Nașterea sistemului sovietic de apărare antirachetă. Drum lung până la circuitele integrate
Standardizare
În ceea ce privește prima sarcină - aici, din păcate, așa cum am menționat în articolul anterior, nu a existat un miros de standardizare a computerelor în URSS. Acesta a fost cel mai mare flagel al computerelor sovietice (la egalitate cu oficialii), care în același mod nu a putut fi depășit. Ideea unui standard este o descoperire conceptuală adesea subestimată a umanității, demnă de a fi la egalitate cu bomba atomică.
Standardizarea oferă unificare, canalizare, simplificare și reducere extraordinară a costurilor de implementare și asistență și conectivitate uimitoare. Toate piesele sunt interschimbabile, mașinile pot fi ștanțate în zeci de mii, se instalează sinergia. Această idee a fost aplicată cu 100 de ani în urmă armelor de foc. arme, cu 40 de ani mai devreme față de mașină – rezultatele au fost revoluționare peste tot. Este cu atât mai izbitor că doar în SUA s-au gândit să-l aplice pe computere. În cele din urmă, când am împrumutat IBM S/360, nu am furat mainframe-ul în sine, nici arhitectura lui, nici hardware-ul inovator. Absolut toate acestea puteau fi cu ușurință domestice, aveam mai mult decât suficiente mâini directe și capete strălucitoare, tehnologii și mașini ingenioase (și și după standardele occidentale) erau din abundență - seria M a lui Kartsev, Setun, MIR, puteți enumera pentru o lungă perioadă de timp . Furând S/360, noi, în primul rând, am împrumutat ceva ce nu am avut ca clasă în general în toți anii de dezvoltare a tehnologiilor electronice până în acest moment - ideea unui standard. Aceasta a fost cea mai valoroasă achiziție. Și, din păcate, lipsa fatală a unei anumite gândiri conceptuale în afara marxism-leninismului și managementul „strălucit” sovietic nu ne-a permis să ne dăm seama dinainte de asta.
Cu toate acestea, despre S/360 și UE vom vorbi mai târziu, acesta este un subiect dureros și important, care este legat și de dezvoltarea computerelor militare.
Standardizarea în tehnologia computerelor a fost adusă de cea mai veche și mai mare firmă de hardware - firesc, IBM. Până la mijlocul anilor 1950, se lua de la sine înțeles că computerele erau construite individual sau în loturi mici de 10-50 de mașini și nimeni nu ghicea să le facă compatibile. Totul s-a schimbat când IBM, impulsionată de eternul său competitor UNIVAC (care tocmai construia supercomputerul LARC), a decis să construiască cel mai complex, mai mare și mai puternic computer al anilor 1950 - IBM 7030 Data Processing System, mai bine cunoscut sub numele de Stretch. În ciuda avansării bazei elementului (mașina era destinată armatei și, prin urmare, IBM a primit un număr mare de tranzistori de la ei), complexitatea Stretch a fost prohibitivă - a fost necesar să se dezvolte și să monteze mai mult de 30 de plăci cu câteva zeci. elemente de pe fiecare.
Oameni extraordinari care lucrează la Stretch includ Gene Amdahl (mai târziu dezvoltator al S/360 și fondator al Amdahl Corporation), Frederick P. Brooks (Jr., de asemenea, dezvoltator al S/360 și autor al conceptului de arhitectură software) și Lyle Johnson ( Lyle R Johnson, autorul conceptului de arhitectură a calculatoarelor).
În ciuda puterii colosale a mașinii și a unui număr mare de inovații, proiectul comercial a eșuat complet - doar 30% din performanța anunțată a fost atinsă, iar președintele companiei, Thomas J. Watson Jr., a redus proporțional prețul de 7030. de mai multe ori, ceea ce a dus la pierderi mari...
