| |
| Роберт Нойс (слева) и Гордон Мур (справа) стали первыми сотрудниками ими же созданной компании. Вслед за ними из Fairchild в Intel перешел Эндрю Гроув |
В 1971 году же выпуск Intel 4004 широкой общественностью замечен не был, став событием, пожалуй, только для самой Intel и ее заказчика. Еще несколько лет компании придется доказывать рынку, что микрокомпьютеры имеют право на существование, прежде чем начнется настоящий бум персональной вычислительной техники.
Intel была образована за три года до выпуска первого универсального процессора, в 1968 году. Однако истоки компании и предпосылки появления микропроцессоров надо искать в событиях, происходивших в предшествующие два десятилетия.
В 1947 году Джон Бардин и Уолтер Бретен из Bell Telephone Laboratories изобрели усилитель электрических сигналов на полупроводниковой основе — транзистор. Бардину и Бретену удалось довести до логического завершения многолетний труд другого ученого из Bell Labs, Уильяма Шокли, который еще в конце 30-х начал исследования по созданию компактного усилителя электрического тока на базе свойств полупроводниковых материалов, способного заменить громоздкие и неэкономичные электронные вакуумные трубки — основу электроники первой половины ХХ века. Шокли никак не удавалось построить работоспособное устройство, и, разочарованный неудачами, он решил оставить это направление. Однако успех коллег побудил его вернуться к теме полупроводникового усилителя. Шокли значительно усовершенствовал конструкцию транзистора. Именно он изобрел плоскостной транзистор — монолитный кристалл из полупроводникового материала, в котором происходят все необходимые физические процессы (Бардин и Бретен предложили конструкцию с точечными контактами). Все трое в 1956 году были удостоены за свое изобретение Нобелевской премии по физике.
Но имя Шокли в компьютерной истории знаменито не только изобретением транзистора, которое фактически положило начало современной информационной эпохе. В 1955 году ученый уходит из Bell Labs, чтобы создать собственную компанию по производству полупроводниковых устройств на севере Калифорнии. С Shockley Semiconductor Laboratory началась знаменитая Кремниевая Долина. Некоторое время спустя здесь появилась компания Fairchild Semiconductor Corporation. Среди ее основателей были и главные герои нашей истории, в разные периоды времени сотрудничавшие с Шокли. Это Гордон Мур и Роберт Нойс, будущие создатели Intel.
В конце 50-х два человека одновременно совершают очередной прорыв в совершенствовании элементной базы компьютеров. Решена проблема эффективного соединения транзисторных элементов электронной схемы — создана интегральная схема, способ размещения транзисторов и межсоединений на одном кремниевом кристалле. Первым идею интегральной схемы выдвинул в 1958 году сотрудник Texas Instruments Джек Килби. Однако патент на изобретение получил Роберт Нойс, сумевший дать идее более четкое научное оформление. В Fairchild, где работал Нойс, была осуществлена и первая коммерческая реализация интегральной схемы.
Имя коллеги Нойса, Гордона Мура, сегодня известно, наверно, каждому, кто так или иначе связан с компьютерным бизнесом. Ведь это именно он в 1965 году публикует свои прогнозы развития индустрии интегральных схем, которым суждено было оправдаться и потому получить статус закона — «закона Мура». Гордон Мур начинал свою карьеру как специалист по физической химии и сотрудничал с Шокли еще в Bell Labs. К моменту создания Intel Мур возглавлял исследовательское подразделение Fairchild Semiconductor. Эта компания была известна своими новаторскими технологиями. Однако далеко не все перспективные научные разработки удавалось трансформировать в коммерческие продукты. Возможно, это или какие-то другие причины побуждают многих сотрудников в конце 60-х покинуть фирму, чтобы начать собственный бизнес. А может быть, просто молодым талантам хотелось большей
Нойс и Мур были первыми сотрудниками ими же созданной компании. Вслед за ними из Fairchild в Intel переходит Эндрю Гроув (он стал четвертым по счету сотрудником). Уроженец Венгрии, Гроув, обладавший ученой степенью в области химических технологий, специализировался в фирме Шокли на разработке технологических процессов. Все трое в разные годы возглавляли Intel. Нойс был первым президентом компании, Мур занял этот пост в 1975 году, а Гроув стоял у руля Intel с 1979 по 1997 год.
