Nașterea sistemului sovietic de apărare antirachetă. Cum a copiat URSS microcircuitele
Mai simplu spus, există două mari categorii de tranzistori: din punct de vedere istoric, primul serial - tranzistori bipolari (tranzistor cu joncțiune bipolară, BJT) și din punct de vedere istoric primii din punct de vedere conceptual - tranzistori cu efect de câmp (tranzistor cu efect de câmp, FET), și elementele logice asamblate pe ele. , în ambele cazuri, poate fi implementat atât sub formă discretă, cât și sub formă de circuite integrate.
Pentru tranzistoarele bipolare, au existat două tehnologii principale de fabricație: un punct primitiv (tranzistor de contact punctual), care nu avea nicio aplicație practică, și tehnologia tranzistoarelor pe joncțiuni pn (tranzistor de joncțiune).
La rândul lor, tranzistoarele de joncțiune constau din trei generații tehnologice principale (în funcție de modul în care a fost formată joncțiunea): tranzistori cu o joncțiune crescută (tranzistor de joncțiune crescută, lucrare originală de Shockley, 1948), , RCA și General Electric, 1951, dezvoltate în Tehnologia MAT / MADT de la Philco și PADT de la Philips) și cele mai avansate tranzistoare de joncțiune obținute prin difuzie (tranzistor cu bază difuză de la Bell Labs, 1954, tranzistor Mesa mai avansat de la Texas Instruments, 1957 și, în final, tranzistori plani de la Fairchild Semiconductor, 1959).
Ca opțiuni exotice, existau și tranzistori cu barieră de suprafață (tranzistor cu barieră de suprafață, Philco, 1953), pe ele au fost computerele MIT Lincoln Laboratory TX0 și TX2, Philco Transac S-1000 și Philco 2000 Model 212, Ferranti-Canada. a creat DATAR, Burroughs AN/GSQ-33, Sperry Rand AN/USQ-17 și UNIVAC LARC!
Erau cunoscute și tranzistoarele cu câmp de deriva (Serviciul poștal german Biroul central de tehnologie de telecomunicații, 1953), au fost utilizate în IBM 1620 (1959) sub denumirea de Saturated Drift Transistor Resistor Logic (SDTRL).
Pentru producția de microcircuite, trei variante de tranzistoare de joncțiune erau potrivite (teoretic) - aliaj, mesa și planar.
În practică, bineînțeles, nimic nu s-a întâmplat cu aliajele (au rămas doar ideile de hârtie ale lui Jeffrey Dummer, Bernard Oliver și Harvick Johnson, 1953), cu tranzistoarele mesa, s-a dovedit un hibrid mizerabil TI 502 de la Jack Kilby și nu mai erau dispuși. de a experimenta, iar procesul planar, dimpotrivă, a mers perfect.
Primele microcircuite plane au fost Fairchild Micrologic (aceleași folosite în Apollo Guidance Computer și obscurele bujii AC MAGIC și Martin MARTAC 420) și Texas Instruments SN51x (utilizate în calculatoarele NASA Interplanetary Monitoring Probe și rachetele Minuteman II), ambele au apărut în 1961 .
În general, Fairchild a făcut bani frumoși cu programul Apollo - pentru toate computerele, în total, NASA a achiziționat peste 200 de cipuri pentru 000-20 de dolari fiecare.
Ca urmare, atât tranzistoarele bipolare plane, cât și microcircuitele bazate pe acestea au fost utilizate pentru producția de computere în anii 1960 (și microcircuite în anii 1970).
De exemplu, marele CDC 6600 a fost asamblat în 1964 pe 400 de tranzistoare bipolare de siliciu Fairchild 000N2, fabricate folosind cea mai avansată tehnologie epitaxială plană și proiectate pentru o frecvență ultra-înaltă de 709 MHz.
O scurtă istorie a logicii
Cum erau organizate celulele logice la acea vreme?
Pentru a asambla un computer, sunt necesare două lucruri.
În primul rând, trebuie să asamblați cumva circuitul logic în sine pe chei care pot fi controlate.
În al doilea rând (și acest lucru nu este mai puțin important!), trebuie să amplificați semnalul unei celule, astfel încât aceasta, la rândul său, să poată controla comutarea altora, așa sunt asamblate circuite aritmetice-logice complexe.
În primul tip de logică din punct de vedere istoric - logica rezistor-tranzistor (RTL), același singur tranzistor a fost folosit ca amplificator, care a servit drept cheie, nu mai existau elemente semiconductoare în circuit.
Celula RTL arată cât se poate de primitivă din punct de vedere al ingineriei electrice, de exemplu, aici este implementarea clasică a elementului NOR.
Un tabel care arată cum funcționează celula NOR și două implementări posibile - cea mai primitivă, 2-NOR cu două intrări și 3-NOR cu trei intrări. Calculatorul de ghidare Raytheon Apollo a fost asamblat cu 4 dintre aceste cipuri 100-NOR de la Fairchild Semiconductor. A doua versiune, deja pentru zborurile cu echipaj, a fost îmbunătățită la 3 de cipuri, fiecare dintre ele combinând două 2-NOR.
AGC este cel mai faimos computer RTL din lume. În dreapta este Margaret Hamilton, unul dintre dezvoltatorii software-ului misiunii Apollo (https://wehackthemoon.com, https://www.theatlantic.com).
Desigur, cu ajutorul RTL este posibil (și necesar!) să se implementeze alte construcții, de exemplu, declanșatoare.
Primul computer cu tranzistori, MIT TX0, a fost asamblat în 1956 folosind tranzistori RTL discreti.
În URSS, RTL a stat la baza primelor microcircuite Osokin, despre care am scris deja - P12-2 (102, 103, 116, 117) și GIS „Tropa-1” (201).
RTL era ieftin și simplu, dar avea o mulțime de dezavantaje: putere mare, care ducea la creșterea încălzirii, niveluri de semnal neclare, viteză scăzută, imunitate scăzută la zgomot și, cel mai important, capacitate scăzută de încărcare a ieșirilor.
Varianta RCTL (logica rezistență-condensator-tranzistor) avea o viteză mai mare, dar era și mai puțin rezistentă la zgomot.
În ciuda apariției unor serii mai avansate, RTL a fost folosit și produs până în 1964.
Una dintre cele mai populare a fost seria Fairchild MWuL și uL puțin mai rapid. Aceste două grupe, completându-se reciproc din punct de vedere al caracteristicilor, constau din aproximativ 20 de tipuri de CI și au fost produse în cantități mari timp de trei ani.
În URSS, au fost clonate în jurul anului 1966, iar până la mijlocul anilor 1980 au fost produse diverse versiuni ale monstruos de antediluvian RTL, dacă nu mai departe.
Dezvoltarea a avut loc după clasici, cu tot ce s-a potrivit, așa cum era obișnuit în URSS din timpuri imemoriale (scrie despre seria a 111-a celebru colecționar și istoric al electronicii):
O logică RTL neambalată foarte rară, una dintre primele serii de logică domestică (tema „Microwatt”), dezvoltată în KB-2 de F. G. Staros. Inițial, a fost produs sub numele pre-GOST TIS. Poveste dezvoltarea sa nu este lipsită de momente ciudate și pete albe. Probabil, inițial Staros la mijlocul anilor 60 a dezvoltat 1LB111–1LB113 cu sortare după curentul de intrare/ieșire și timpul de propagare.
Apoi (aproximativ la începutul anilor 70) apar 1LB111–1LB113, care sunt respinse de aproape aceiași parametri, dar în termeni absoluti au caracteristici vizibil mai bune. De exemplu, timpul de propagare a fost de 600/650 ns și a devenit 100/400 ns. Au găsit aplicație, de exemplu, în microcircuite hibride din seria 207 - probabil când înlocuiesc un element logic de bază asamblat pe tranzistoare discrete.
Dar destul de repede, până în 1973, lansarea versiunii de mare viteză a fost întreruptă, iar 1LB112 + 1LB113 au părăsit scena.
Situația a revenit la starea inițială. Ce înseamnă această a doua opțiune aventuroasă este acum destul de greu de stabilit, dar este posibil să fi existat doi dezvoltatori. Atunci povestea are sens. Aparent, dezvoltatorul unei versiuni mai rapide a fost putred până în 1973, ceea ce este în concordanță cu istoria Staros Design Bureau.
Cireșe pe tort în catalogul anului 1976, 1LB113 reapare de undeva...
Apoi (aproximativ la începutul anilor 70) apar 1LB111–1LB113, care sunt respinse de aproape aceiași parametri, dar în termeni absoluti au caracteristici vizibil mai bune. De exemplu, timpul de propagare a fost de 600/650 ns și a devenit 100/400 ns. Au găsit aplicație, de exemplu, în microcircuite hibride din seria 207 - probabil când înlocuiesc un element logic de bază asamblat pe tranzistoare discrete.
Dar destul de repede, până în 1973, lansarea versiunii de mare viteză a fost întreruptă, iar 1LB112 + 1LB113 au părăsit scena.
Situația a revenit la starea inițială. Ce înseamnă această a doua opțiune aventuroasă este acum destul de greu de stabilit, dar este posibil să fi existat doi dezvoltatori. Atunci povestea are sens. Aparent, dezvoltatorul unei versiuni mai rapide a fost putred până în 1973, ceea ce este în concordanță cu istoria Staros Design Bureau.
Cireșe pe tort în catalogul anului 1976, 1LB113 reapare de undeva...
Remarcăm un punct extrem de important pentru un raționament suplimentar.
Tipul logic este un concept aplicat proiectării circuitului unui element logic, nu implementării sale specifice!
RTL poate fi implementat atât pe elemente discrete, cât și într-o variantă de microcircuit. De fapt, puteți chiar înlocui tranzistorul cu o lampă și obțineți o logică a tubului vidat cuplat cu rezistență - așa a fost folosită de primul computer electronic prototip din lume - Computerul Atanasoff-Berry (1927–1942). Varianta RTL poate fi găsită în primele cipuri - Fairchild Micrologic, iar varianta RCTL - în TI SN51x.
Celebra serie spațială RTLC TI SN51x. Microcircuitele în sine, structura lor internă și unitatea de control Minuteman II cu computerul Sistemului de ghidare a rachetelor Autonetics D-37D pe ele (https://minutemanmissile.com/, http://ummr.altervista.org, https://www. .petritzfoundation .org)
Capacitatea de încărcare este critică pentru crearea de circuite complexe - ce fel de computer va apărea acolo, dacă celula noastră de tranzistori este capabilă să balanseze maximum 2-3 vecini, nici măcar nu puteți asambla un sumător inteligent. Ideea a apărut destul de repede - de a folosi un tranzistor ca amplificator de semnal și de a implementa logica pe diode.
Așa că a apărut o versiune mult mai avansată a logicii - diodă-tranzistor (logica diodă-tranzistor, DTL). Bonusul DTL este capacitatea mare de încărcare, deși viteza încă mai lasă de dorit.
A fost DTL care a stat la baza a 90% din mașinile de a doua generație, de exemplu, IBM 1401 (o versiune proprietară ușor modificată a logicii cu diode cu tranzistori completate - CTDL, ambalată în carduri SMS) și o mulțime de altele. Nu existau cu greu mai puține opțiuni pentru implementarea circuitelor DTL decât mașinile în sine.
O celulă DTL NAND elementară și un bloc logic de la BESM-6 pe o modificare ECL pervertită pentru comparație (https://1500py470.livejournal.com).
Bineînțeles, puteți face fără tranzistori, apoi obțineți logica tubului vid cu diodă (o soluție extrem de populară la începutul anilor 1950, aproape toate mașinile care sunt numite în mod obișnuit mașini cu tuburi aveau de fapt circuite logice cu diode, iar tuburile nu calculau nimic, doar a amplificat semnalul, un exemplu de manual - Brook's M1).
O altă opțiune exotică conform standardelor actuale este logica pur cu diodă (logica diodă-rezistor, DRL). Inventat în același timp cu apariția primelor diode industriale, a fost utilizat pe scară largă în mașinile mici de la începutul anilor 1950, de exemplu, calculatorul IBM 608 și computerul de bord Autonetics D-17B de la celebra rachetă Minuteman I.