Proiectul Stretch a fost numit ulterior de Jake Widman (Lecțiile învățate de către Jake Widman: Cele mai mari eșecuri ale proiectului IT, PC World, 09.10.08) drept unul dintre primele 10 eșecuri de management din industria IT. Liderul de dezvoltare Stephen Dunwell a primit pedeapsa pentru eșecul comercial al lui Stretch, dar la scurt timp după succesul fenomenal al System/360 din 1964, a remarcat că majoritatea ideilor sale de bază au fost aplicate pentru prima dată în 7030. Drept urmare, nu a fost doar iertat, ci și în 1966 a primit scuze oficiale și a primit un IBM Fellow onorific.
Tehnologiile 7030 erau înaintea vremurilor – preîncărcarea de instrucțiuni și operanzi, aritmetică paralelă, protecție, intercalare și buffere de scriere RAM și chiar o formă limitată de execuție de resecvențiere numită pre-execuție a instrucțiunilor – străbunicul aceleiași tehnologii în Pentium procesoare. Mai mult, procesorul a fost canalizat, iar mașina a putut să transfere (folosind un coprocesor cu canal special) date din RAM către dispozitive externe direct, descarcând procesorul central. Era un fel de versiune costisitoare a tehnologiei DMA (Direct Memory Access) pe care o folosim astăzi, deși canalele Stretch erau gestionate de procesoare separate și aveau de multe ori mai multe funcționalități decât implementările actuale slabe (și erau cu un ordin de mărime mai scumpe!) . Mai târziu, această tehnologie a migrat la S/360.
Scopul IBM 7030 a fost uriaș - dezvoltarea bombelor atomice, meteorologie, calcule pentru programul Apollo. Numai Stretch ar putea face toate acestea, datorită amprentei sale masive de memorie și vitezei de procesare incredibile. Până la șase instrucțiuni ar putea fi executate din mers în indexer și până la cinci instrucțiuni ar putea fi încărcate în prefetcher-uri și ALU paralele simultan. Astfel, în orice moment, până la 11 comenzi ar putea fi în diferite etape de execuție - dacă ignorăm baza de elemente învechite, atunci microprocesoarele moderne nu sunt departe de această arhitectură. De exemplu, Intel Haswell procesează până la 15 instrucțiuni diferite pe ceas, ceea ce înseamnă doar 4 mai multe decât în procesorul anilor 1950!
Au fost construite zece sisteme, programul Stretch a costat IBM 20 de milioane de dolari, dar moștenirea sa tehnologică a fost atât de bogată încât au urmat rapid produse de succes comercial. În ciuda vieții sale scurte, 7030 a adus multe beneficii, iar din punct de vedere arhitectural a fost una dintre cele mai importante cinci mașini din lume. povestiri.
Cu toate acestea, IBM a văzut nefericitul Stretch ca un eșec și, din această cauză, dezvoltatorii au învățat principala lecție - designul cu fier nu a mai fost niciodată o artă anarhică. A devenit o știință exactă. Ca rezultat al muncii lor, Johnson și Brooke au scris o carte fundamentală, publicată în 1962, Planning a Computer System: Project Stretch.
Proiectarea unui computer a fost împărțită în trei niveluri clasice: dezvoltarea unui sistem de instrucțiuni, dezvoltarea unei microarhitecturi care implementează acest sistem și dezvoltarea arhitecturii de sistem a mașinii în ansamblu. În plus, termenul clasic „arhitectura computerului” a fost folosit pentru prima dată în carte. Metodologic, a fost o lucrare neprețuită, biblia designerilor de hardware și manualul mai multor generații de ingineri. Ideile prezentate acolo au fost aplicate de toate corporațiile de computere din SUA.
Neobositul pionier al ciberneticii, deja amintitul Kitov (nu doar o persoană fenomenal de bine citită, precum Berg, care urmărea constant presa occidentală, ci un adevărat vizionar), a contribuit la publicarea acesteia în 1965 (Designing ultra-fast systems: Stretch). Complex; editat de A.I. Kitov. - M .: Mir, 1965). Volumul cărții a fost redus cu aproape o treime și, în ciuda faptului că în prefața extinsă Kitov a subliniat principalele principii arhitecturale, de sistem, logice și software ale construirii computerelor, a trecut aproape neobservată.