Сегодня любой желающий может познакомиться в виртуальном музее Intel с бизнес-планом только что образованной компании, который уместился всего на одной странице и был напечатан Нойсом на собственной пишущей машинке. В нем говорится, что компания намерена заниматься исследованиями, разработкой, производством и продажами интегрированных электронных структур, которые будут отвечать потребностям производителей электронных систем. Для реализации поставленных целей в компании будут инициированы процессы разных уровней — от исследовательских лабораторий до производства. Компания намерена также осуществлять разработку и производство специального оборудования для реализации этих процессов. Своими потенциальными клиентами Нойс и Мур видели производителей электронных систем для коммуникаций, управления и обработки данных, выражая надежду, что смогут вывести бизнес компании за пределы Калифорнии.
Имея готовый бизнес-план, можно было искать инвестора. Вспомним, что у Нойса и Мура уже был опыт создания новой компании, поскольку они входили в восьмерку отцов-основателей Fairchild. Они решают обратиться к тому же финансисту, который тогда, в 50-х, помог развернуть бизнес Fairchild. За эти годы Артур Рок из Сан-Франциско смог убедиться в надежности и научной и деловой репутации Нойса и Мура, поэтому выделил их новому предприятию 2,5 млн. долл.
Имя для компании было найдено не сразу. Предлагалось больше десятка различных сокращений (их список тоже есть в виртуальном музее компании), но ни одно из них не понравилось Муру и Нойсу. Название, составленное, видимо, по аналогии с Hewlett-Packard, из фамилий основателей — Moore Noyce, также было отвергнуто, поскольку оказалось созвучным словосочетанию more noise («больше шума»). В конце концов выбрали Intel — сокращение от Integrated Electronics, лучше всего отражающее цели, которые сформулированы в бизнес-плане новой компании. Правда, оказалось, что такое название уже зарегистрировано для сети мотелей, поэтому пришлось заплатить за права на его использование.
Наконец, все оргвопросы решены. Во главе Intel становится Роберт Нойс, а Гордон Мур занимает пост исполнительного вице-президента. Заметим, что, формулируя миссию своей компании, основатели не ведут речи ни о каких микропроцессорах. Вообще процессор на кристалле обязан своим возникновением стечению обстоятельств не меньше, чем нетривиальному ходу инженерной мысли. Но об этом позже. А в 1968 году одной из важнейших и вполне осознанных задач, которую ставила перед собой Intel, было создание полупроводниковой памяти. Задача по тем временам не менее фантастическая, чем разработка микропроцессора, поскольку в конце 60-х запоминающие устройства на кремниевой основе были чуть ли не в 100 раз дороже общепринятой технологии памяти на магнитных сердечниках. Хотя преимущества были очевидны — малые габариты, высокая производительность, пониженное энергопотребление. Нойсу и Муру необходимо было найти экономически оправданные способы разработки и производства полупроводниковых запоминающих устройств и убедить всех в праве этой технологии на существование.
Первыми серийными изделиями Intel были микросхемы оперативной памяти с произвольным доступом (RAM) — 64-разрядная биполярная статическая оперативная память на основе диодов Шоттки и 256-разрядный чип на базе кремниевых логических элементов PMOS. Доходы в первый год существования компании составили всего 2672 долл., но постепенно Intel набирает обороты, расширяет ассортимент продукции и увеличивает прибыльность. Наряду с микросхемами RAM компания осваивает выпуск полупроводниковой постоянной памяти (ROM), в том числе программируемых постоянных запоминающих устройств. Последние заняли господствующие позиции в ассортименте продукции Intel.
