwikkeling van de zogenaamde bibliotheken van standaard logische poorten, zonder speciale wijzigingen die van de jaren zestig tot heden werden gebruikt!) was het concept van compacte verpakking, waaraan zelfs vóór geïntegreerde schakelingen, schakelingen en zelfs transistoren werd gedacht.

De oorlog voor miniaturisatie kan worden onderverdeeld in 4 fasen. De eerste is pre-transistor, toen werd geprobeerd lampen te standaardiseren en te verminderen. De tweede is de opkomst en introductie van op het oppervlak gemonteerde printplaten. De derde is de zoektocht naar het meest compacte pakket van transistors, micromodules, dunne-film en hybride circuits - in het algemeen de directe voorouders van IC's. En tot slot, de vierde zijn de IS's zelf. Al deze paden (met uitzondering van miniaturisatie van lampen) van de USSR liepen parallel met de VS.

Het eerste gecombineerde elektronische apparaat was een soort "integrale lamp" Loewe 3NF, ontwikkeld door het Duitse bedrijf Loewe-Audion GmbH in 1926. Deze fanatieke droom van warm buizengeluid bestond uit drie triode ventielen in één glazen kast, samen met twee condensatoren en vier weerstanden die nodig waren om een volwaardige radio-ontvanger te creëren. Weerstanden en condensatoren werden in hun eigen glazen buizen verzegeld om vacuümverontreiniging te voorkomen. In feite was het een "ontvanger-in-een-lamp" zoals een modern systeem-op-chip! Het enige dat gekocht moest worden om een radio te maken, was een afstemspoel en condensator, en een luidspreker.

Dit technologisch wonder is echter niet gemaakt om het tijdperk van geïntegreerde schakelingen een paar decennia eerder te betreden, maar om de Duitse belastingen op elke lampfitting te ontduiken (de luxebelasting van de Weimarrepubliek). Loewe-ontvangers hadden slechts één connector, wat hun eigenaars aanzienlijke financiële voorkeuren gaf. Het idee is ontwikkeld in de 2NF-lijn (twee tetrodes plus passieve componenten) en de monsterlijke WG38 (twee pentodes, een triode en passieve componenten).

Afbeelding
Afbeelding

Over het algemeen hadden lampen een enorm potentieel voor integratie (hoewel de kosten en complexiteit van het ontwerp exorbitant toenam), het toppunt van dergelijke technologieën was de RCA Selectron. Deze monsterlijke lamp is ontwikkeld onder leiding van Jan Aleksander Rajchman (bijgenaamd Mr. Memory voor het maken van 6 soorten RAM van halfgeleider tot holografisch).

John von Neumann

Na de bouw van ENIAC ging John von Neumann naar het Institute for Advanced Study (IAS), waar hij graag wilde blijven werken aan een nieuwe belangrijke (hij geloofde dat computers belangrijker zijn dan atoombommen voor de overwinning op de USSR) wetenschappelijke richting - computers. Volgens het idee van von Neumann moest de architectuur die hij ontwierp (later von Neumann genoemd) een referentie worden voor het ontwerp van machines in alle universiteiten en onderzoekscentra in de Verenigde Staten (dit is gedeeltelijk gebeurd, door de manier) - opnieuw een verlangen naar eenwording en vereenvoudiging!

Voor de IAS-machine had von Neumann geheugen nodig. En RCA, de toonaangevende fabrikant van alle vacuümapparaten in de Verenigde Staten in die jaren, bood genereus aan om ze te sponsoren met Williams-buizen. Men hoopte dat von Neumann, door ze in de standaardarchitectuur op te nemen, zou bijdragen aan hun verspreiding als RAM-standaard, wat RCA in de toekomst kolossale inkomsten zou opleveren. In het IAS-project werd 40 kbit RAM gelegd, de sponsors van RCA waren een beetje bedroefd door dergelijke eetlust en vroegen de afdeling van Reichman om het aantal pijpen te verminderen.

Raikhman bracht met de hulp van de Russische emigrant Igor Grozdov (in het algemeen werkten veel Russen bij RCA, waaronder de beroemde Zvorykin, en president David Sarnov zelf was een Wit-Russische jood - emigrant) een absoluut verbazingwekkende oplossing ter wereld - de kroon van vacuüm geïntegreerde technologie, de RCA SB256 Selectron RAM lamp voor 4 kbit! De technologie bleek echter waanzinnig ingewikkeld en duur, zelfs seriële lampen kosten ongeveer $ 500 per stuk, de basis was over het algemeen een monster met 31 contacten. Als gevolg hiervan vond het project geen koper vanwege vertragingen in de serie - er was al een ferrietgeheugen op de neus.