În cele din urmă, Stretch a oferit lumii ceva nou, care nu fusese încă folosit în industria computerelor - ideea de module standardizate, din care a crescut mai târziu întreaga industrie a componentelor pe circuite integrate. Fiecare persoană care merge la magazin pentru a obține o nouă placă video NVIDIA și apoi o pune în locul vechii plăci video ATI și totul funcționează fără probleme, ar trebui să le mulțumească mental lui Johnson și Brook în acest moment. Acești oameni au inventat ceva mai revoluționar (și mai puțin vizibil și au apreciat imediat, de exemplu, dezvoltatorii din URSS nici măcar nu i-au acordat deloc atenție!), decât transportorul și DMA.
Au inventat plăci standard compatibile.
SMS-uri
După cum am spus deja, proiectul Stretch a fost de neegalat ca complexitate. Mașina gigantică urma să fie formată din peste 170 de tranzistori, pe lângă sute de mii de alte componente electronice. Toate acestea trebuiau montate cumva (amintiți-vă cum Yuditsky a calmat plăcile uriașe recalcitrante, rupându-le în dispozitive elementare separate - din păcate, această practică nu a devenit obișnuită pentru URSS), depanată și apoi susținută, înlocuind piesele defecte. Drept urmare, dezvoltatorii au propus o idee care este evidentă din înălțimea experienței noastre actuale - mai întâi dezvoltați blocuri mici separate, implementați-le pe hărți standard, apoi asamblați o mașină din hărți.
Procesor central IBM 7030 (rânduri de dulapuri în spatele unei console uriașe) și un bloc din BM 1401 cu carduri SMS (foto https://blog.hnf.de/t și https://en.wikipedia.org)
Așa s-a născut SMS - Standard Modular System, care a fost folosit peste tot după Stretch.
Include două componente. Prima a fost, de fapt, placa în sine cu elemente de bază de 2,5x4,5 inci cu un conector placat cu aur cu 16 pini. Erau scânduri cu lățime simplă și dublă. Al doilea a fost un suport de card standard, cu anvelopele înapoi.
Unele tipuri de plăci de card ar putea fi configurate folosind un jumper special (la fel cum plăcile de bază sunt reglate acum). Această caracteristică a fost menită să reducă numărul de carduri pe care un inginer trebuie să le poarte. Cu toate acestea, numărul de carduri a depășit în curând 2500 datorită implementării multor familii de logice digitale (ECL, RTL, DTL etc.), precum și a circuitelor analogice pentru diverse sisteme. Cu toate acestea, SMS-urile și-au făcut treaba.
Ele au fost utilizate în toate mașinile IBM din a doua generație și în numeroase periferice ale mașinilor din a treia generație și au servit, de asemenea, drept prototip pentru modulele S/360 SLT mai avansate. Această armă „secretă”, căreia, totuși, nimeni din URSS nu i-a acordat prea multă atenție, a permis IBM să mărească producția mașinilor sale la zeci de mii pe an, despre care am menționat în articolul anterior.
Această tehnologie a fost împrumutată de toți participanții la cursa americană de computere - de la Sperry la Burroughs. Volumul lor total de producție nu a putut fi comparat cu părinții de la IBM, dar acest lucru a făcut posibil, în perioada 1953-1963, să umple pur și simplu nu numai piața americană, ci și cea internațională cu computere de design propriu, literalmente eliminând. toți producătorii regionali de acolo - de la Bull la Olivetti. Nimic nu a împiedicat URSS să facă același lucru, cel puțin cu țările CMEA, dar, din păcate, înainte de seria UE, ideea unui standard nu a vizitat șefilor noștri de planificare de stat.
Concept de ambalare compact
Al doilea pilon după standardizare (care a jucat de o mie de ori în trecerea la circuitele integrate și a dus la dezvoltarea așa-numitelor biblioteci de elemente logice standard, utilizate fără prea multe schimbări din anii 1960 până în zilele noastre!) a fost conceptul de ambalare compactă, la care s-a gândit chiar înainte de circuitele integrate.circuite şi chiar la tranzistori.