В первые годы завоевать рынок Intel очень помогали заказные разработки. Так, большой финансовый успех компании принес набор микросхем для игровой телеприставки Odyssey 2 компании Мagnavox. Для популярной в те годы Burroughs выпускались биполярные регистры и арифметические логические устройства. Работавшие в Intel с первых лет инженеры Эндрю Волк, Питер Штолль и Пол Метрович в своих воспоминаниях приводят историю создания микросхемы для электронного разменного аппарата, заказчиком которой была компания Mars Money Systems — дочернее предприятие знаменитой корпорации. Примечательно, что дело чуть не кончилось поглощением Intel. Возглавлявший тогда Mars Форест Марс-младший настолько заинтересовался разработкой Intel, что настоял на встрече с президентом молодой компании. Однако рассуждения Нойса о будущем полупроводниковой индустрии не вдохновили господина Марса, который предпочитал «синицу в руке», приносившую устойчивую прибыль. Он потерял интерес к идее приобретения этой компании.
Видимо, основатели Intel могли быть довольны ходом выполнения предложенного ими в 1968 году бизнес-плана. Во всяком случае, не будь у Intel к началу 70-х хорошей репутации производителя электронных микросхем, не обратилась бы к ней японская компания Busicom с предложением разработать набор микросхем для своего программируемого калькулятора. Логические микросхемы, в отличие от микросхем памяти, в то время делались только на заказ и могли выполнять лишь заранее заданный набор функций. Это очень ограничивало их применение и поднимало цену. Чтобы реализовать все возможности, которые закладывала Busicom в свою разработку, инженерам Intel необходимо было спроектировать 12 специализированных чипов. Задача представлялась слишком объемной. Ее невозможно было решить теми людскими, техническими и финансовыми ресурсами, которыми располагала на тот момент Intel. Но при этом задача оказалась настолько интересной, что отказаться от нее было нельзя. Выход предложил инженер компании Тед Хофф. Его идея состояла в том, чтобы перенести на уровень микросхем принципы построения больших вычислительных машин. Вместо 12 специализированных — один универсальный процессор на кристалле, который выполняет нужную программу, считывая команды из полупроводникового устройства памяти. Идея — гениальная по своей простоте и сыгравшая революционную роль в истории развития компьютерной отрасли.
 |
| В конце 1957 года группа ученых покинула Shockley Semiconductor и основала собственную компанию Fairchild Semiconductor. Тогда они еще не предполагали, что стоят у истоков новой индустрии и что брошенные ими семена впоследствии дадут многочисленные всходы в Кремниевой Долине. Восьмерка Fairchild, слева направо: Гордон Мур, Шелдон Робертс, Юджин Кляйнер, Роберт Нойс, Виктор Гринич, Джулиус Бланк, Жан Хэрни и Джей Ласт |
Надо отдать должное проницательности Нойса и Мура, которые смогли оценить по достоинству предложение Хоффа и не побоялись финансировать эксперимент, проводившийся не в научных целях, а для конкретного заказчика. Заказчику идея тоже понравилась, и в Intel была начата работа над первым в мире микроустройством общего назначения (термин «микропроцессор» появился позже). Девять месяцев понадобилось группе проектировщиков Intel под руководством Федерико Феджина, чтобы выполнить заказ Busicom. В конце 1971 года состоялась официальная презентация вычислительного микроустройства Intel 4004, которое выполняло роль центрального процессора-ядра в наборе из четырех микросхем для калькулятора Busicom. Обозначение для первого микропроцессора было придумано маркетинговым отделом Intel и отражало тот факт, что устройство имело 4-разрядную архитектуру. Intel 4004 содержал 2300 транзисторов, стоил 200 долл. и размером был меньше ногтя большого пальца, а по своим вычислительным возможностям (быстродействие первого универсального чипа составляло 60 тыс. операций в секунду) оказался сравним с первой в мире ЭВМ ENIAC, которая занимала 85 куб. метров и была построена на 18 тыс. электронных ламп.
Программируемый чип фактически открывал новую эру интегральной электроники. Однако не все в компании поддерживали идею продвижения микропроцессора, полагая, что этот продукт будет мешать достижению главной цели Intel — завоевание рынка полупроводниковой памяти. Сомневающимся приводили аргумент, что универсальный вычислительный чип будет поставляться в наборе микросхем, из которых половина — микросхемы памяти. Тем не менее вплоть до середины 70-х производство модулей памяти считалось более прибыльным бизнесом. На первых порах даже сотрудникам отдела маркетинга Intel микропроцессор представлялся средством увеличить продажи запоминающих устройств и только потому заслуживающим финансовых вложений.
Однако в момент появления 4004 компания вообще не имела возможности для его коммерческой реализации, поскольку все права на продукт принадлежали заказчику. Руководители Intel принимают решение отправиться в Японию для переговоров о выкупе прав на собственную разработку. Испытывавшая в тот момент значительные финансовые трудности Busicom продала Intel права на микросхему за 60 тыс. долл.
Первый микропроцессор имел ограниченные возможности адресации памяти и невысокое быстродействие. Через год Intel, окрыленная первым успехом, выпустила новую разработку. Теперь это был 8-разрядный микропроцессор, который, в соответствии с придуманным для первой разработки принципом именования, был обозначен как 8008. В 1974 году появился более совершенный 8-разрядный 8080, совместимый «снизу вверх» со своим предшественником: Intel 8080 мог выполнять все команды Intel 8008, а его «имя» несет в себе тот же смысл, просто цифры взяты в другой комбинации.
Микропроцессоры потенциально открывали компании новые рынки, однако еще необходимо было убедить инженерную общественность в том, что изобретение Intel имеет широчайшие перспективы для использования в самых разных областях. Надо было доказать, что вычислительные мощности миниатюрных размеров за совсем скромную цену — это выгодно, поскольку это новые продукты, новые клиенты, большой выигрыш перед конкурентами. Руководство компании направляет свои усилия на «пропаганду и агитацию». И усилия оправдали себя. Появляются самые разнообразные устройства на базе микропроцессоров, которые постепенно меняют качество жизни людей. Продовольственные магазины вплоть до небольших бакалейных лавок оснащаются электронными весами со встроенными микропроцессорами, позволяющими определить цену по весу и управляющими этикеточными принтерами. Светофоры с контроллерами на базе микропроцессоров могли регулировать движение в зависимости от напряженности уличного трафика. Эти примеры можно множить и множить.
Однако в самые первые годы продвижения микропроцессоров на рынок в списке их применений компьютер отсутствовал. Вычислительные машины по-прежнему были или большими, или очень большими, в крайнем случае — мини, но никак не микро.
Мур вспоминал: «Примерно в середине 70-х один из сотрудников предложил мне идею того, что, по сути дела, являлось персональным компьютером. Смысл идеи сводился к оснащению процессора 8080 монитором и клавиатурой и последующей продаже его в качестве прибора для дома. Я спросил: ‘И что же с ним делать?’ Он ответил только, что домохозяйка, например, смогла бы хранить там кулинарные рецепты. Я не увидел в этом никакой пользы, и мы к данному вопросу больше не возвращались».
Зато нашлись молодые программисты, которые оказались более прозорливыми. Будущие создатели Microsoft Пол Аллен и Билл Гейтс пытались разработать язык программирования для 8008, полагая, что это устройство может послужить основой для микрокомпьютера. Идея была отвергнута по причине низкого быстродействия микропроцессора, но усилия не пропали зря. Intel 8080 молодые энтузиасты сочли гораздо более перспективным, и на этот раз они оказались правы. В 1974 году компания MITS выпустила первый микрокомпьютер Altair на базе процессора 8080, который буквально взорвал рынок, найдя огромное количество приверженцев. Успеху Altair в немалой степени способствовало появление языка программирования Бейсик, разработанного Гейтсом и Алленом. C середины 70-х началось бурное развитие микрокомпьютерной индустрии. В эти годы Intel перестает быть монополистом рынка микропроцессоров, но остается его лидером.
Сверхчистое производство, сложнейшее оборудование для тестирования стоимостью в несколько миллионов долларов, мощные САПР для проектирования микросхем — это сегодняшний день Intel. Методика разработки за 30 лет почти не изменилась, но процессы проектирования и производства микросхем первой половины 70-х сегодня выглядят чрезвычайно архаичными. Доступные инженеру-проектировщику инструментальные средства были настолько примитивны, что на их освоение обычно уходило не более получаса. Система моделирования интегральных схем позволяла описывать соединения всего лишь нескольких десятков транзисторов. В условиях крайне ненадежной работы центральной ЭВМ и при полном отсутствии средств резервного копирования инженеры-проектировщики должны были прикладывать особые усилия, чтобы обеспечить своевременную и качественную разработку. Правильность логической проработки микросхемы проверялась вручную, с помощью громоздких расчетов. Карандаши и линейки служили основными инструментами для построения чертежей и компоновочных схем.