Afbeelding
Afbeelding

Tinkertoy-project

Veel computerfabrikanten hebben opzettelijke pogingen ondernomen om de architectuur (je kunt hier nog niet de topologie vertellen) van lampmodules te verbeteren om hun compactheid en vervangingsgemak te vergroten.

De meest succesvolle poging was de IBM 70xx-serie standaardlampeenheden. Het toppunt van lampminiaturisatie was de eerste generatie van het Project Tinkertoy-programma, genoemd naar de populaire kinderontwerper van 1910-1940.

Ook voor de Amerikanen loopt niet alles van een leien dakje, zeker niet als de overheid zich met contracten bemoeit. In 1950 gaf het Bureau of Aeronautics van de marine het National Bureau of Standards (NBS) de opdracht om een geïntegreerd computerondersteund ontwerp- en productiesysteem te ontwikkelen voor universele elektronische apparaten van het modulaire type. In die tijd was dat in principe terecht, aangezien nog niemand wist waar de transistor heen zou leiden en hoe deze op de juiste manier te gebruiken.

NBS schonk meer dan $ 4,7 miljoen in ontwikkeling (ongeveer $ 60 miljoen volgens de huidige normen), er werden enthousiaste artikelen gepubliceerd in het juni 1954 nummer van Popular Mechanics en het mei 1955 nummer van Popular Electronics en … Het project werd weggeblazen, waardoor achter slechts een paar sproeitechnologieën en een reeks radarboeien uit de jaren vijftig die van deze componenten zijn gemaakt.

Wat is er gebeurd?

Het idee was geweldig - een revolutie teweegbrengen in de automatisering van productie en enorme blokken a la IBM 701 veranderen in compacte en veelzijdige modules. Het enige probleem was dat het hele project was ontworpen voor lampen, en tegen de tijd dat het voltooid was, was de transistor al begonnen met zijn triomfantelijke gang. Ze wisten hoe ze te laat moesten zijn, niet alleen in de USSR - het Tinkertoy-project nam enorme bedragen op en bleek volledig nutteloos te zijn.

Afbeelding
Afbeelding

Standaard boards

De tweede benadering van verpakking was om de plaatsing van transistors en andere discrete componenten op standaardborden te optimaliseren.

Tot het midden van de jaren veertig was point-to-point constructie de enige manier om onderdelen te beveiligen (trouwens, goed geschikt voor vermogenselektronica en in deze hoedanigheid vandaag). Dit schema was niet geautomatiseerd en niet erg betrouwbaar.

De Oostenrijkse ingenieur Paul Eisler vond de printplaat voor zijn radio uit terwijl hij in 1936 in Groot-Brittannië werkte. In 1941 werden al meerlaagse printplaten gebruikt in Duitse magnetische zeemijnen. De technologie bereikte de Verenigde Staten in 1943 en werd gebruikt in de Mk53 radiozekeringen. Printplaten kwamen in 1948 voor commercieel gebruik beschikbaar en automatische assemblageprocessen (aangezien de componenten er nog scharnierend aan bevestigd waren) verschenen pas in 1956 (ontwikkeld door het US Army Signal Corps).

Vergelijkbaar werk werd trouwens tegelijkertijd in Groot-Brittannië uitgevoerd door de reeds genoemde Jeffrey Dahmer, de vader van geïntegreerde schakelingen. De regering accepteerde haar printplaten, maar de microschakelingen, zoals we ons herinneren, werden kortzichtig doodgehakt.

Tot het einde van de jaren zestig, en de uitvinding van vlakke behuizingen en paneelconnectoren voor microschakelingen, was het hoogtepunt van de ontwikkeling van printplaten van vroege computers de zogenaamde houtstapel- of cordwood-verpakking. Het bespaart veel ruimte en werd vaak gebruikt waar miniaturisatie van cruciaal belang was - in militaire producten of supercomputers.

In het cordwood-ontwerp werden axiale loodcomponenten geïnstalleerd tussen twee parallelle platen en ofwel aan elkaar gesoldeerd met draadriemen of verbonden met een dunne nikkeltape. Om kortsluiting te voorkomen, werden isolatiekaarten tussen de platen geplaatst en door de perforatie konden de componentleidingen naar de volgende laag gaan.

Het nadeel van cordwood was dat om betrouwbare lassen te garanderen, speciale vernikkelde contacten nodig waren, thermische uitzetting de planken kon vervormen (wat werd waargenomen in verschillende modules van de Apollo-computer), en bovendien verminderde dit schema de onderhoudbaarheid van het apparaat tot het niveau van een moderne MacBook, maar vóór de komst van geïntegreerde schakelingen maakte cordwood de hoogst mogelijke dichtheid mogelijk.

Afbeelding
Afbeelding
Afbeelding
Afbeelding

Uiteraard eindigden de optimalisatie-ideeën niet op de planken.