Înainte de inventarea procesului planar, tranzistorii erau considerați nepotriviți pentru aplicații militare critice din cauza potențialei nefiabilitati, așa că americanii foloseau DRL-uri în primele lor rachete.
Răspunsul sovietic Minuteman Am folosit un computer cu tub, iar racheta R-7 (inclusiv datorită dimensiunii mai mari a tuturor celorlalte componente) s-a dovedit a fi monstruos de uriaș în comparație cu cea americană: yankeii au aproximativ 29 de tone și 16,3x1,68. 280 de metri față de un incredibil de 34 de tone și 10,3x25 metri. Chiar și monstruosul LGM-31,4C Titan II avea o dimensiune de 3,05x154 metri și o masă de XNUMX de tone, în general, ICBM-urile sovietice au fost întotdeauna mult mai mari decât cele americane, din cauza înapoierii tehnologiei.
Ca rezultat, de exemplu, ca răspuns la clasa compactă Ohio SSBN, a trebuit dezvoltat chthonic 941 Shark - într-o barcă de dimensiunea Ohio, rachetele sovietice pur și simplu nu s-ar potrivi.
Pe lângă computere, DRL a fost folosit de zeci de ani în toate tipurile de automatizări ale fabricilor.
DRL clasic - celulă AND-OR, o placă de la Autonetics D-17B și computerul însuși (https://minutemanmissile.com, http://www.bitsavers.org)
Logica tranzistorilor și-a găsit drumul în circuitele integrate, începând cu cipurile Signetics SE100 din 1962.
Чуть позже DTL-версии микросхем были выпущены всеми основными игроками на рынке, включая Fairchild 930 Series, Westinghouse и Texas Instruments, разработавшую на них БЦВМ D-37C Minuteman II Guidance Computer в том же 1962 году.
În Uniune, au fost produse microcircuite DTL în cantități uriașe: seriile 104, 109, 121, 128, 146, 156, 205, 215, 217, 218, 221, 240 și 511.
Pregătirea pentru producția de DTL nu a fost lipsită de aventuri sovietice.
Iuri Zamotailov își amintește, p. n. Cu. Departamentul de Fizică Nucleară, VSU:
În 1962, departamentul nr. 8 (șeful departamentului Khoroshkov Yu.V.) i-a cerut inginerului șef Kolesnikov V.G. o mulțime de bani pentru fabrica din acea vreme să achiziționeze un tun cu electroni. Scopul a fost nobil - să facă diode pe el folosind o tehnologie incredibil de simplă (și, prin urmare, ieftină) - analogi ai D226 necesari pentru țară. Tehnologia este cu adevărat simplă: oxidarea plăcilor, depunerea de aluminiu, arderea fasciculului de electroni, marcarea și asamblarea.
Nu vreau să scot scuze pentru eșec, dar pentru ideea generală o să spun că o cameră cub vid, de aproximativ 3 mc, protejată de 3 tone de plumb de la raze X secundare, a fost achiziționată de la NIIAT din Moscova.
Era faimoasă pentru faptul că Valery Bykovsky a cântat cu ea după zborul în spațiu. Deci, pentru ca operatorii să încarce piese în el, acesta a fost echipat cu o scară înaltă de aproximativ trei metri. Conform datelor din pașaport, fasciculul de electroni ar putea fi focalizat la un diametru de 100 μm.
O ajustare pe doi ani de către specialiștii NIIAT și noi a dat un fascicul cu un diametru minim de aproximativ un milimetru. Este suficient să spunem că fasciculul a fost reglat și controlat folosind 148 transformatoare de tip LATR-2.
Pe scurt, arma a trebuit să fie transferată la Institutul Politehnic.
Reprezentați starea noastră de spirit?
În departament, unii pur și simplu au încetat să spună bună. Khoroshkov Yu.V., trecând, s-a uitat prin noi.
Nu vreau să scot scuze pentru eșec, dar pentru ideea generală o să spun că o cameră cub vid, de aproximativ 3 mc, protejată de 3 tone de plumb de la raze X secundare, a fost achiziționată de la NIIAT din Moscova.
Era faimoasă pentru faptul că Valery Bykovsky a cântat cu ea după zborul în spațiu. Deci, pentru ca operatorii să încarce piese în el, acesta a fost echipat cu o scară înaltă de aproximativ trei metri. Conform datelor din pașaport, fasciculul de electroni ar putea fi focalizat la un diametru de 100 μm.
O ajustare pe doi ani de către specialiștii NIIAT și noi a dat un fascicul cu un diametru minim de aproximativ un milimetru. Este suficient să spunem că fasciculul a fost reglat și controlat folosind 148 transformatoare de tip LATR-2.
Pe scurt, arma a trebuit să fie transferată la Institutul Politehnic.
Reprezentați starea noastră de spirit?
În departament, unii pur și simplu au încetat să spună bună. Khoroshkov Yu.V., trecând, s-a uitat prin noi.
Mă întreb de ce Zelenograd cumpăra constant echipamente din Occident?
Poate din cauza faptului că instalațiile sovietice erau potrivite doar ca recuzită pentru filme despre Dr. Frankenstein?
Drept urmare, toată lumea a marcat la diode și a decis să asambleze microcircuite imediat (dacă puteți obține stepper-uri occidentale).
A început clonarea DTL.
Dar ce fel de schemă să faci?
Sincer să fiu, inginerii de circuite dintre noi sunt inutili. Într-una dintre reviste, au găsit o schemă DTL cu nouă componente. Adăugând o diodă la intrarea sa, am obținut același TS-1.
<...>
Sosind din nou la noi, Shokin A.I., ca întotdeauna, însoțit la acea vreme de prim-secretarul comitetului regional al PCUS SD Khitrov, seara, într-un cerc restrâns, s-a familiarizat cu evoluția lucrărilor. Apoi a fost pusă problema depunerii lucrării de cercetare „Titan” la Comisia de Stat...
Nu voi uita niciodată cuvintele lui Shokin: „Bărbați! 31 decembrie, cel puțin sub cel mai mult de 24 de ore, la mine acasă, dar aduceți schema actuală. Khitrov S.D. stă și spune: „Și am unul!” chiar m-am înfiorat. Mă gândesc: „Dar tu de ce ar trebui?! Doamne ferește ca cineva să iasă, dovedind că tehnologia este dezvoltată în mod fundamental.
Cu toate acestea, fraza lui Khitrov și-a făcut efectul.
După o pauză, ministrul a spus: „Într-adevăr, o mostră cumva nu sună”. Și, scuzați-mă, după o jumătate de oră de tranzacționare, am convenit ca 10 mostre să fie prezentate Comisiei de Stat. Ne-am amintit multă vreme de Khitrov și am uitat abia după ce Comisia de Stat a depus subiectul.
Nu voi uita niciodată ziua în care, în sfârșit, a pâlpâit primul cristal (în întregime!!!).
A fost o mare bucurie pentru echipă, pe care, scuze, nu o pot descrie.
S-a întâmplat la mijlocul lunii noiembrie. Au mai rămas 1,5 luni și mai trebuiau făcute 9 piese!
Și deși, din cauza muncii super-intensive, am rulat un lot de 15–20 de farfurii în 4–5 zile, iar loturile au fost lansate zilnic, așa cum se întâmplă adesea în viață, s-a instalat o adevărată serie de pierderi. Timp de aproape o lună nu a existat un singur cristal întreg.
Slavă Domnului, undeva la mijlocul lunii decembrie, din două-trei loturi, I. A. Arakcheeva a strâns 7 cristale și le-a asamblat în cutii. Sincer să fiu (acum putem recunoaște), Comisiei de Stat i s-au prezentat 10 blocuri de măsurare, în care opt aveau diagrame, iar două erau cutii goale. Însă Comisia de Stat a fost mulțumită de măsurătorile celor două scheme.
<...>
Trebuie să-i aducem un omagiu lui VG Kolesnikov în înțelegerea problemelor noastre.
Știa perfect că pe echipamentele pe care se desfășoară în principal o parte a cercetării și dezvoltării, nu era vorba de a efectua cercetare și dezvoltare, de a organiza producția de masă. Cu încă 6 luni înainte de încheierea cercetării, am aflat din colțul urechii că inginerul șef adjunct Lavrentiev K.A. a plecat în Japonia, însă, în ce scop nu eram prea conștienți...
După câteva săptămâni, ne-am grăbit să despachetăm cuptoarele aduse de Lavrentiev din Japonia. Acestea au fost faimosul SDO-2, care ne-a salvat literalmente. Le-am primit chiar în momentul de fund.
Astfel, V. G. Kolesnikov a cerșit monedă în avans și a convenit asupra furnizării de echipamente (împreună cu cuptoarele, unele echipamente au fost primite folosind măști foto și fotolitografie).
<...>
L-am dus pe A. I. Chernyshov de la școala absolventă a Universității de Stat Voronezh la laborator peste limită, în plus, ca inginer superior. Eu, cunoscându-l și mai devreme, nu i-am dat niciun grup (și nu i-a cerut), dar l-am instruit să lucreze cu contactele. Timp de două luni - două și jumătate, așa cum am spus atunci, fără întoarcere.
Și apoi într-o zi m-a sunat și mi-a spus: „Uite!”
Am verificat cristalul, nu există niciun contact la intrarea a două diode, circuitul în sine, desigur, nu funcționează. Apoi pune farfuria pe o sobă plată de casă, o încălzește până la 470 de grade și stă timp de 15 minute. După aceea, pe această placă găsim două circuite funcționale, pe cealaltă (similar) - 3 etc.
Deci a fost găsit modul de ardere a aluminiului.
La urma urmei, înainte de asta, aluminiul a fost ars la o temperatură de 300 de grade, folosind mesaje secrete primite prin departamentul 1, care s-au dovedit a fi dezinformare ...
A apărut involuntar gândul, ce scheme am prezentat Comisiei de Stat? Obținut accidental?!
Sincer să fiu, inginerii de circuite dintre noi sunt inutili. Într-una dintre reviste, au găsit o schemă DTL cu nouă componente. Adăugând o diodă la intrarea sa, am obținut același TS-1.
<...>
Sosind din nou la noi, Shokin A.I., ca întotdeauna, însoțit la acea vreme de prim-secretarul comitetului regional al PCUS SD Khitrov, seara, într-un cerc restrâns, s-a familiarizat cu evoluția lucrărilor. Apoi a fost pusă problema depunerii lucrării de cercetare „Titan” la Comisia de Stat...
Nu voi uita niciodată cuvintele lui Shokin: „Bărbați! 31 decembrie, cel puțin sub cel mai mult de 24 de ore, la mine acasă, dar aduceți schema actuală. Khitrov S.D. stă și spune: „Și am unul!” chiar m-am înfiorat. Mă gândesc: „Dar tu de ce ar trebui?! Doamne ferește ca cineva să iasă, dovedind că tehnologia este dezvoltată în mod fundamental.
Cu toate acestea, fraza lui Khitrov și-a făcut efectul.
După o pauză, ministrul a spus: „Într-adevăr, o mostră cumva nu sună”. Și, scuzați-mă, după o jumătate de oră de tranzacționare, am convenit ca 10 mostre să fie prezentate Comisiei de Stat. Ne-am amintit multă vreme de Khitrov și am uitat abia după ce Comisia de Stat a depus subiectul.
Nu voi uita niciodată ziua în care, în sfârșit, a pâlpâit primul cristal (în întregime!!!).
A fost o mare bucurie pentru echipă, pe care, scuze, nu o pot descrie.
S-a întâmplat la mijlocul lunii noiembrie. Au mai rămas 1,5 luni și mai trebuiau făcute 9 piese!
Și deși, din cauza muncii super-intensive, am rulat un lot de 15–20 de farfurii în 4–5 zile, iar loturile au fost lansate zilnic, așa cum se întâmplă adesea în viață, s-a instalat o adevărată serie de pierderi. Timp de aproape o lună nu a existat un singur cristal întreg.