Цеха по производству микропроцессоров в эти годы, по воспоминаниям Гроува, напоминали мастерскую кустаря-одиночки. Большинство технологических операций выполнялось вручную, при этом никаких специальных комбинезонов не было и в помине. Легкий халат поверх повседневного костюма — только и всего. Тестирование готовых изделий первое время проводилось исключительно с помощью подручных средств. Правда, в компании очень быстро осознали острую необходимость в специализированном оборудовании. Поэтому осенью 1971 года в Санта-Кларе, где у Intel появилось первое собственное, а не арендованное производственное помещение, была закончена разработка устройства для тестирования микросхем памяти. На создание этой установки, получившей название Tel-Tester, была выделена совсем немалая по масштабам молодой компании сумма — 165 тыс. долл. Затраты себя окупили. Инженеры из Intel вспоминают, что устройство по многим параметрам получилось уникальным и прекрасно справлялось с возложенными на него функциями. Для тестирования микропроцессоров был сконструирован новый, более дешевый настольный аппарат, который в Intel назвали Т-ящиком. Эта система сама имела микрокомпьютерное управление на базе процессора 4004. В дальнейшем каждая новая модель микропроцессора получала свой Т-ящик. Инженерная группа для работы с такими устройствами положила начало подразделению Intel Testing Еngineering Group.
В 1976 году Intel выпустила 8-разрядный микропроцессор, для которого, в отличие от его предшественников, требовался всего один источник питания в +5B. Это новшество было отражено в названии — 8085. По аналогии был обозначен следующий микропроцессор, представленный в 1978 году Intel, — 8086. Это название оказалось очень удачным, поскольку отражало и новую, 16-разрядную архитектуру. Год спустя в результате несложной модификации появился 16-разрядный микропроцессор 8088. Восьмерка в названии символизирует использование 8-разрядной внешней шины данных. Только за первый год эти два микропроцессора были использованы при разработке 2,5 тыс. новых видов продукции.
Именно пара 8086/8088 была взята IBM в качестве основы для персонального компьютера. Голубой гигант впервые обратился к внешнему поставщику, и выбор Intel свидетельствует, какой большой вес приобрело это имя в компьютерной отрасли к началу 80-х.
В 1982 году было положено начало знаменитой серии х86. 16-разрядный микропроцессор Intel 80286 на базе 134 тыс. транзисторов по производительности втрое опережал модели конкурентов. Отличительной особенностью этой разработки было то, что здесь впервые реализован принцип программной совместимости с процессорами следующих поколений за счет встроенных средств управления памятью. Новая 32-разрядная архитектура была предложена Intel в микропроцессоре 80386, выпущенном в 1985 году. Первый персональный компьютер на базе 386-го появился у Compaq — Deskpro 386. Микропроцессор 80486 достойно завершал славные 80-е. Первый чип со встроенным математическим сопроцессором включал 1,2 млн. транзисторов и в 50 раз превосходил по производительности скромный Intel 4004.
 |
В конце 1971 года состоялась официальная презентация вычислительного микроустройства Intel 4004, которое выполняло роль центрального процессора-ядра в наборе из четырех микросхем для калькулятора Busicom. |  |
| Пара микропроцессоров Intel 8086/8088 была взята корпорацией IBM в качестве основы для персонального компьютера. Голубой гигант впервые обратился к внешнему поставщику, и выбор Intel свидетельствует, какой большой вес приобрело это имя в компьютерной отрасли к началу 80-х. | |
 |
 |
 |
Первый микропроцессор имел ограниченные возможности адресации памяти и невысокое быстродействие. Через год Intel, окрыленная первым успехом, выпустила новую разработку. В 1974 году компания MITS представила первый микрокомпьютер Altair на базе процессора Intel 8080, который буквально взорвал рынок. |  |