En de eerste concepten voor het verpakken van transistors werden bijna onmiddellijk na de start van hun serieproductie geboren. BSTJ Artikel 31: 3. Mei 1952: Huidige status van transistorontwikkeling. (Morton, J. A.) beschreef voor het eerst een onderzoek naar "de haalbaarheid van het gebruik van transistors in miniatuurverpakte circuits." Bell ontwikkelde 7 soorten integrale verpakkingen voor zijn vroege M1752-types, die elk een bord bevatten dat was ingebed in transparant plastic, maar het ging niet verder dan prototypes.

In 1957 raakten het Amerikaanse leger en de NSA voor de tweede keer in het idee geïnteresseerd en gaven Sylvania Electronic System de opdracht om zoiets te ontwikkelen als miniatuur verzegelde cordwood-modules voor gebruik in geheime militaire voertuigen. Het project kreeg de naam FLYBALL 2, er werden verschillende standaardmodules ontwikkeld met NOR, XOR, enz. Gemaakt door Maurice I. Crystal, werden ze gebruikt in de cryptografische computers HY-2, KY-3, KY-8, KG-13 en KW-7. De KW-7 bestaat bijvoorbeeld uit 12 insteekkaarten die elk plaats bieden aan maximaal 21 FLYBALL-modules, gerangschikt in 3 rijen van elk 7 modules. De modules waren veelkleurig (20 soorten in totaal), elke kleur was verantwoordelijk voor zijn functie.

Afbeelding
Afbeelding

Soortgelijke blokken met de naam Gretag-Bausteinsystem werden geproduceerd door Gretag AG in Regensdorf (Zwitserland).

Nog eerder, in 1960, produceerde Philips soortgelijke Series-1-, 40-Series- en NORbit-blokken als elementen van programmeerbare logische controllers om relais in industriële besturingssystemen te vervangen, de serie had zelfs een timercircuit vergelijkbaar met het beroemde microcircuit 555. Er werden modules geproduceerd door Philips en hun vestigingen Mullard en Valvo (niet te verwarren met Volvo!) En werden tot midden jaren 70 gebruikt in de fabrieksautomatisering.

Zelfs in Denemarken werden bij de fabricage van de Electrologica X1 in 1958 veelkleurige miniatuurmodules gebruikt, zo vergelijkbaar met de Legoblokjes waar de Denen dol op waren. In de DDR, aan het Instituut voor Computermachines van de Technische Universiteit van Dresden, in 1959, bouwde professor Nikolaus Joachim Lehmann ongeveer 10 miniatuurcomputers voor zijn studenten, genaamd D4a, ze gebruikten een soortgelijk pakket transistors.

Het prospectiewerk ging continu door, van eind jaren veertig tot eind jaren vijftig. Het probleem was dat met geen enkele truc om de tirannie van getallen te omzeilen, een term bedacht door Jack Morton, vice-president van Bell Labs in zijn artikel Proceedings of the IRE uit 1958.

Het probleem is dat het aantal discrete componenten in de computer de limiet heeft bereikt. Machines met meer dan 200.000 afzonderlijke modules bleken eenvoudigweg niet te werken - ondanks het feit dat transistors, weerstanden en diodes in die tijd al zeer betrouwbaar waren. Maar zelfs de faalkans in honderdsten van een procent, vermenigvuldigd met honderdduizenden onderdelen, gaf een significante kans dat er op elk moment iets in de computer kapot zou gaan. De installatie aan de muur, met letterlijk kilometers aan bedrading en miljoenen soldeercontacten, maakte het nog erger. De IBM 7030 bleef de limiet van complexiteit van puur discrete machines, zelfs het genie van Seymour Cray kon de veel complexere CDC 8600 niet stabiel laten werken.

Hybride chipconcept

Eind jaren veertig ontwikkelden Central Radio Laboratories in de Verenigde Staten de zogenaamde dikke-filmtechnologie - sporen en passieve elementen werden op een keramisch substraat aangebracht met een methode die vergelijkbaar was met de vervaardiging van printplaten, waarna open-frametransistoren werden gesoldeerd op het substraat en dit alles werd verzegeld.

Zo ontstond het concept van de zogenaamde hybride microschakelingen.

In 1954 schonk de marine nog eens $ 5 miljoen in de voortzetting van het mislukte Tinkertoy-programma, het leger voegde daar nog $ 26 miljoen aan toe. De bedrijven RCA en Motorola gingen aan de slag. De eerste verbeterde het idee van CRL, ontwikkelde het tot de zogenaamde dunne-film-microschakelingen, het resultaat van het werk van de tweede was onder andere het beroemde TO-3-pakket - we denken dat iedereen die ooit heeft gezien elke elektronica zal deze forse rondes met oren onmiddellijk herkennen. In 1955 bracht Motorola zijn eerste XN10-transistor erin uit, en de behuizing werd zo gekozen dat deze zou passen in de mini-socket van de Tinkertoy-buis, vandaar de herkenbare vorm. Het kwam ook in de vrije verkoop en wordt sinds 1956 gebruikt in autoradio's, en toen overal, worden dergelijke koffers nu nog steeds gebruikt.