Slavă Domnului, undeva la mijlocul lunii decembrie, din două-trei loturi, I. A. Arakcheeva a strâns 7 cristale și le-a asamblat în cutii. Sincer să fiu (acum putem recunoaște), Comisiei de Stat i s-au prezentat 10 blocuri de măsurare, în care opt aveau diagrame, iar două erau cutii goale. Însă Comisia de Stat a fost mulțumită de măsurătorile celor două scheme.
<...>
Trebuie să-i aducem un omagiu lui VG Kolesnikov în înțelegerea problemelor noastre.
Știa perfect că pe echipamentele pe care se desfășoară în principal o parte a cercetării și dezvoltării, nu era vorba de a efectua cercetare și dezvoltare, de a organiza producția de masă. Cu încă 6 luni înainte de încheierea cercetării, am aflat din colțul urechii că inginerul șef adjunct Lavrentiev K.A. a plecat în Japonia, însă, în ce scop nu eram prea conștienți...
După câteva săptămâni, ne-am grăbit să despachetăm cuptoarele aduse de Lavrentiev din Japonia. Acestea au fost faimosul SDO-2, care ne-a salvat literalmente. Le-am primit chiar în momentul de fund.
Astfel, V. G. Kolesnikov a cerșit monedă în avans și a convenit asupra furnizării de echipamente (împreună cu cuptoarele, unele echipamente au fost primite folosind măști foto și fotolitografie).
<...>
L-am dus pe A. I. Chernyshov de la școala absolventă a Universității de Stat Voronezh la laborator peste limită, în plus, ca inginer superior. Eu, cunoscându-l și mai devreme, nu i-am dat niciun grup (și nu i-a cerut), dar l-am instruit să lucreze cu contactele. Timp de două luni - două și jumătate, așa cum am spus atunci, fără întoarcere.
Și apoi într-o zi m-a sunat și mi-a spus: „Uite!”
Am verificat cristalul, nu există niciun contact la intrarea a două diode, circuitul în sine, desigur, nu funcționează. Apoi pune farfuria pe o sobă plată de casă, o încălzește până la 470 de grade și stă timp de 15 minute. După aceea, pe această placă găsim două circuite funcționale, pe cealaltă (similar) - 3 etc.
Deci a fost găsit modul de ardere a aluminiului.
La urma urmei, înainte de asta, aluminiul a fost ars la o temperatură de 300 de grade, folosind mesaje secrete primite prin departamentul 1, care s-au dovedit a fi dezinformare ...
A apărut involuntar gândul, ce scheme am prezentat Comisiei de Stat? Obținut accidental?!
Diverse variante de carduri standard (de obicei 1 card = 1-2 elemente de tip NAND sau NOR) de la mașini cu tranzistori din anii 1960-1970, reprezintă toate variantele de logică discretă - DTL, TTL, ECL (fotografie oferită de http://ummr. altervista). .org) /dimensiune]
Așa că microelectronica sovietică s-a născut în agonie.
Pe ce a fost asamblat Elbrus-1
În cele din urmă, regele logicii, care a devenit standardul de aur înainte de era microprocesoarelor, este, desigur, logica tranzistor-tranzistor (TTL).
După cum sugerează și numele, tranzistorii sunt folosiți aici pentru a efectua atât operații logice, cât și amplificarea semnalului. Implementarea TTL necesită înlocuirea diodelor cu un tranzistor multi-emițător (de obicei 2-8 emițători).
TTL a fost inventat în 1961 de James L. Buie de la TRW, care și-a dat seama imediat că este cel mai potrivit pentru circuitele integrate care tocmai apăreau în acei ani. Desigur, TTL poate fi implementat și discret, dar spre deosebire de DTL, faima sa a venit odată cu ascensiunea IC.
Deja în 1963, Sylvania a lansat primul set de cipuri ale familiei Universal High-Level Logic (SUHL, folosit în racheta AIM-54 Phoenix pentru avionul de luptă Grumman F-14 Tomcat), construit pe un circuit tranzistor-tranzistor. Literal, imediat după Sylvania, Transitron a lansat o clonă a familiei lor numită HLTTL, dar evenimentul principal era înainte.
În 1964, Texas Instruments a lansat seria SN5400 pentru armată, iar în 1966, varianta SN7400 într-o carcasă de plastic pentru uz civil (seria SN8400, care era medie în ceea ce privește supraviețuirea între ele pentru uz industrial, a fost produsă pentru o perioadă scurtă de timp). timp).
Nu se poate spune că 54/74 a avut niște parametri incredibili, dar a fost bine ales din punct de vedere al elementelor și, cel mai important, a avut o publicitate incredibilă.
În general, TI a fost un fel de Intel din anii 1960 - principalul creator de tendințe pe piața IC (în principal din cauza politicii incredibil de lente a principalului lor competitor Fairchild și a războaielor monstruoase de brevete, și nu talentului special al dezvoltatorilor).
Ca rezultat, literalmente în câțiva ani, seria 7400 a fost licențiată de zeci de companii - Motorola, AMD, Harris, Fairchild, Intel, Intersil, Signetics, Mullard, Siemens, SGS-Thomson, Rifa, National Semiconductor și a furat întregul Bloc Social - URSS, Germania de Est, Polonia, Cehoslovacia, Ungaria, România și chiar RPC, și a devenit același standard ca în arhitectura x1980 din anii 86.
Singura firmă care nu s-a îndrăgostit de propaganda TI a fost, desigur, IBM, o corporație-stat care făcea totul singură.
Drept urmare, până la mijlocul anilor 1990, ei au produs cipuri TTL absolut originale cu design propriu, incompatibil și le-au folosit în IBM System / 38, IBM 4300 și IBM 3081.
Modul tipic MST (Tehnologia sistemelor monolitice) de la IBM S/370 și conținutul acestuia (https://habr.com)
De asemenea, este interesant faptul că seria 7400 nu a fost de fapt o logică TTL în întregime sinceră.
De la seria avansată 74S (Schottky TTL) din 1969 și mai departe până la 74LS (Schottky cu putere redusă), 74AS (Schottky avansată), 74ALS (Schottky avansată cu putere redusă) și 74F (Schottky rapidă) lansate în 1985, microcircuit nu conțin deloc un tranzistor multi-emițător - în loc de acesta, la intrări sunt folosite diode Schottky.
Drept urmare, din punct de vedere tehnic, acesta este un adevărat DTL (S), numit TTL, doar pentru a nu deruta consumatorul și pentru a nu interfera cu afacerile.
TTL și TTL(S) erau lipsite de aproape toate neajunsurile familiilor anterioare - au lucrat suficient de rapid, erau ieftine, fiabile, încălzite puțin și aveau o capacitate mare de încărcare. Microcircuitele TTL, în funcție de tip, conțineau de la zeci la mii de tranzistori și erau elemente de la cea mai primitivă poartă logică până la un BSP militar avansat.
Logica TTL cu celule NAND elementare
Kenbak-1, strămoșul tuturor computerelor, a folosit TTL pentru procesorul său în 1971.
Pe ele a lucrat și legendarul terminal Datapoint 2200 din 1970 (mai mult, acest set a servit ulterior ca prototip pentru arhitectura Intel 8080). Stațiile de lucru Xerox Alto din 1973 și Star din 1981 aveau și procesoare asamblate din microcircuite TTL discrete, totuși, deja la scara unui procesor bit-slice.
Practic, toate computerele până la mijlocul anilor 1990 au folosit cipuri TTL într-o formă sau alta în momentele critice pentru non-performanță, ca parte a diferitelor controlere de magistrală, de exemplu.
În plus, înainte de apariția matricelor FPGA, cipurile TTL erau folosite în mod activ pentru prototiparea microprocesoarelor (cel mai tare lucru aici a fost doar Elbrus - înainte de a-și lansa versiunea normală, ITMiVT, de fapt, a prototipat o întreagă mașină pe TTL, pe care a vândut-o chiar și separat). ).
Primul PC din lume, bebelușul Kenbak-1, creat de John V. Blankenbaker în 1971. Au fost produse aproximativ 40 de calculatoare. Acum, copiile supraviețuitoare valorează aproximativ 500 de dolari. Xerox Alto din 000 este prima stație de lucru din lume cu un sistem de operare grafic, mouse, editori WYSIWYG și OOP ca instrument de programare standard. De fapt, Alto nu diferă de un PC modern în niciun fel, cu excepția performanței. Procesorul este asamblat pe 1973 TI SN4, formând un BSP pe 74181 biți (https://t-lcarchive.org, https://16dnews.ru, https://habr.com)
Inițial, TI a lansat seria 74 clasică și varianta de mare viteză 74H cu o latență tipică de doar 6 ns.
Capacitatea de încărcare a fost de 10 - un rezultat excelent, permițându-vă să asamblați circuite destul de complexe.
Carcasa a fost cea mai simplă - DIP14, seria a inclus 8 dintre cele mai simple (tip NAND) microcircuite. Puțin mai târziu, nomenclatura a fost extinsă (precum și tipurile de pachete, au fost adăugate 16 și 24 de pini) și a apărut o versiune cu putere redusă - 74L, încetinită la 30 ns pe ciclu.
Prima serie cu diode Schottky, 74S, a fost lansată în 1971, viteza sa a crescut aproape la nivelul ECL sovietic - 3 ns. La mijlocul anilor 1970, a apărut un 74LS cu putere redusă (la aceeași viteză cu cel obișnuit, puterea a 74-a a fost redusă de 5 ori).
În 1979, Fairchild a decis să pună cei 5 cenți și a creat seria 74F folosind tehnologia proprie Isoplanar-II (oxidare selectivă profundă care asigură izolarea laterală a elementelor în loc de joncțiuni pn), pe care au folosit-o pentru orice în general.
Acest lucru a făcut posibilă luarea barierei dorite de 2 ns și, în același timp, reducerea bruscă a puterii (apropo, pentru clonele TTL sovietice, toate întârzierile pot fi multiplicate în siguranță cu 2-3).
Texas Instruments au fost transportate până în 1982, când au stăpânit în sfârșit seriile 74ALS și 74AS cu aproape aceiași parametri. 74AS a fost chiar puțin mai rapid decât versiunea Fairchild, dar s-a încălzit de două ori mai mult și nu a avut succes, dar 74ALS a fost foarte popular.
În cele din urmă, cântecul de lebădă TTL a fost seria 1989Fr creată de Fairchild în 74, care a fost de 1,5 ori mai rapid decât 74F și s-a încălzit în mod similar de 1,5 ori mai mult, așa că a fost întrerupt rapid.
74ALS, pe de altă parte, a fost ștampilat până în 2019 și folosit într-o mulțime de automatizări și electronice mici. A existat și o versiune de SNJ54 - rezistentă la radiații pentru utilizare în spațiu.
Clasici nemuritori de aur - procesor TTL-loose pe 16 biți TI SN74xx. Așa arătau procesoarele a 90% dintre mașini în 1965-1975. Mai exact, aceste plăci sunt modelul EAU (Extended Arithmetic Unit) 8413 (lansat în 1974) pentru minicalculatoarele Data General NOVA (un analog aproximativ din clasa DEC PDP-11) și familia lor Eclipse (S200, S230, C300, C330). Procesorul (care se va numi acum FPU) a fost asamblat ca BSP pe cipuri 74181. De asemenea, era compatibil cu mașinile General Electric Medical Systems dezvoltate de la Data General (http://ummr.altervista.org).
Până în 1967–1968, în Uniune nu existau cipuri TTL.
De aceea, inclusiv calculatoarele ES și M10 de la Kartsev și 5E53 de la Yuditsky, au dezvoltat pentru cel mai puternic disponibil - o varietate de GIS. BESM-6 și 5E92b au fost în general tranzistorizate, ca toate vehiculele civile. Chiar și prototipul computerului portabil 5E65 (ideele pe care Burtsev le-a împrumutat mai târziu pentru 5E21), lansat în valoare de trei bucăți, din 1969 până în 1970 a fost și el tranzistorizat.
Totuși, după cum ne amintim, în 1967-1968. s-a luat decizia de a dezvolta complexul S-300 și, în același timp, ITMiVT comandă clonarea seriei TI 54/74.
În același timp, Ministerul Industriei Radio preia toate evoluțiile legate de apărarea antirachetă și, cam în același timp, a luat naștere conceptul lui Burtsev despre Elbrus.
Ca urmare, se ia decizia de a începe cercetările arhitecturale în domeniul a 2 vehicule simultan - pentru apărarea antiaeriană portabilă (5E26) și pentru apărarea antirachetă staționară (Elbrus). În paralel, este planificată dezvoltarea mult așteptatelor cipuri TTL, studierea posibilităților de producere a cipurilor ECL și crearea a două computere.
După cum știm, în practică, totul nu a decurs așa cum era planificat, iar mult mai primitivul 5E26 a fost finalizat abia după 8 ani de dezvoltare, iar mult mai sofisticat Elbrus a fost produs în serie în versiunea TTL abia la mijlocul anilor 1980 ( și opțiunea ECL- până la începutul anilor 1990), ruinând proiectul timp de 20 de ani.
Dezvoltarea TTL sovietică a fost influențată semnificativ și de al doilea, după ITMiVT, un jucător serios apărut până în 1969 - NICEVT, care a dezvoltat seria UE (și vom vorbi despre rolul său imens în dezvoltarea ECL-urilor sovietice în următorul parte).
Puțini oameni știu, dar în anii de aur 1959-1960, nu numai rușii au mers la americani, ci și americanii la noi!
În special, în 1960, celebrul inginer și inventator de la Texas Instruments, director al cercetării instrumentelor sub conducerea lui Gordon Teal, Dr. Petritz (Richard L. Petritz), unul dintre părinții lui SN51x, a venit la Praga la Conferința Internațională. despre fizica semiconductorilor la Praga.
Din Cehoslovacia, a plecat la Moscova, unde a vizitat laboratoarele sovietice, a împărtășit experiența sa și a discutat despre fizica semiconductorilor.
Astfel (ținând cont de Staros și Berg) aproape toată microelectronica sovietică a fost fondată cu participarea activă și destul de prietenoasă a americanilor.
Până în 1969, dezvoltarea celebrei serii 133 a fost finalizată - o clonă a SN5400 într-un design plan pentru armată (R&D "Logic-2").
Din acel moment, întreaga linie de microcircuite de la TI a fost copiată treptat:
Pe această serie a fost creat Elbrus-1.
La fel ca mulți în anii 1990, Burtsev a aflat brusc că fondatorii lui Zelenograd, Staros și Berg, erau americani și, ca și Malașevici, a fost atât de șocat încât nu a reușit să toarne o găleată bună asupra colegilor săi decedați:
Nu are sens să analizăm minciunile inventate inteligent ale creatorilor programului TV, care au distorsionat fundamental ideea adevăraților fondatori ai microelectronicii interne și ai tehnologiei computerizate bazate pe aceasta.
Îi cunoșteam bine pe Staros și Berg și am studiat suficient de detaliat rezultatele activităților lor în Uniunea Sovietică...
Este probabil adevărat că Staros și Berg, în calitate de studenți, au transmis date clasificate americane din domeniul radar către partea sovietică. Dar faptul că ne-au oferit astfel o mare asistență în dezvoltarea stației radar este cel puțin o exagerare.
<...>
Apariția dispozitivelor microelectronice conform lui Staros-Berg a arătat astfel: cristalele extrase din tranzistoarele de tip carcasă au fost plasate într-o carcasă obișnuită prost sigilată.
Desigur, nu am putea urma calea unei astfel de microelectronici.
Mai mult, știam bine cum funcționează tranzistorii punctiali ca parte a logicii ferită-tranzistori, deoarece îi folosim în aceste elemente ale tehnologiei computerelor din 1956.
Confirmarea corectitudinii refuzului nostru de la microelectronica oferită de Staros nu a întârziat să apară.
Într-o bună zi din 1966, directorul institutului nostru, academicianul Serghei Alekseevici Lebedev, m-a sunat și mi-a spus: „Valery Dmitrievici v-a cerut să veniți urgent. Kalmykov. Nu a spus de ce, doar a zâmbit viclean.
La minister, Valery Dmitrievich a spus: „Zilele trecute, Hrușciov a vizitat Staros. I s-a arătat un computer numit UMNKh - o mașină pentru gestionarea economiei naționale.
Hrușciov a recomandat utilizarea UMNKh în managementul economiei naționale.
După sosirea lui Hrușciov, a fost convocat comitetul regional de partid, la care s-a pus întrebarea dacă este nevoie de o astfel de mașinărie în regiuni. Toate secretarele au spus că au mare nevoie de un astfel de aparat.
Și cine va face acest computer?
Mie. Mă îndoiesc de necesitatea sa și că UMNKh funcționează deloc.
Prin urmare, vă includem în comisionul de acceptare a acestei mașini, dar rețineți că situația este dificilă - dacă acceptați mașina, va trebui să o faceți, dar nu vreau asta, nu veți acceptă-l - poate fi un scandal.
Din fericire, totul a mers bine.
Ajuns la Leningrad și începând să lucrez în comisie, am scris în primul rând mici teste.
Cristalele tranzistorului scoase din carcasă, plasate în carcasa generală a mașinii, nu au funcționat. Desigur, nu am putut scrie un act negativ, iar înțeleptul nostru președinte, generalul V.F. Balashov, a amânat testele cu șase luni...
Testele au fost amânate de mai multe ori, fără a finaliza munca comisiei și toată lumea a uitat de mașina UMNKh ...
Cu toate acestea, Staros și Berg înșiși, și mai ales echipa lor, ne-au făcut o impresie bună, ne-am împrietenit cu ei, ne-am împărtășit experiența în dezvoltarea de sisteme fiabile.
<...>
Desigur, nu am putut să nu întrebăm colegii noștri care lucrează în acest laborator ce i-au arătat lui Hrușciov și cum l-au convins că mașina UM-NH poate controla ceva? În mare secret, ei ne-au răspuns: „I-am arătat figura Lessage pe osciloscop și i-am dat un receptor care este introdus în ureche”. Ni s-au dat și astfel de receptori, dar au lucrat nu mai mult de o săptămână.
Nu trebuie să fii surprins și indignat - exemple de sate Potemkin și noua ținută a regelui pot fi găsite, din păcate, astăzi, de altfel, într-o formă mai crudă și la un nivel destul de înalt.
Atât Staros, cât și Berg au fost oameni întreprinzători - inventatori, dar, din păcate, inventatori într-un domeniu în care există doar cercetare științifică și tehnică. Nu există niciun beneficiu din partea inventatorilor de aici, doar supărare.
Prin urmare, este imposibil să-i numim fondatorii microelectronicii din Uniunea Sovietică, chiar dacă N. S. Hrușciov l-a numit pe Staros proiectantul șef al lui Zelenograd.
Și mai falsă este afirmația că au jucat un rol pozitiv în dezvoltarea tehnologiei informatice în URSS.
Îi cunoșteam bine pe Staros și Berg și am studiat suficient de detaliat rezultatele activităților lor în Uniunea Sovietică...
Este probabil adevărat că Staros și Berg, în calitate de studenți, au transmis date clasificate americane din domeniul radar către partea sovietică. Dar faptul că ne-au oferit astfel o mare asistență în dezvoltarea stației radar este cel puțin o exagerare.
<...>
Apariția dispozitivelor microelectronice conform lui Staros-Berg a arătat astfel: cristalele extrase din tranzistoarele de tip carcasă au fost plasate într-o carcasă obișnuită prost sigilată.
Desigur, nu am putea urma calea unei astfel de microelectronici.
Mai mult, știam bine cum funcționează tranzistorii punctiali ca parte a logicii ferită-tranzistori, deoarece îi folosim în aceste elemente ale tehnologiei computerelor din 1956.
Confirmarea corectitudinii refuzului nostru de la microelectronica oferită de Staros nu a întârziat să apară.
Într-o bună zi din 1966, directorul institutului nostru, academicianul Serghei Alekseevici Lebedev, m-a sunat și mi-a spus: „Valery Dmitrievici v-a cerut să veniți urgent. Kalmykov. Nu a spus de ce, doar a zâmbit viclean.
La minister, Valery Dmitrievich a spus: „Zilele trecute, Hrușciov a vizitat Staros. I s-a arătat un computer numit UMNKh - o mașină pentru gestionarea economiei naționale.
Hrușciov a recomandat utilizarea UMNKh în managementul economiei naționale.
După sosirea lui Hrușciov, a fost convocat comitetul regional de partid, la care s-a pus întrebarea dacă este nevoie de o astfel de mașinărie în regiuni. Toate secretarele au spus că au mare nevoie de un astfel de aparat.
Și cine va face acest computer?
Mie. Mă îndoiesc de necesitatea sa și că UMNKh funcționează deloc.
Prin urmare, vă includem în comisionul de acceptare a acestei mașini, dar rețineți că situația este dificilă - dacă acceptați mașina, va trebui să o faceți, dar nu vreau asta, nu veți acceptă-l - poate fi un scandal.
Din fericire, totul a mers bine.
Ajuns la Leningrad și începând să lucrez în comisie, am scris în primul rând mici teste.
Cristalele tranzistorului scoase din carcasă, plasate în carcasa generală a mașinii, nu au funcționat. Desigur, nu am putut scrie un act negativ, iar înțeleptul nostru președinte, generalul V.F. Balashov, a amânat testele cu șase luni...
Testele au fost amânate de mai multe ori, fără a finaliza munca comisiei și toată lumea a uitat de mașina UMNKh ...
Cu toate acestea, Staros și Berg înșiși, și mai ales echipa lor, ne-au făcut o impresie bună, ne-am împrietenit cu ei, ne-am împărtășit experiența în dezvoltarea de sisteme fiabile.
<...>
Desigur, nu am putut să nu întrebăm colegii noștri care lucrează în acest laborator ce i-au arătat lui Hrușciov și cum l-au convins că mașina UM-NH poate controla ceva? În mare secret, ei ne-au răspuns: „I-am arătat figura Lessage pe osciloscop și i-am dat un receptor care este introdus în ureche”. Ni s-au dat și astfel de receptori, dar au lucrat nu mai mult de o săptămână.
Nu trebuie să fii surprins și indignat - exemple de sate Potemkin și noua ținută a regelui pot fi găsite, din păcate, astăzi, de altfel, într-o formă mai crudă și la un nivel destul de înalt.
Atât Staros, cât și Berg au fost oameni întreprinzători - inventatori, dar, din păcate, inventatori într-un domeniu în care există doar cercetare științifică și tehnică. Nu există niciun beneficiu din partea inventatorilor de aici, doar supărare.
Prin urmare, este imposibil să-i numim fondatorii microelectronicii din Uniunea Sovietică, chiar dacă N. S. Hrușciov l-a numit pe Staros proiectantul șef al lui Zelenograd.
Și mai falsă este afirmația că au jucat un rol pozitiv în dezvoltarea tehnologiei informatice în URSS.
Atitudinea față de acest interviu a fost exprimată succint cunoscut fost dezvoltator și expert în cipuri sovietice:
Cu tot respectul pentru academician, vorbește despre vânat sălbatic. Ei bine, cel puțin despre dezvoltarea lui Staros. Ce sunt tranzistorii punctiform? Ce, mamei, „extras din corp”? El, aparent, a înțeles greșit ceva din microtranzistoarele Starosovsky, apoi și-a desenat un fel de imagine generală în capul său, care nu avea deloc de-a face cu realitatea ...
În general, aici puteți comenta fiecare propunere, începând cu „nu am putut merge pe calea unei astfel de microelectronici”, și tot GIS-ul sovietic, pe care a fost adunat totul, cu 5 ani înainte de Staros, îmi pare rău, este că atunci, este este diferit?
Ca să nu mai vorbim de faptul că 10 ani mai târziu, Burtsev a întâlnit și ECL monstruos de strâmb, făcut de mâinile insensibile ale oamenilor cinstiți sovietici, și nu de vreun extraterestru Staros, plângând după pofta inimii și amânând câțiva ani Elbrus-2.
Deosebit de plăcut ochiului este pasajul despre „ni s-au prezentat și astfel de receptori, dar au funcționat nu mai mult de o săptămână. Nu trebuie să fii surprins și indignat - din păcate, exemple de sate Potemkin și rochia nouă a regelui pot fi găsite astăzi.
Aceste receptoare sunt pur și simplu magice. Dacă vrem să dovedim nesemnificația Staros, ei sunt dezgustători. Dacă vrem să dovedim măreția superștiinței sovietice, sunt uimitoare!
Până la mijlocul anilor șaptezeci, acest microreceptor putea fi cumpărat din magazinele din URSS și Franța. Acest receptor a făcut furori la nivel mondial la convenția inginerilor radio din SUA. Despre el au scris în ziare: „Cum ne-a depășit URSS?”. Este de remarcat faptul că până și Hrușciov i-a luat cu el în străinătate ca suveniruri, i-a dat lui Gamal Nasser și chiar reginei Elisabeta.
În general, americanul Staros a făcut o capodopera a gunoiului inutil care i-a depășit pe americanii din satul Potemkin.
Pentru a păstra calm aceste paragrafe care se exclud reciproc și pentru a nu fi mișcat de rațiune, trebuie să aveți o abilitate dezvoltată de dublă gândire, așa cum am descris deja, incredibil de pompată de academicienii ruși încă din anii 1930.
Atotputernicia lui Kalmykov este, de asemenea, amuzantă din citat.
Hrușciov a semnat un decret privind producerea UM-1NH, dar diavolul însuși nu este un frate al ministrului, îl cheamă pe Burtsev și spune: Nu-mi place Staros, umple-l. Burtsev nu este un Lukin cinstit și cu principii, care a fost dat afară din MCI pentru lipsa sa de a-l încadra pe Kisunko, Burtsev înțelege totul și prin aceasta devine șeful programului de calculator pentru apărarea antirachetă.
Ei bine, în general, întreaga esență a ministerelor interne: mașina este făcută?
Da.
Toți secretarii comitetelor regionale pentru?
Da.
Hrușciov pentru?
Da.
Au fost semnate toate actele pentru problema?
Da.
Crezi că mașina a fost eliberată?
Și shish, Kalmykov, la fel ca Baba Yaga, este împotrivă, este prea lene să se încurce.
Un lucru mulțumește în această poveste, după 20 de ani, karma l-a prins din urmă pe Burtsev și, în același mod, scuipat de toată lumea pentru eșecul lui Elbrus, a fost dat afară din ITMiVT, iar mai târziu Babayan l-a strâns, lichidând Comitetul Central al RAS al întregului Rus și l-a scos în frig a doua oară, da, furând și toată gloria tatălui sovieticilor Burroughs.
Să nu uităm că Elbrus-1 nu a epuizat utilizarea TTL-ului sovietic.
A doua aplicație ca importantă este computerul ES, în special modelele junior și mijlocii ale Rândului-1 și Rândul-1 modificat.
Przyjalkowski, designerul general al UE, a vorbit foarte bine despre calitatea lor:
Trebuie menționat că deja la începutul producției de calculatoare ES au apărut probleme semnificative care au însoțit CT-ul intern pentru toți anii următori.
În primul rând, baza microelectronică pe care au fost construite calculatoarele ES a fost creată în paralel cu mașinile. Deoarece ciclul de dezvoltare a computerului a fost de cel puțin trei ani, atunci când aparatul a fost livrat pentru prima dată consumatorului, acesta era depășit în baza sa de elemente. Până la începutul anilor 80, microcircuitele interne au crescut constant gradul de integrare a acestora. Astfel, computerul ES-1020 folosea doar opt tipuri de microcircuite din seria 155, iar la momentul în care a început producția, au apărut alte două duzini de tipuri și deja aveau un grad mediu de integrare.
În al doilea rând, industria chimică nu a putut (sau poate nu a vrut?) să producă constant plastic pentru microcircuite cu pachete DIP, ceea ce asigură etanșeitatea ambalajului. Ca urmare, microcircuitele aveau o fiabilitate extrem de scăzută, mai ales în condițiile de ventilație forțată a dulapurilor computerelor.
<...>
Dintre aceste utilaje, modelul ES-1032 se remarcă puternic din punct de vedere al caracteristicilor tehnice și economice.
Cu o singură arhitectură, motivul unei astfel de performanțe excelente pentru acea perioadă a fost doar baza tehnologică. Este logic să ne oprim asupra acestui caz, având în vedere dezbaterea serioasă care a avut loc în cele mai înalte organe de conducere ale URSS (VPK, SCNT, GOSPLAN, MRP) când a apărut computerul polonez ES-1974 în 1032.
Procesorul acestui model, împreună cu RAM și canale, a fost amplasat într-un singur cabinet, în timp ce modelele interne EU-1022 și EU-1033 - în trei. Dezvoltarea sa a fost realizată la fabricile din Wroclaw în afara planurilor SGK ES EVM. Când a fost finalizat, a apărut întrebarea de a-l accepta în computerul ES și de a-i atribui codul corespunzător.
La studierea documentației pentru mașină, s-a dovedit că, atunci când a fost creată, au fost încălcate documentele și standardele fundamentale ale computerului UE.
Principala încălcare a fost utilizarea întregii serii de cipuri SN74 de la Texas Instrument. Analogul sovietic al acestei serii - seria 155 ("Logic-2") a avut de două ori cele mai proaste caracteristici de timp și nu au existat scheme de integrare crescute în el. Sub presiunea celor mai înalte autorități ale țării (în primul rând complexul militar-industrial și Regiunea Moscova), utilizarea componentelor străine care nu au analogi naționali a fost strict interzisă de documentele computerelor UE.
O situație similară a fost și cu sursele de alimentare.
Utilizarea TEZ-urilor duble cu dimensiunea de 280x150 mm a fost o încălcare a ghidurilor EC EVM.
Toate acestea, precum și utilizarea unei plăci de circuit imprimat multistrat a TEZ și utilizarea unei memorie semiconductoare în locul uneia din ferită (nu a existat producție în serie de cipuri pentru RAM în URSS) au condus la o creștere multiplă a gradul de integrare a unui element de înlocuire înlocuibil și, în consecință, o reducere a dimensiunii și o scădere a consumului de energie.
În primul rând, baza microelectronică pe care au fost construite calculatoarele ES a fost creată în paralel cu mașinile. Deoarece ciclul de dezvoltare a computerului a fost de cel puțin trei ani, atunci când aparatul a fost livrat pentru prima dată consumatorului, acesta era depășit în baza sa de elemente. Până la începutul anilor 80, microcircuitele interne au crescut constant gradul de integrare a acestora. Astfel, computerul ES-1020 folosea doar opt tipuri de microcircuite din seria 155, iar la momentul în care a început producția, au apărut alte două duzini de tipuri și deja aveau un grad mediu de integrare.
În al doilea rând, industria chimică nu a putut (sau poate nu a vrut?) să producă constant plastic pentru microcircuite cu pachete DIP, ceea ce asigură etanșeitatea ambalajului. Ca urmare, microcircuitele aveau o fiabilitate extrem de scăzută, mai ales în condițiile de ventilație forțată a dulapurilor computerelor.
<...>
Dintre aceste utilaje, modelul ES-1032 se remarcă puternic din punct de vedere al caracteristicilor tehnice și economice.
Cu o singură arhitectură, motivul unei astfel de performanțe excelente pentru acea perioadă a fost doar baza tehnologică. Este logic să ne oprim asupra acestui caz, având în vedere dezbaterea serioasă care a avut loc în cele mai înalte organe de conducere ale URSS (VPK, SCNT, GOSPLAN, MRP) când a apărut computerul polonez ES-1974 în 1032.
Procesorul acestui model, împreună cu RAM și canale, a fost amplasat într-un singur cabinet, în timp ce modelele interne EU-1022 și EU-1033 - în trei. Dezvoltarea sa a fost realizată la fabricile din Wroclaw în afara planurilor SGK ES EVM. Când a fost finalizat, a apărut întrebarea de a-l accepta în computerul ES și de a-i atribui codul corespunzător.
La studierea documentației pentru mașină, s-a dovedit că, atunci când a fost creată, au fost încălcate documentele și standardele fundamentale ale computerului UE.
Principala încălcare a fost utilizarea întregii serii de cipuri SN74 de la Texas Instrument. Analogul sovietic al acestei serii - seria 155 ("Logic-2") a avut de două ori cele mai proaste caracteristici de timp și nu au existat scheme de integrare crescute în el. Sub presiunea celor mai înalte autorități ale țării (în primul rând complexul militar-industrial și Regiunea Moscova), utilizarea componentelor străine care nu au analogi naționali a fost strict interzisă de documentele computerelor UE.
O situație similară a fost și cu sursele de alimentare.
Utilizarea TEZ-urilor duble cu dimensiunea de 280x150 mm a fost o încălcare a ghidurilor EC EVM.
Toate acestea, precum și utilizarea unei plăci de circuit imprimat multistrat a TEZ și utilizarea unei memorie semiconductoare în locul uneia din ferită (nu a existat producție în serie de cipuri pentru RAM în URSS) au condus la o creștere multiplă a gradul de integrare a unui element de înlocuire înlocuibil și, în consecință, o reducere a dimensiunii și o scădere a consumului de energie.
Din motive evidente, nu este posibil să găsiți o fotografie a plăcilor Elbrus-1. O idee aproximativă despre microelectronica la nivelul lor poate fi obținută din această imagine. Acesta este un ceas spațial de la sonda spațială Soyuz, realizat în 1984 pe microcircuite 134LA8. Au ajuns într-un muzeu din Mountain View din California și au fost studiati acolo de Ken Shirriff. Ceasul, temporizatorul și alarma conțin mai mult de 100 de circuite integrate, ceea ce este puțin șocant. Microcircuitul implementează 4I-NOT, cipul eviscerat, circuitul său logic, un instantaneu al cristalului și secțiunea responsabilă pentru 1 tranzistor sunt prezentate mai jos (https://habr.com).
După cum am spus - întruchiparea monstruoasă a TTL sovietic (în special în versiunea civilă) a fost exact ceea ce a paralizat Ryad-1 și i-a lăsat pentru totdeauna pe mulți cu impresia că lansarea unei clone IBM a fost o greșeală teribilă.
Mașinile în sine au fost excelente (IBM nu va face gunoi, această arhitectură a fost copiată cu o forță teribilă de întreaga lume, de la germani la japonezi), dezvoltatorii noștri, per total, au făcut și ei o treabă bună.
Dar Zelenograd, înainte de fabricarea de înaltă calitate a chipsurilor, chiar și pe liniile occidentale complet achiziționate, întreaga sa istorie a fost ca și cum ar fi mersul pe Lună. Tocmai din cauza calității monstruoase a primelor microcircuite din seria a 155-a, majoritatea mașinilor ES Row-1 nu funcționau deloc sau erau în mod constant și crud defect.
Este regretabil că până la sfârșitul anilor 1980, rândul-1 reprezenta mai mult de 25% din volumul total al calculatoarelor din UE, drept urmare, cel puțin 1/4 dintre utilizatorii nefericiți din întreaga Uniune erau gata să spargă acești nenorociți. mașini cu baros, ceea ce nu a fost vina IBM și nici NICEVT.
Toate cererile de justiție trebuiau trimise lui Zelenograd, lui Malașevici, un funcționar al Ministerului Afacerilor Economice, care a devenit celebru pentru memoriile sale, în care o poveste este mai surprinzătoare decât alta:
… au trecut doar aproximativ 20 de ani de la apariția primelor circuite integrate, iar rezultatele au fost fantastice…
Suntem de acord că rezultatele au fost cu adevărat fantastice, dar nu într-un sens pozitiv.
În 1972, CIA a pregătit o serie de rapoarte privind starea microelectronicii sovietice și le-a desecretizat în 1999.
Iată una dintre ele:
… analiza de laborator a probelor disponibile în SUA a arătat că designul lor este destul de primitiv și calitatea este în general slabă.
Probele sunt în mod clar inferioare analogilor produși în SUA.
Chiar și articolele marcate din fabrică din 1971 par a fi prototipuri... nu se știe nimic despre existența echipamentelor civile produse în masă în URSS care utilizează circuite integrate și nu există semne ale utilizării lor în echipamentele militare. Dacă URSS produce microcircuite la scară industrială, nu este clar unde le vor folosi sau le vor folosi.
Și dacă Uniunea a creat o industrie de microcircuite pe scară largă și viabilă, atunci interesul său pentru achizițiile la scară largă de echipamente și tehnologii din Vest pentru producerea acestor produse este, de asemenea, nedumerit...
URSS a primit tehnologia siliciului planar prea târziu și, din cauza dificultăților constante de a produce materialul inițial de siliciu în cantități suficiente, producția de microcircuite în Uniune a început încă destul de recent și în volume foarte mici ...
În 1971, în URSS, tranzistoarele epitaxiale plane și planare reprezintă doar 1/10 din numărul total de tipuri de tranzistori disponibile în cataloagele sovietice.
<...>
Tehnologiile de producție sunt cu 5-10 ani în urmă față de cele utilizate în Statele Unite. Echipamentele occidentale sunt utilizate pe scară largă la fabrică. Unele produse aflate la testarea finală par să poarte marca comercială a unui mare producător de circuite integrate din SUA, deși agentul nu a putut examina aceste mostre de aproape pentru a confirma această suspiciune.
<...>
Chiar și capacitatea limitată de a produce circuite integrate pe care URSS o are acum este în mare măsură rezultatul succesului sovieticilor în achiziționarea de echipamente critice din SUA, Europa de Vest și Japonia. În același timp, eșecul de a dobândi know-how-ul necesar pentru implementarea, operarea și susținerea acestui echipament a încetinit eforturile de fabricație a cipurilor.
Probele sunt în mod clar inferioare analogilor produși în SUA.
Chiar și articolele marcate din fabrică din 1971 par a fi prototipuri... nu se știe nimic despre existența echipamentelor civile produse în masă în URSS care utilizează circuite integrate și nu există semne ale utilizării lor în echipamentele militare. Dacă URSS produce microcircuite la scară industrială, nu este clar unde le vor folosi sau le vor folosi.
Și dacă Uniunea a creat o industrie de microcircuite pe scară largă și viabilă, atunci interesul său pentru achizițiile la scară largă de echipamente și tehnologii din Vest pentru producerea acestor produse este, de asemenea, nedumerit...
URSS a primit tehnologia siliciului planar prea târziu și, din cauza dificultăților constante de a produce materialul inițial de siliciu în cantități suficiente, producția de microcircuite în Uniune a început încă destul de recent și în volume foarte mici ...
În 1971, în URSS, tranzistoarele epitaxiale plane și planare reprezintă doar 1/10 din numărul total de tipuri de tranzistori disponibile în cataloagele sovietice.
<...>
Tehnologiile de producție sunt cu 5-10 ani în urmă față de cele utilizate în Statele Unite. Echipamentele occidentale sunt utilizate pe scară largă la fabrică. Unele produse aflate la testarea finală par să poarte marca comercială a unui mare producător de circuite integrate din SUA, deși agentul nu a putut examina aceste mostre de aproape pentru a confirma această suspiciune.
<...>
Chiar și capacitatea limitată de a produce circuite integrate pe care URSS o are acum este în mare măsură rezultatul succesului sovieticilor în achiziționarea de echipamente critice din SUA, Europa de Vest și Japonia. În același timp, eșecul de a dobândi know-how-ul necesar pentru implementarea, operarea și susținerea acestui echipament a încetinit eforturile de fabricație a cipurilor.
În 1999, CIA a desecretizat un alt raport al URSS care urmărește să construiască o industrie avansată a semiconductoarelor cu mașini occidentale sub embargo.
Iată ce puteți învăța din acest document interesant:
În prezent, producția de semiconductori în URSS este mai mică de 2% din volumul produs în SUA și este încă în urmă față de starea actuală.
Majoritatea sistemelor electronice militare sovietice se bazează încă pe tehnologia învechită a tranzistorilor sau a tubului vidat, iar producția de computere moderne de a treia generație pentru procesarea datelor este cu mult întârziere.
Din 1973, Moscova a achiziționat echipamente și facilități destinate producției de semiconductori, pentru o sumă totală de 40 milioane USD...
Autoritățile americane de control al exporturilor au primit informații despre achizițiile sovieticilor și au întârziat livrarea anumitor articole esențiale pentru procesarea automată și sistemele de monitorizare a mediului. URSS nu a primit încă o tehnologie de producție care să facă posibilă utilizarea eficientă a echipamentului achiziționat ...
Au existat o serie de încercări de a achiziționa linii complete de producție de circuite integrate (IC) sau chiar fabrici de circuite integrate în afara canalelor legale, dar credem că nu au avut succes.
În general, sovieticii nu au primit și nici măcar nu au încercat să obțină acces la know-how-ul relevant ...
Achizițiile sporadice de echipamente occidentale pentru a umple golurile critice în procesul de fabricație au permis probabil URSS să lanseze producția de circuite integrate ceva mai devreme decât ar fi fost posibil altfel.
Cu toate acestea, suntem convinși că impactul general al acestei abordări asupra capacităților de producție ale sovieticilor a fost mic.
Acest lucru se datorează lipsei de echipamente fabricate în URSS și tehnologiei de producție învechite, precum și lipsei aproape complete de control asupra calității produselor și a stării mediului de lucru la întreprinderile sovietice.
Până în 1973, după aproape patru ani de experiență în producție, sovieticii nu puteau produce decât circuite integrate mici bipolare relativ simple (nu foarte integrate), de proastă calitate și în volume mici.
Până în 1973, sovieticii au produs în mare parte tipuri simple de semiconductori (tranzistoare și diode) pe bază de germaniu.
Tranziția la tehnologia cu siliciu și la producția de tipuri mai moderne de dispozitive semiconductoare, inclusiv circuite integrate bazate pe siliciu, a fost lentă. Astfel, URSS a produs doar 1972 milioane de circuite integrate în 10, ceea ce reprezenta mai puțin de două procente din producția SUA (mai mult de 700 de milioane de unități).
În opinia noastră, sovieticii au putut atinge chiar și acest nivel scăzut de producție numai prin utilizarea unor resurse mari de muncă, folosind metode ineficiente de încercare și eroare și folosind modele occidentale furate sau achiziționate în secret pentru dispozitive semiconductoare.
Sovieticii au simțit o lipsă de progres în dezvoltarea și producția de CI, iar în 1973 păreau să fi decis să recurgă la asistență pe scară largă din partea Occidentului.
În 1973-1974, sovieticii au început să caute canale ilegale pentru a obține cantități semnificative de echipamente, inclusiv cele mai moderne echipamente disponibile la acea vreme...
În cele din urmă, URSS poate avea acum producție în masă a propriilor dispozitive de testare.
Cu toate acestea, această tehnologie este acum învechită și, cu excepția cazului în care sovieticii o modernizează sau nu utilizează o tehnologie mai avansată, este posibil să nu fie adecvată pentru producția modernă de semiconductori de înaltă densitate.
Majoritatea sistemelor electronice militare sovietice se bazează încă pe tehnologia învechită a tranzistorilor sau a tubului vidat, iar producția de computere moderne de a treia generație pentru procesarea datelor este cu mult întârziere.
Din 1973, Moscova a achiziționat echipamente și facilități destinate producției de semiconductori, pentru o sumă totală de 40 milioane USD...
Autoritățile americane de control al exporturilor au primit informații despre achizițiile sovieticilor și au întârziat livrarea anumitor articole esențiale pentru procesarea automată și sistemele de monitorizare a mediului. URSS nu a primit încă o tehnologie de producție care să facă posibilă utilizarea eficientă a echipamentului achiziționat ...
Au existat o serie de încercări de a achiziționa linii complete de producție de circuite integrate (IC) sau chiar fabrici de circuite integrate în afara canalelor legale, dar credem că nu au avut succes.
În general, sovieticii nu au primit și nici măcar nu au încercat să obțină acces la know-how-ul relevant ...
Achizițiile sporadice de echipamente occidentale pentru a umple golurile critice în procesul de fabricație au permis probabil URSS să lanseze producția de circuite integrate ceva mai devreme decât ar fi fost posibil altfel.
Cu toate acestea, suntem convinși că impactul general al acestei abordări asupra capacităților de producție ale sovieticilor a fost mic.
Acest lucru se datorează lipsei de echipamente fabricate în URSS și tehnologiei de producție învechite, precum și lipsei aproape complete de control asupra calității produselor și a stării mediului de lucru la întreprinderile sovietice.
Până în 1973, după aproape patru ani de experiență în producție, sovieticii nu puteau produce decât circuite integrate mici bipolare relativ simple (nu foarte integrate), de proastă calitate și în volume mici.
Până în 1973, sovieticii au produs în mare parte tipuri simple de semiconductori (tranzistoare și diode) pe bază de germaniu.
Tranziția la tehnologia cu siliciu și la producția de tipuri mai moderne de dispozitive semiconductoare, inclusiv circuite integrate bazate pe siliciu, a fost lentă. Astfel, URSS a produs doar 1972 milioane de circuite integrate în 10, ceea ce reprezenta mai puțin de două procente din producția SUA (mai mult de 700 de milioane de unități).
În opinia noastră, sovieticii au putut atinge chiar și acest nivel scăzut de producție numai prin utilizarea unor resurse mari de muncă, folosind metode ineficiente de încercare și eroare și folosind modele occidentale furate sau achiziționate în secret pentru dispozitive semiconductoare.
Sovieticii au simțit o lipsă de progres în dezvoltarea și producția de CI, iar în 1973 păreau să fi decis să recurgă la asistență pe scară largă din partea Occidentului.
În 1973-1974, sovieticii au început să caute canale ilegale pentru a obține cantități semnificative de echipamente, inclusiv cele mai moderne echipamente disponibile la acea vreme...
În cele din urmă, URSS poate avea acum producție în masă a propriilor dispozitive de testare.
Cu toate acestea, această tehnologie este acum învechită și, cu excepția cazului în care sovieticii o modernizează sau nu utilizează o tehnologie mai avansată, este posibil să nu fie adecvată pentru producția modernă de semiconductori de înaltă densitate.
Acest raport este combinat în mod interesant cu cuvintele lui Malaşevici:
„Atunci au fost trei țări din lume care au făcut, să zicem, echipamente fotolitografice: SUA, Japonia și Uniunea Sovietică. Acesta este cel mai precis echipament dintre toate dispozitivele tehnice: nivelul tehnologiei în microelectronică depinde de nivelul fotolitografiei... Trebuie amintit că, în ciuda tuturor problemelor pe care le-a întâmpinat țara noastră, doar Uniunea Sovietică a avut singurul autosuficient. electronice din lume. În care totul era al său și care a produs ea însăși întreaga gamă de produse electronice de la tuburi radio până la VLSI. Și avea propria sa știință a materialelor, propria sa inginerie mecanică - totul era al său.
Comparație dintre ceasurile Soyuz și Shuttle
În același timp, nivelul electronicii spațiale militare din punct de vedere arhitectural în URSS nu a fost diferit de cel american, decalajul a fost la nivelul de integrare și tehnologii.
Ken Shirriff scrie:
Pentru a compara ceasurile Soyuz cu electronicele spațiale moderne americane din anii 1980, am luat o placă de pe computerul AP-101S al navetei spațiale. Fotografia de mai jos prezintă o diagramă a ceasului Soyuz (stânga) și a computerului Shuttle (dreapta). Deși computerul Shuttle este mai avansat din punct de vedere tehnologic, diferența dintre ele nu este atât de mare pe cât mă așteptam.
Ambele sisteme sunt bazate pe cipuri TTL, deși Shuttle are cipuri dintr-o generație mai rapidă. Multe dintre cipurile Shuttle sunt puțin mai complexe; notați jetoanele cu 20 de ace în partea de sus.
Cipul mare alb este mult mai complex - acesta este cipul de corecție a erorilor de memorie AMD Am2960.
PCB-ul Shuttle este mai avansat, cu mai mult de două straturi, permițând cipurilor să fie plasate cu 50% mai dens.
La acea vreme, se credea că URSS era cu 8–9 ani în urmă față de Occident în tehnologiile IS; acest lucru este în concordanță cu ceea ce se vede pe baza unei comparații a celor două plăci.
Totuși, ceea ce m-a surprins a fost asemănarea dintre computerul Shuttle și ceasul Soyuz.
Mă așteptam ca computerul Shuttle să folosească microprocesoare din anii 1980 și să fie cu o generație înaintea ceasului Soyuz, dar se dovedește că ambele sisteme folosesc tehnologia TTL și, în multe cazuri, cipurile ajung să aibă aproape aceeași funcționalitate.
De exemplu, ambele plăci folosesc cipuri care implementează 4 porți NAND fiecare (căutați cipul 134ΛB1A în stânga și 54F00 în dreapta).
Ambele sisteme sunt bazate pe cipuri TTL, deși Shuttle are cipuri dintr-o generație mai rapidă. Multe dintre cipurile Shuttle sunt puțin mai complexe; notați jetoanele cu 20 de ace în partea de sus.
Cipul mare alb este mult mai complex - acesta este cipul de corecție a erorilor de memorie AMD Am2960.
PCB-ul Shuttle este mai avansat, cu mai mult de două straturi, permițând cipurilor să fie plasate cu 50% mai dens.
La acea vreme, se credea că URSS era cu 8–9 ani în urmă față de Occident în tehnologiile IS; acest lucru este în concordanță cu ceea ce se vede pe baza unei comparații a celor două plăci.
Totuși, ceea ce m-a surprins a fost asemănarea dintre computerul Shuttle și ceasul Soyuz.
Mă așteptam ca computerul Shuttle să folosească microprocesoare din anii 1980 și să fie cu o generație înaintea ceasului Soyuz, dar se dovedește că ambele sisteme folosesc tehnologia TTL și, în multe cazuri, cipurile ajung să aibă aproape aceeași funcționalitate.
De exemplu, ambele plăci folosesc cipuri care implementează 4 porți NAND fiecare (căutați cipul 134ΛB1A în stânga și 54F00 în dreapta).
Venirea CMOS
Pentru dezvoltarea generală, amintim și istoria tranzistorilor cu efect de câmp (tranzistor cu efect de câmp, FET).
Ca concept, a apărut chiar mai devreme, în lucrările lui Lilienfeld (Julius Edgar Lilienfeld) în anii 1920 și, de fapt, Bardeen, Brattain și Shockley au încercat să-l realizeze, nu fără succes, rezultând un tranzistor bipolar.
Chinul cu tranzistoarele cu efect de câmp a durat din 1945 (Heinrich Johann Welker, prototip JFET - joncțiune FET) până în 1953 (brevet George F. Dacey și Ian Munro Ross pentru o metodă industrială, dar costisitoare și nesigură de fabricare a JFET).
Tehnologia era încă atât de grosieră și de nereușită, încât până la mijlocul anilor 1950, majoritatea cercetătorilor au refuzat să se deranjeze cu FET-urile, iar cele care au fost produse au fost făcute în tiraje mici pentru aplicații speciale (de exemplu, GE Technitron, o peliculă subțire din 1959). sulfură de cadmiu FET de la RCA sau o lucrare din 1960 de la Crystalonics).
Descoperirea a avut loc până în 1959, când un inginer american de origine egipteană, Mohamed M. Atalla, a descoperit pasivarea suprafețelor plachetelor de siliciu, ceea ce a făcut posibilă producerea în masă a circuitelor integrate de siliciu.
Împreună cu un alt străin american, coreeanul Dion Kang (Dawon Kahng), Atalla a dezvoltat conceptul de formare a structurilor de oxid de metal pentru producția de FET - așa a luat naștere un nou tip de tranzistor, FET-oxid de metal-semiconductor (MOSFET) , prezentat în două versiuni: pMOS (p-type MOS) și nMOS (n-type MOS).
Inițial, tehnologia nu a fost interesată de doi jucători serioși de pe piață - laboratorul Bell și TI (au continuat să pirateze JFET nereușit, lansând chiar și o versiune plană pe o joncțiune pn în 1962), dar restul: RCA, General Microelectronics , IBM și Fairchild, au continuat imediat cercetările.
Tot în 1962, RCA a produs primul prototip al unui cip MOS cu 16 tranzistori (Steve R. Hofstein și Fred P. Heiman), iar un an mai târziu, inginerii Fairchild Chih-Tang Sah și General Microelectronics Frank Wanles (Frank Marion Wanlass au avut în sfârșit a dezvoltat tehnologia perfectă - metal-oxid-semiconductor complementar, CMOS (complementary metal-oxide-semiconductor, CMOS), care și-a luat pe bună dreptate locul în lista celor mai mari invenții din istorie.
În 1964, primele tranzistoare MOS produse în masă au apărut de la RCA și Fairchild, iar în același an, General Microelectronics a lansat primul cip MOS produs în masă, iar cipurile CMOS au apărut în 1968 de la Fairchild.
Prima aplicație comercială a cipurilor MOS a fost o comandă NASA pentru circuite integrate pentru programul Interplanetary Monitoring Platform, finalizată de GM. CMOS a fost primul tip de logică care a primit o implementare exclusiv integrată, a avut o mulțime de avantaje față de TTL: cea mai mare scalabilitate și densitate de ambalare fenomenală (care a permis dezvoltarea fără probleme de cipuri de integrare mari și ultra-mari), cost redus, consum redus de energie și potențial enorm pentru diferite îmbunătățiri.
Un bonus suplimentar a fost că CMOS a necesitat câțiva pași mai puțini în fotolitografie, ceea ce nu numai că a redus costurile, dar a simplificat și echipamentul și a redus foarte mult șansa de erori de fabricație.
Singura problemă cu cipurile CMOS timpurii a fost viteza de funcționare - scăzută în comparație cu frivolitatea pe TTL și cu atât mai mult cu ECL.
Ca rezultat, pe tot parcursul anilor 1970, CMOS a fost utilizat în mod activ acolo unde nu erau necesare viteze extreme - în cipuri RAM și diferite microcontrolere.
În 1968, a fost lansată celebra serie logică RCA 4000, care a devenit aceeași pentru CMOS cu SN54 / 74 pentru TTL. În același timp, RCA a creat primul cip SRAM de 288 de biți. În același an, inginerii Fairchild Noyce (Robert Norton Noyce), Moore (Gordon Earle Moore) și Grove (Andrew Stephen Grove) au fondat Intel, iar managerul Walter Jeremiah Sanders III a fondat AMD.
Inițial, investitorii s-au uitat cu ochi la Sanders, deoarece el a fost în primul rând un manager, și nu un inventator, precum Noyce și Moore, cu toate acestea, acest cuplu a contribuit și la crearea AMD prin investirea banilor lor în companie.
Ideea era să începi să câștigi bani din comenzile militare - cel puțin două companii trebuiau să participe la licitații, așa că Intel nu a văzut niciun rău în creșterea unui concurent. Planul a funcționat în general, AMD a devenit faimos pentru multe dezvoltări originale.
În sursele rusești, ei sunt adesea, fără a înțelege subiectul, numiți imitatori obișnuiți, dar au clonat doar 8080 și x86 (în același timp, lansând o grămadă de arhitecturi proprii) și au dezvoltat totul pe cont propriu și destul de bine, în 1990-2000. deja Intel a trebuit să ajungă din urmă cu AMD.
La începutul anilor 1970, CMOS nu era cea mai comună tehnologie, s-a folosit pMOS, care avea apoi performanțe mult mai rapide, cipurile pMOS erau aproape toate microcircuitele americane emblematice ale acelor ani.
În 1969, Intel a lansat prima și ultima linie TTLS (Intel 3101 64-bit SRAM; 3301 ROM; 3105 register; 300x BSP chip series), dar pMOS a preluat controlul.
Intel 1101 (256-bit SRAM), celebrele procesoare Intel 4004 și Intel 8008, National Semiconductor IMP-16, PACE și SC/MP, microcontrolerul TI TMS1000, Rockwell International PPS-4 și PPS-8 sunt toate cipuri pMOS.
Până în 1972, tehnologia nMOS ajunsese și ea din urmă pe ruda sa, Intel 2102 (1 kbit SRAM) pe ea. Deoarece mobilitatea electronilor într-un canal de tip n este de aproximativ trei ori mai mare decât mobilitatea orificiilor într-un canal de tip p, logica nMOS poate crește viteza de comutare.
Din acest motiv, nMOS a început rapid să înlocuiască pMOS și, după 10 ani, aproape toate microprocesoarele occidentale erau deja cipuri nMOS. pMOS a fost mai ieftin și a oferit un nivel mai bun de integrare, în timp ce nMOS a fost mai rapid.
Și apoi deodată japonezii au pătruns pe piață.
Renașterea japoneză câștigase încet avânt de la sfârșitul ocupației și până la sfârșitul anilor 1960 erau gata să concureze pentru piață. S-a decis să se înceapă cu electronice ieftine și simple, ceasuri, calculatoare etc., iar pentru ei, CMOS a fost opțiunea ideală, cât se poate de ieftină și cu un consum minim de energie, și nu le dau doi bani pe viteza ceasului. .
În 1969, Toshiba a dezvoltat C2MOS (Clocked CMOS), o tehnologie cu putere mai mică și viteză mai mare, și a aplicat-o la cipurile pentru calculatoare de buzunar Elsi Mini LED de la Sharp din 1972.
În același an, Suwa Seikosha (acum Seiko Epson) a început să dezvolte un cip CMOS pentru ceasul său de cuarț Seiko 38SQW din 1971. Ideea a fost adoptată chiar și de către conservatorii elvețieni, în 1970, sub influența japonezilor, Hamilton Watch Company a pângărit pentru prima dată tradițiile măiestriei mecanice elvețiene lansând ceasul electronic Hamilton Pulsar Wrist Computer.
În general, datorită consumului său de energie ultra-scăzut în comparație cu TTL și a integrării ridicate, CMOS a fost promovat activ pe piața dispozitivelor portabile de-a lungul anilor 1970.
In Occident pe atunci toata lumea se prostea cu tehnologia MOS, abia in 1975 au iesit primele procesoare CMOS Intersil 6100 si RCA CDP 1801 (cea mai cunoscuta utilizare a fost misiunea la Jupiter, Galileo, 1989, aleasa datorita scazutului consumul de energie).
CMOS a fost inițial de 10 ori mai lent, de exemplu, Intel 5101 (1 kb SRAM, 1974, CMOS) avea un timp de acces de 800 ns, iar Intel 2147 (4 kb SRAM, 1976, tehnologie nMOS cu sarcină de epuizare) deja 55–70 ns . Abia în 1978.
Toshiaki Masuhara de la Hitachi a creat tehnologia Hi-CMOS cu două godeuri, cipul de memorie pe care (HM6147, similar cu Intel 2147) era la fel de rapid, dar consuma de 8 ori mai puțină energie.
Tehnologia de proces de la sfârșitul anilor 1970 era în intervalul de 3 µm, în 1983 Intel a introdus 1,5 µm (Intel 80386), iar în 1985-1988, inginerul irano-american Bijan Davari de la IBM a dezvoltat un prototip de cip de 250 nm, dar dispozitivele produse în masă au fost produse în masă. încă mult mai gros, deși chiar și 1 micron era deja suficient pentru a atinge viteza, depășind în cele din urmă toate celelalte tipuri de arhitecturi IC.
De la mijlocul anilor 1980, ponderea CMOS a început să crească exponențial, iar până în 2000, 99,9% din toate microcircuitele produse în lume au fost create folosind una sau alta versiune a tehnologiei CMOS.
Tot ce ați vrut să știți despre CMOS, dar vă era teamă să întrebați. FinFET (tranzistor cu efect de câmp fin) este una dintre cele mai avansate implementări CMOS. Două MOSFET-uri pe o placă de testare, văzute printr-un microscop. Diferența vizuală între nMOS și pMOS. Poarta clasică NAND - circuitul său și întruchiparea fizică în siliciu (imagini și fotografii https://en.wikipedia.org)
Fujitsu a stăpânit 700 nm în 1987, urmat de Hitachi, Mitsubishi Electric, NEC și Toshiba în 1989 a lansat 500 nm.
Japonezii au continuat să domine dezvoltarea proceselor la începutul anilor 1990, Sony creând 1993 nm în 350, iar Hitachi și NEC producând în cele din urmă 250 nm.
Americanii au rămas în urmă în acest sens, de exemplu, versiunile Intel 80486 (fabricate din 1989 până în 2007) au avut un proces de fabricație de 1, 000 și 800 nm, Pentium 600-800 nm. Hitachi a introdus procesul de 250 nm în 160, în 1995 Mitsubishi a răspuns cu 1996 nm, apoi coreenii au sărit în luptă, iar în 150 Samsung Electronics a lansat 1999 nm.
Abia în 2000 au fost în cele din urmă depășiți de companiile americane când Gurtej Singh Sandhu și Trung T. Doan de la Micron Technology au inventat procesul de 90 nm. Pentium IV a fost produs conform tehnologiei de proces de 180–65 nm, asiaticii nu au renunțat, în 2002 Toshiba și Sony au dezvoltat 65 nm, iar apoi TSMC taiwanez s-a alăturat ligilor mari cu 45 nm în 2004.
Dezvoltarile lui Sandhu și Doan au permis tehnologiei Micron să atingă 30nm, iar era sub-20nm a început cu High-κ/poarta metalică FinFET.
URSS, din păcate, nu se mai putea lăuda cu vreo descoperire în logica CMOS și s-a limitat la copierea cipurilor MOS din anii 1970.
Rețineți că termenul CMOS nu descrie logica reală a circuitului, ci procesul său tehnic (și prin aceasta diferă de toate celelalte menționate aici). În același timp, în cadrul CMOS sunt posibile o varietate de soluții, de exemplu, logica tranzistorului Pass (PTL), pe care au fost asamblate faimosul procesor Zilog Z80 (1976) și multe alte cipuri.
Au existat, de asemenea, opțiuni mai exotice, cum ar fi logica de comutare a tensiunii Cascode (CVSL), iar cipurile analogice folosesc adesea CMOS bipolar (BiCMOS). În 1976, Texas Instruments a lansat microprocesorul SBP0400, bazat în general pe logica de injecție integrală (logica de injecție integrată, I2L) - cea mai pervertită versiune a RTL.
În I2L, „tranzistoarele” speciale sunt utilizate cu o bază combinată și un emițător comun, care nu sunt capabile să conducă curentul în stare normală și sunt conectate la electrozii injectoare, de fapt, logica este asamblată din aceste injectoare.
Datorită acestui fapt, I2L are un nivel excelent de integrare, depășind nivelul MOS din anii 1970, dar totul strică încetineala, un astfel de circuit nu va putea accelera la mai mult de 50 MHz.
Drept urmare, procesoarele I2L au rămas o curiozitate de la mijlocul anilor 1970, dar în URSS au reușit să le smulgă pentru orice eventualitate, precum seturile de microprocesoare din seriile K582 și K584.
La sfârșitul anilor 1970, implementările bazate pe microprocesoare ale arhitecturilor mainframe populare au intrat în vogă. TI a creat TMS9900, DEC a creat LSI-11, iar Data General a creat mN601 MicroNova.
A apărut o întrebare interesantă - ce se întâmplă dacă o companie terță își dezvoltă propriul procesor care este pe deplin compatibil cu setul de instrucțiuni?
Primele războaie de brevete dintre Intel și AMD au determinat Curtea Supremă să statueze că setul de instrucțiuni în sine nu poate fi brevetat, fiind public prin definiție, doar implementarea sa specifică era protejată.
Pe baza acestui fapt, Fairchild (nu îndrăznește să jignească jucători cu adevărat puternici precum IBM sau DEC) a luat și a lansat o clonă Data General - procesorul F9440 MICROFLAME folosind tehnologia proprie I3L (Isoplanar Integrated Injection Logic, o versiune îmbunătățită a I2L), făcându-i publicitate cu nerăbdare. ca un înlocuitor cu drepturi depline pentru mainframe-ul DG Nova 2.
A spune că Data General a fost furioasă este încă prea ușor, dar legal nu au putut face nimic. Pentru a menține controlul asupra clienților lor, DG a adăugat în mod inteligent o clauză în acordul de licență conform căreia programul ar putea rula numai pe hardware Data General, chiar dacă ar putea rula pe Fairchild F9440 (sau orice alt procesor), și asta ar fi deja încălcarea drepturilor de autor.
În 1978, Fairchild a pretins reconvențional că o astfel de licență este anticoncurențială și a solicitat despăgubiri de 10 milioane de dolari. Pentru a face și mai distractiv, au lansat F9445, un MICROFLAME II compatibil cu Nova 3, și au făcut publicitate că este de 10 ori mai rapid.
Cu toate acestea, aici Fairchild și-a plantat un porc pe sine, deoarece dezvoltarea unei topologii atât de complexe a întârziat toate celelalte producții și a pus compania în pragul falimentului, mai ales că și procesorul a fost lansat cu întârziere. În plus, DG a susținut că arhitectura Nova 3 nu ar putea fi reprodusă fără spionaj industrial și a lansat un alt proces.
În 1979, Fairchild a fost preluată de compania petrolieră Schlumberger Limited (Exxon a cumpărat Zilog în 1980 ca răspuns). Producția lui F9445 a început în sfârșit în prima jumătate a anului 1981. În general, arhitectura sa este similară cu cea anterioară, iar instrucțiunile Nova 3 sunt emulate prin microcod. Includerea microcodului a permis ca cipul să fie folosit pentru mai mult decât pentru a tachina Data General.
În 1980, US Air Force a publicat faimosul standard MIL-STD-1750A pentru o arhitectură de set de instrucțiuni pe 16 biți pentru tot ceea ce zboară, de la avioane de luptă la sateliți. Definește doar sistemul de comandă, dar nu și întruchiparea sa fizică, ca urmare, multe firme sunt conectate la fabricarea diferitelor procesoare militare și spațiale care corespund acestui ISA.
Așa au apărut procesoarele Signetics, Honeywell, Performance Semiconductor, Bendix, Fairchild, McDonnell Douglas și alți producători exotici.
Fairchild a dezvoltat firmware pentru F9445, implementând MIL-STD-1750A până în 1985, iar F9450 a luat naștere. Chiar și versiunea anterioară a ieșit foarte fierbinte, dar în cea nouă a fost necesar să se folosească o carcasă de neegalat din oxid de beriliu BeO, care are o conductivitate termică mai mare decât cea a oricărui nemetal (cu excepția diamantului), și chiar mai mare decât multe metale. Procesorul s-a dovedit a fi foarte original și a fost folosit în scopuri militare până la mijlocul anilor 1990.
Bătălia juridică dintre Data General și Fairchild a continuat până în 1986, când compania epuizată a ales să nu continue și chiar a plătit Fairchild 52,5 milioane de dolari în compensație. În mod ironic, până în acest moment, Nova 2 și Nova 3 originale nu mai erau în producție.
Procesele au ruinat ambele companii, în 1987 Schlumberger a revândut Fairchild către National Semiconductor, care acoperea întreaga linie F94xx.
Astfel s-a încheiat ultima încercare de a folosi ceva semnificativ diferit de CMOS pentru microprocesoare.
Firma britanică Ferranti a licențiat de la Fairchild în 1971 un proces extrem de original de colector-diffusion-izolare (CDI) pe care l-au dezvoltat pentru cipurile TTL, dar l-au abandonat prin trecerea la I3L și MOS. La începutul anilor 1970, Ministerul Britanic al Apărării le-a emis un ordin de dezvoltare a unui microprocesor militar bazat pe această tehnologie.
Până în 1976, F100-L era gata - un excelent procesor de 8 MHz pe 16 biți pentru aproximativ 1 de porți, setul de instrucțiuni original. A devenit primul microprocesor fabricat în Europa și contestă onoarea de a fi primul microprocesor pe 500 biți din lume cu Texas Instruments TMS16, lansat în același an. Cu toate acestea, TI a folosit procesul nMOS și, ca rezultat, cipul său a putut fi împins doar într-un pachet DIP9900 personalizat voluminos, în timp ce Ferranti se potrivește fără probleme într-un pachet standard de 64 de picioare.
Arhitectura s-a dovedit a fi foarte reușită, deși, din păcate, a devenit nu numai primul cip european original, ci și ultimul (cu excepția modificării F200-L din 1984).
Unele dintre procesoarele arhitecturilor exotice menționate în articol. Fotografie din colecția autorului.
Sfârșitul lui Ferranti a fost anecdotic și trist.
Pe la mijlocul anilor 1980, ei făceau bani excelente din comenzile militare în Europa și au decis să intre pe piața nord-americană.
Pentru a face acest lucru, au achiziționat International Signal and Control, care produce echipamente militare pentru guvernul SUA încă din anii 1970, în special rachetele AGM-45 Shrike și RIM-7 Sea Sparrow.
Cititorii ar putea avea deja o întrebare - cum s-a întâmplat ca yankeii să-și vândă întregul contractant militar britanicilor?
L-ar fi vândut pe Raytheon URSS!
Abia acum cadoul s-a dovedit a fi putred înăuntru.
De fapt, în ciuda raportărilor excelente, ISC practic nu a produs sau dezvoltat nimic și, la ordinul NSA și al CIA, toți anii 1970 au fost vânduți Africii de Sud (care se află oficial sub cele mai severe sancțiuni ONU pentru o atitudine proastă față de negrii). ) cel mai recent american armă, război electronic, comunicații și multe altele.
În schimbul acestui lucru, Africa de Sud le-a permis țaușnicilor să construiască în secret o stație de ascultare la Capul Bunei Speranțe pentru a urmări submarinele sovietice. Cu toate acestea, s-a dovedit că Africa de Sud a decis să împartă jucăriile americane cu Saddam, iar CIA nu i-a plăcut foarte mult acest lucru.
Cum ai putut să închei toată afacerea atât de frumos și să nu te arzi ca să nu răspunzi la întrebări neplăcute la ONU?
Au găsit rapid o cale de ieșire - în 1988 au aruncat ISC-ul britanicilor.
La început au fost foarte fericiți, apoi au săpat mai adânc și au gâfâit.
S-a dovedit că ISC nu are nicio afacere legală și, într-adevăr, producție în general, tot ce are sunt documente despre tehnologii incredibile „produse” necesare pentru spălarea banilor armelor.
Rezultatul a fost un scandal incredibil, a cărui gravitate a căzut în principal asupra noului proprietar.
Fondatorul ISC James Guerin și 18 dintre asociații săi, care au fost târâți la închisoarea federală de mulți, mulți ani, au strigat pe parcurs că nu sunt vinovați și totul era în acord cu NSA și CIA, dar cine i-ar crede pe escroci ?
În 1994, Bobby Ray Inman, secretarul apărării al lui Clinton și membru al consiliului de administrație al ISC, și-a dat demisia în liniște, iar cazul a fost în cele din urmă pus sub tăcere.
Inman a fost în general o persoană foarte interesantă - sub Reagan a fost mai întâi director al NSA, apoi director adjunct al CIA și, în paralel - CEO al Microelectronics and Computer Technology Corporation, unul dintre administratorii oficiali ai Caltech și membru al consiliului de administrație. a directorilor Dell, AT&T, Massey Energy și aceluiași ISC.
Drept urmare, americanii, care jucaseră puțin în spioni, au primit în timpul Războiului din Golf pe cap cu propria lor bombă cu dispersie Mk 20 Rockeye II, care, conform desenelor transferate în Africa de Sud, a fost asamblată pentru irakieni de către industria chiliană Cardoen, iar Ferranti, distrus și distrus, a fost preluat în 1993 de Siemens-Plessley.
CMOS sovietic este asociat în proporție de 90% cu microprocesoare - clone Intel și nu se aplică pentru Elbrus, așa că îl vom omite.
În următoarea serie, așteptăm logica cuplată cu emițător fierbinte, cristale matrice de bază și dezvoltarea lui Elbrus-2.
informații