Războiul de miniaturizare poate fi împărțit în 4 faze. Primul este pre-tranzistorul, când lămpile au încercat să standardizeze și să reducă. Al doilea este apariția și introducerea plăcilor de circuite imprimate cu montare la suprafață. Al treilea este căutarea celui mai compact pachet de tranzistori, micromodule, circuite cu peliculă subțire și hibride - în general, strămoșii direcți ai circuitelor integrate. Și, în sfârșit, al patrulea - IP-ul în sine. Toate aceste căi (cu excepția miniaturizării lămpilor) ale URSS au trecut în paralel cu SUA.
Primul dispozitiv electronic combinat a fost un fel de „lampă integrată” Loewe 3NF, dezvoltată de compania germană Loewe-Audion GmbH în 1926. Visul acestui ventilator cu tub cald a constat în trei supape triodă într-o carcasă de sticlă, împreună cu cei doi condensatori și patru rezistențe necesare pentru a crea un receptor radio complet. Rezistoarele și condensatorii au fost sigilate în propriile tuburi de sticlă pentru a preveni contaminarea vidului. De fapt, era un „receptor-în-lampă”, ca un sistem modern pe cip! Singurul lucru care trebuia cumpărat pentru a crea un radio era o bobină și un condensator de reglare și un difuzor.
Cu toate acestea, această minune a tehnologiei a fost creată nu pentru a introduce era circuitelor integrate cu câteva decenii mai devreme, ci pentru a evita taxele germane percepute pe fiecare soclu de lampă (taxa de lux a Republicii Weimar). Receptoarele Loewe aveau un singur conector, ceea ce le oferea proprietarilor lor preferințe monetare nu slabe. Ideea a fost dezvoltată în linia 2NF (două tetrode plus componente pasive) și monstruosul WG38 (două pentode, triodă și componente pasive).
Lampă Tsar Loewe 3NF și element ALU IBM 701 (foto https://www.worthpoint.com/ și https://en.wikipedia.org)
În general, tuburile aveau un potențial enorm de integrare (deși costul și complexitatea designului au crescut exorbitant), apogeul unor astfel de tehnologii a fost RCA Selectron. Această lampă monstruoasă a fost dezvoltată sub conducerea lui Jan Aleksander Rajchman, supranumit Mr. Memory pentru crearea a 6 tipuri de RAM de la semiconductor la holografică.
John von Neumann
După construirea ENIAC, John von Neumann a mers la Institutul de Studii Avansate (IAS), unde era dornic să continue munca la o nouă direcție științifică importantă (el credea că computerele sunt mai importante decât bombele atomice pentru înfrângerea URSS) - calculatoare. Conform ideii lui von Neumann, arhitectura pe care a proiectat-o (numită mai târziu cea a lui von Neumann) urma să devină o referință pentru proiectarea mașinilor în toate universitățile și centrele de cercetare din SUA (apropo, parțial, asta s-a întâmplat) - din nou dorința de unificare si simplificare!
Pentru mașina IAS, von Neumann avea nevoie de memorie. Și RCA, principalul producător al tuturor instrumentelor cu vid din SUA la acea vreme, s-a oferit cu generozitate să le sponsorizeze cu tuburi Williams. Se aștepta ca, incluzându-le în arhitectura standard, von Neumann să contribuie la răspândirea lor ca standard RAM, ceea ce ar aduce profituri uriașe RCA în viitor. Proiectul IAS a inclus 40 kb de RAM, sponsorii de la RCA au fost puțin întristați de astfel de pofte și au cerut departamentului lui Reichmann să reducă numărul de tuburi.
Raikhman, cu ajutorul emigrantului rus Igor Grozdov (în general, mulți ruși au lucrat la RCA, inclusiv faimosul Zworykin, iar președintele David Sarnov însuși era un evreu din Belarus - un emigrant) a dat naștere unei soluții cu totul uimitoare - coroana vidului tehnologie integrata, lampa RAM RCA SB256 Selectron pentru 4 kbit! Cu toate acestea, tehnologia s-a dovedit a fi nebun de complexă și de costisitoare, chiar și lămpile în serie costă aproximativ 500 de dolari bucata, baza, în general, era un monstru cu 31 de contacte. Drept urmare, proiectul nu a găsit un cumpărător din cauza întârzierilor cu seria - exista deja o memorie de ferită pe nas.
Probabil cel mai complex dispozitiv de electrovacuum este același RCA SB256 Selectron, schema lui de funcționare și o sursă de alimentare monstruoasă pentru ele (foto https://computerhistory.org/)
Proiectul Tinkertoy
Mulți producători de computere au făcut încercări conștiente de a îmbunătăți arhitectura (topologia, încă nu vă puteți spune aici) modulelor de lămpi pentru a le crește compactitatea și ușurința de înlocuire.
Cea mai reușită încercare a fost seria IBM 70xx de blocuri de lămpi standard. Apogeul miniaturizării lămpii a fost prima generație a programului Project Tinkertoy, numit după designerul popular pentru copii din anii 1910-1940.
Nu totul merge bine pentru americani, mai ales când guvernul încheie contracte. În 1950, Biroul de Aeronautică al Marinei a comandat Biroului Național de Standarde (NBS) să dezvolte un sistem cuprinzător pentru proiectarea și producția asistată de computer de dispozitive electronice modulare universale. În principiu, la acel moment era justificat, deoarece nimeni nu știa încă unde va duce tranzistorul și cum să-l folosească corect.
NBS a pompat peste 4,7 milioane de dolari în dezvoltare (aproximativ 60 de milioane de dolari conform standardelor actuale), articole entuziaste au fost publicate în numărul din iunie 1954 al revistei Popular Mechanics și numărul din mai 1955 al revistei Popular Electronics și... Proiectul s-a dezumflat, lăsând în urmă doar câteva tehnologii. pulverizare, și o serie de geamanduri radar din anii 1950 fabricate din aceste componente.
Ce s-a întâmplat?
Ideea a fost cool - să revoluționăm automatizarea producției și să transformăm blocurile voluminoase, la IBM 701, în module compacte și versatile. Singura problemă a fost că întregul proiect a fost proiectat pentru tuburi, iar până la finalizare, tranzistorul și-a început deja treapta câștigătoare. Nu numai în URSS a știut să întârzie - proiectul Tinkertoy a absorbit sume uriașe și s-a dovedit a fi complet inutil.
Blocurile Tinkertoy, un articol despre ele în Popular Mechanics și o geamandură sonar pentru vânătoarea de submarine sovietice sunt singura utilizare a proiectului original (foto https://1500py470.livejournal.com/)
Placi standard
A doua abordare a ambalării a fost optimizarea plasării tranzistorilor și a altor componente discrete pe plăci standard.
Până la mijlocul anilor 1940, singura modalitate de a repara piesele (apropo, bine potrivită pentru electronica de putere și folosită ca atare acum) era construcția punct la punct. Această schemă nu era automatizată și nu era foarte fiabilă.
Inginerul austriac Paul Eisler a inventat placa de circuite pentru radioul său în timp ce lucra în Marea Britanie în 1936. În 1941, plăcile cu circuite imprimate multistrat erau deja folosite în minele navale magnetice germane. Tehnologia a ajuns în Statele Unite în 1943 și a fost folosită la siguranțele radio Mk53. PCB-urile au devenit disponibile pentru utilizare comercială în 1948, iar procesele automate de asamblare (pentru că componentele erau încă articulate de ele) au apărut abia în 1956 (dezvoltate de Corpul de semnalizare al armatei SUA).
Lucrări similare, apropo, în același timp în Marea Britanie a fost realizată de deja menționatul Jeffrey Dahmer, părintele circuitelor integrate. Guvernul și-a acceptat plăcile de circuite imprimate, dar, după cum ne amintim, microcircuitele au fost tăiate pe scurt.
Până la sfârșitul anilor 1960 și inventarea carcasei plane și a conectorilor de panou pentru microcircuite, punctul culminant al dezvoltării plăcilor de circuite imprimate la primele computere a fost așa-numitul ambalaj din grămadă de lemn sau din lemn. Economisește spațiu considerabil și a fost adesea folosit acolo unde miniaturizarea a fost critică - în produse militare sau supercomputere.
În designul din lemn de cordon, componentele axiale de plumb au fost instalate între două plăci paralele și fie lipite împreună cu fire jumper, fie conectate cu bandă subțire de nichel. Între plăci au fost plasate carduri de izolație pentru a evita scurtcircuitarea, iar perforațiile au permis trecerea cablurilor componente în stratul următor.
Dezavantajele lemnului de cordon au fost că trebuiau folosiți știfturi speciali placați cu nichel pentru a asigura suduri fiabile, expansiunea termică putea deforma plăcile (ceea ce a fost observat în mai multe module ale computerului Apollo) și, în plus, această schemă a redus mentenabilitatea unitate la nivelul unui MacBook modern, dar înainte de apariția circuitelor integrate, cordwood a făcut posibilă atingerea celei mai mari densități posibile.
O placă de circuit imprimat standard cu montare la suprafață de la primul cadru central de tranzistor comercial Philco NTANSAC 2000 Model 212 (1960), parte a procesorului de la cea mai puternică mașină a anilor '60, legendarul CDC6600, realizat folosind tehnologia cordwood (foto https:// computerhistory.org/, https: //cds.cern.ch)
Elemente ale unui procesor central Burroughs B5000 bank (1961), asamblate în blocuri din lemn de cordon, fotografie din colecția autorului.
Desigur, ideile de optimizare nu s-au terminat pe panouri.
Și primele concepte de ambalare a tranzistorilor s-au născut aproape imediat după începerea producției lor în masă. Articolul BSTJ 31: 3. Mai 1952: Starea actuală a dezvoltării tranzistorului. (Morton, JA) a fost primul care a descris cercetările privind „fezabilitatea utilizării tranzistorilor ca circuite miniaturale ambalate”. Bell a dezvoltat 1752 pachete integrate pentru primele sale tipuri de M7, fiecare conținând o placă de circuit încorporată în plastic transparent, dar lucrurile nu au mers dincolo de prototipuri.
În 1957, armata americană și NSA s-au interesat de această idee și au comandat Sylvania Electronic System să dezvolte ceva de genul modulelor din lemn de cordon sigilate în miniatură pentru a fi utilizate în vehicule militare secrete. Proiectul a fost denumit FLYBALL 2, au fost dezvoltate mai multe module standard care conțin elemente NOR, XOR etc. Create de Maurice I. Crystal, au fost folosite în calculatoarele criptografice HY-2, KY-3, KY-8, KG-13 și KW-7. KW-7, de exemplu, constă din 12 plăci plug-in, fiecare dintre acestea putând găzdui până la 21 de module FLYBALL dispuse în 3 rânduri a câte 7 module fiecare. Modulele erau multicolore (20 de tipuri în total), fiecare culoare era responsabilă de funcția sa.
Un pachet de tranzistori din primul articol Bell și un model de laborator al dispozitivului asamblat pe ele. D4a și îmbarcați de pe el (https://de.wikipedia.org, https://www.robotrontechnik.de). FLYBALL 2, brevetul său și placa secretă pentru criptocomputer NSA KW-7 (https://www.cryptomuseum.com)
Blocuri similare cu numele Gretag-Bausteinsystem au fost produse de Gretag AG în Regensdorf (Elveția).
Chiar mai devreme, în 1960, blocuri similare Seria 1, Seria 40 și NORbit au fost fabricate de Philips ca elemente ale controlerelor logice programabile pentru a înlocui releele în sistemele de control industrial, seria avea chiar și un circuit de temporizare similar cu celebrul cip 555. modulele au fost produse de Philips și ramurile lor Mullard și Valvo (a nu se confunda cu Volvo!) și au fost folosite în automatizarea fabricilor până la mijlocul anilor 1970.
Chiar și în Danemarca, aparatul Electrologica X1 din 1958 folosea module miniaturale multicolore, atât de asemănătoare cu cărămizile Lego îndrăgite de danezi. În RDG, la Institutul de Calculatoare de la Universitatea Tehnică din Dresda, în 1959 profesorul Lehmann (Nikolaus Joachim Lehmann) a construit aproximativ 10 computere miniaturale pentru studenții săi sub marcajul D4a, au folosit un pachet similar de tranzistori.
Lucrările de căutare au decurs continuu, de la sfârșitul anilor 1940 până la sfârșitul anilor 1950. Problema era că niciun truc corpuscular nu putea ocoli așa-numita tiranie a numerelor, un termen inventat de Jack Morton, vicepreședintele Bell Labs, într-un articol din 1958 „Proceedings of the IRE”.
Problema este că numărul de componente discrete din computer a atins limita. Mașinile cu peste 200000 de module individuale s-au dovedit pur și simplu inoperabile - în ciuda faptului că tranzistoarele, rezistențele și diodele erau deja foarte fiabile în acest moment. Cu toate acestea, chiar și probabilitatea de defecțiune în sutimi de procent, înmulțită cu sute de mii de piese, a dat o șansă semnificativă ca ceva să se spargă în computer în orice moment. Montarea la suprafață cu kilometri de cabluri și milioane de contacte lipite a înrăutățit situația. IBM 7030 a rămas limita complexității mașinilor pur discrete, chiar și geniul lui Seymour Cray nu a putut face mult mai complexul CDC 8600 să funcționeze stabil.
Conceptul de circuite hibride
La sfârșitul anilor 1940, Laboratoarele Centrale Radio din Statele Unite au dezvoltat așa-numita tehnologie cu peliculă groasă - piste și elemente pasive au fost aplicate pe un substrat ceramic printr-o metodă similară cu fabricarea plăcilor de circuite imprimate, apoi tranzistorii fără pachet au fost lipiți pe substratul și toate acestea au fost sigilate.
Astfel a luat naștere conceptul așa-numitelor microcircuite hibride.
În 1954, Marina a injectat încă 5 milioane de dolari în programul eșuat Tinkertoy, în timp ce Armata a adăugat 26 de milioane de dolari. RCA și Motorola au preluat afacerea. Primul a îmbunătățit ideea CRL, dezvoltând-o la așa-numitele microcircuite cu peliculă subțire, rezultatul muncii celui de-al doilea a fost, printre altele, celebrul pachet TO-3 - credem că oricine a văzut vreodată orice electronică va recunoaște imediat aceste runde puternice cu urechi. În 1955, Motorola a lansat primul său tranzistor XN10 în el, iar carcasa a fost selectată astfel încât să se potrivească cu mini-panoul din tubul Tinkertoy, de unde o formă atât de recunoscută. De asemenea, a intrat în vânzare gratuită și a fost folosită din 1956 în radiourile auto, iar apoi peste tot, astfel de carcase sunt folosite și astăzi.
Evoluțiile Motorola au culminat cu crearea unei carcase clasice pentru un tranzistor (foto https://1500py470.livejournal.com/)
Iar armata SUA la sfârșitul anilor 1950 a folosit circuite RCA hibride cu peliculă subțire (foto https://1500py470.livejournal.com/)
Până în 1960, hibrizii (în general, orice s-ar fi numit - microansambluri, micromodule etc.) au fost utilizați în mod constant de armata americană în proiectele lor, înlocuind pachetele anterioare de tranzistori stângaci și robuste.
Cea mai bună oră de micromodule a venit deja în 1963 - IBM a dezvoltat și circuite hibride pentru seria sa S/360 (care a vândut un milion de exemplare, a fondat o familie de mașini compatibile, produse până în prezent și copiate (legal sau nu) peste tot - din Japonia până la URSS), pe care l-au numit SLT.
Circuitele integrate nu mai erau o noutate, dar IBM se temea pe bună dreptate pentru calitatea lor și era obișnuită să aibă în mâini un ciclu complet de producție. Pariul a fost justificat, mainframe-ul nu numai că a avut succes, a fost legendar, precum PC-ul IBM, și a făcut aceeași revoluție.
Desigur, în modelele ulterioare, cum ar fi S/370, compania a trecut deja la microcircuite cu drepturi depline, însă, în cutii de aluminiu de aceeași marcă. SLT-urile erau o adaptare mult mai mare și mai ieftină a micilor module hibride (numai 7,62x7,62 mm în dimensiune) pe care le dezvoltaseră în 1961 pentru IBM LVDC (calculatorul de bord al MBR-ului, precum și programul Gemini). Ce este amuzant - circuitele hibride au funcționat acolo împreună cu circuitele integrate TI SN3xx deja cu drepturi depline.
Modulele SLT de la IBM și placa S/360 de pe ele, în partea de jos este computerul de bord Gemini, cipurile albe sunt hibrizi IBM, cipurile aurii sunt IC-uri de la TI (foto https://www.ibm.com/, http ://www.lichtbildwerkstatt .net/, https://1500py470.livejournal.com/)
Cu toate acestea, flirtul cu tehnologia filmului subțire, pachetele nestandard de microtranzistoare și alte lucruri a fost inițial o fundătură - o jumătate de măsură care nu a permis trecerea la un nou nivel de calitate, făcând o adevărată descoperire.
Iar descoperirea trebuia să fie o reducere radicală, prin ordine de mărime, a numărului de elemente și conexiuni discrete dintr-un computer. Ceea ce era nevoie nu erau ansambluri viclene, ci produse standard monolitice care înlocuiesc plăci întregi de plăci.
Ultima încercare de a stoarce ceva din tehnologia clasică a fost un apel la așa-numita electronică funcțională - o încercare de a dezvolta dispozitive semiconductoare monolitice care înlocuiesc nu numai diodele și triodele în vid, ci și lămpile mai complexe - tiratroni și dekatroni.
În 1952, Jewell James Ebers de la Bell Labs a creat un tranzistor cu patru straturi „pe steroizi” - un tiristor, un analog al tiratronului. În laboratorul său, din 1956, Shockley a început să lucreze la reglarea fină a producției în serie a unei diode cu patru straturi - un dinistor, dar natura sa certată și paranoia începută nu i-au permis să finalizeze treaba și au ruinat grupul.
Lucrările din 1955-1958 cu structurile tiristoare cu germaniu nu au adus rezultate. În martie 1958, RCA a anunțat prematur registrul de deplasare pe XNUMX biți Walmark ca „un nou concept în tehnologia electronică”, dar circuitele tiristoarelor cu germaniu nu erau funcționale. Pentru a stabili producția lor în masă, a fost nevoie de exact același nivel de microelectronică ca și pentru circuitele monolitice.
Tiristorii și dinistorii și-au găsit aplicația în tehnologie, dar nu și în tehnologia computerelor, după ce problemele cu eliberarea lor au fost rezolvate prin apariția fotolitografiei.
Acest gând strălucitor a vizitat aproape simultan trei oameni din lume. Englezul Jeffrey Dahmer (dar propriul său guvern l-a dezamăgit), americanul Jack St. Clair Kilby (Jack St. Clair Kilby, a avut noroc pentru toți trei - Premiul Nobel pentru crearea IP) și rusul - Yuri Valentinovich Osokin (rezultatul este ceva între Dahmer și Kilby: i s-a permis să creeze un microcircuit de mare succes, dar în cele din urmă nu au dezvoltat această direcție).
Vom vorbi despre cursa pentru primul IP industrial și despre cum URSS aproape că a luat prioritate în acest domeniu, vom vorbi data viitoare.
informații