De geboorte van het Sovjet raketafweersysteem. Lange weg naar geïntegreerde schakelingen
De geboorte van het Sovjet raketafweersysteem. Lange weg naar geïntegreerde schakelingen
Afbeelding
Afbeelding

In 1960 werden hybriden (in het algemeen, hoe ze ze ook noemden - micro-assemblages, micromodules, enz.) gestaag gebruikt door het Amerikaanse leger in hun projecten, ter vervanging van de eerdere onhandige en forse pakketten transistors.

Het beste uur van micromodules kwam al in 1963 - IBM ontwikkelde ook hybride circuits voor zijn S / 360-serie (verkocht in een miljoen exemplaren, die een familie van compatibele machines oprichtte, tot nu toe geproduceerd en (legaal of niet) overal gekopieerd - vanuit Japan naar de USSR), die zij SLT noemden.

Geïntegreerde schakelingen waren geen noviteit meer, maar IBM vreesde terecht voor hun kwaliteit en was gewend een volledige productiecyclus in handen te hebben. De weddenschap was terecht, het mainframe was niet alleen succesvol, het werd net zo legendarisch als de IBM PC en maakte dezelfde revolutie.

Uiteraard is het bedrijf in latere modellen, zoals de S/370, al overgestapt op volwaardige microschakelingen, zij het in dezelfde merk aluminium dozen. SLT werd een veel grotere en goedkopere aanpassing van kleine hybride modules (slechts 7, 62x7, 62 mm groot), door hen in 1961 ontwikkeld voor de IBM LVDC (ICBM-boordcomputer, evenals het Gemini-programma). Het grappige is dat de hybride circuits daar werkten in combinatie met de al volwaardige geïntegreerde TI SN3xx.

Afbeelding
Afbeelding

Flirten met dunnefilmtechnologie, niet-standaard pakketten van microtransistors en andere was aanvankelijk echter een doodlopende weg - een halve maatregel die het niet mogelijk maakte om naar een nieuw kwaliteitsniveau te gaan, wat een echte doorbraak betekende.

En de doorbraak zou bestaan in een radicale, in grootteorde, vermindering van het aantal discrete elementen en verbindingen in een computer. Wat nodig was, waren geen lastige assemblages, maar monolithische standaardproducten, ter vervanging van hele placers van planken.

De laatste poging om iets uit de klassieke technologie te persen was het beroep op de zogenaamde functionele elektronica - een poging om monolithische halfgeleiderapparaten te ontwikkelen die niet alleen vacuümdiodes en triodes vervangen, maar ook complexere lampen - thyratrons en decatrons.

In 1952 creëerde Jewell James Ebers van Bell Labs een vierlaagse "steroïde" transistor - een thyristor, een analoog van een thyratron. Shockley begon in 1956 in zijn laboratorium met het verfijnen van de serieproductie van een vierlaagse diode - een dinistor, maar zijn twistzieke aard en beginnende paranoia lieten niet toe dat de zaak werd voltooid en ruïneerde de groep.

De werken van 1955-1958 met germaniumthyristorstructuren leverden geen resultaat op. In maart 1958 kondigde RCA voortijdig het Walmark tien-bits schuifregister aan als een "nieuw concept in elektronische technologie", maar de daadwerkelijke germaniumthyristorcircuits waren onbruikbaar. Om hun massaproductie tot stand te brengen, was precies hetzelfde niveau van micro-elektronica nodig als voor monolithische circuits.

Thyristors en dinistors vonden hun toepassing in technologie, maar niet in computertechnologie, nadat de problemen met hun productie waren opgelost door de komst van fotolithografie.

Deze heldere gedachte werd bijna gelijktijdig bezocht door drie mensen in de wereld. De Engelsman Jeffrey Dahmer (maar zijn eigen regering liet hem in de steek), de Amerikaan Jack St. Clair Kilby (hij had geluk met alle drie - de Nobelprijs voor het creëren van IP) en de Rus - Yuri Valentinovich Osokin (het resultaat is een kruising tussen Dahmer en Kilby: hij mocht een zeer succesvolle microschakeling maken, maar uiteindelijk kwamen ze niet in deze richting).

We zullen het hebben over de race om de eerste industriële IP en hoe de USSR de volgende keer bijna prioriteit op dit gebied greep.

Aanbevolen: