Intel: 30 лет на переднем крае прогресса
Intel: 30 лет на переднем крае прогресса
18 июля корпорация Intel отметила 30 лет со дня основания - 30 лет новаторской деятельности на рубеже передовых промышленных технологий. Развитие корпорации - это история дальновидности, готовности идти на революционные изменения и просто удачи, история, которая позволила Intel занять центральное место в нашем информационном веке.
Как это было до микропроцессора
Микропроцессор настолько сильно изменил нашу жизнь, что сейчас даже трудно вспомнить, как мы жили до его изобретения. В 60-е годы размеры компьютеров были столь велики, что они занимали целые комнаты. Высокая стоимость машинного времени делала их доступными лишь узкому кругу правительственных лабораторий, научно-исследовательских университетов и крупных корпораций.
Достижения середины 60-х годов в области развития интегральных схем (одним из изобретателей которых был Боб Нойс - основатель Intel) привели к миниатюризации компоновки электронных схем и, в конечном счете, к созданию кремниевых микросхем. Тем не менее мир все еще смотрел на эти достижения скептически. Размещение в промышленных масштабах громадного количества транзисторов на кремниевом кристалле все еще оставалось делом будущего.
Со дня своего основания в 1968 году Intel сосредоточила усилия на решении основной задачи: сделать использование возможностей полупроводниковой памяти реальным и экономичным. Это было довольно смелым шагом, особенно принимая во внимание, что память на кремниевых кристаллах тогда стоила по крайней мере в 100 раз дороже памяти на магнитных носителях, которая в то время считалась передовой технологией. Однако основатели Intel были уверены, что очевидные достоинства памяти на полупроводниках - миниатюрность, более высокие рабочие характеристики и меньшее количество потребляемой энергии - смогут убедить производителей заняться внедрением новой технологии.
Успех по всем направлениям
Все начиналось довольно скромно. Японская компания Busicom как-то обратилась к Intel с просьбой сконструировать микросхемы для высокопроизводительных домашних программируемых калькуляторов. В то время все логические микро-схемы (которые производят расчеты и исполняют программы, в отличие от чипов памяти, хранящих данные и команды) делались на заказ, что, по определению, должно было препятствовать широкому применению той или иной логической микросхемы.
На деле же все вышло иначе. Первоначально предполагалось, что выполнение заказа Busicom потребует создания по крайней мере двенадцати микросхем. Однако инженер Intel Тед Хофф предложил другое решение. Вместо двенадцати он сконструировал одну объединенную микросхему - универсальное логическое устройство, которое отыскивало и отбирало прикладные команды из полупроводниковой памяти. Будучи ядром набора из четырех микросхем, этот центральный вычислительный блок не только соответствовал требованиям заказа компании Busicom, но и мог найти самое разнообразное применение, причем без каких-либо переделок.
Возвращение "дойной коровы"
С новой микросхемой была лишь одна проблема: правами на нее владела компания Busicom. Хофф и его коллеги знали, что у продукта практически неограниченная сфера применения благодаря его способности наделять "разумом" огромное множество электронных приборов. Поэтому они настоятельно предлагали, чтобы Intel выкупила права на сделанную по заказу Busicom микросхему.
В то время как основатели Intel Гордон Мур и Роберт Нойс были сторонниками нового чипа, другая часть руководителей корпорации опасалась, что он будет отвлекать внимание от работ в области компьютерной памяти. Но, в конце концов, сомневавшиеся уступили. И произошло это благодаря тому, что каждый набор из четырех микросхем для микрокомпьютера включал в себя два модуля памяти.
Бывший в то время маркетинговым директором сотрудник вспоминает: "Первоначально я смотрел на это как на способ увеличения продаж микросхем памяти, и на этом основании мы решились пойти на соответствующие расходы".
Итак, Intel предложила компании Busicom вернуть ей первоначально вложенные в разработку продукта 60 тысяч долларов в обмен на право распоряжаться им. Сталкивавшаяся с финансовыми проблемами Busicom это предложение приняла. В то время сделка с Busicom едва ли могла иметь существенное экономическое значение и для Intel, и для промышленности в целом. Тем не менее она укрепила уверенность корпорации в несомненных преимуществах микро-ЭВМ.
Микропроцессор атакует рынок
Микрокомпьютерная интегральная схема 4004 (термин "микропроцессор" в то время еще не появился на свет) была официально представлена в конце 1971 года. На площади величиной с ноготь человека умещались 2,300 транзисторов. Микросхема стоимостью в 200 долларов по своей мощности была сравнима с первой в мире ЭВМ - ENIAC. (Для сравнения: ENIAC имела 18,000 электронных ламп и занимала пространство в 270 кубических метров. Построена она была в 1946 году.) Микросхема 4004 обеспечивала 60,000 операций в секунду. По нынешним временам ее мощность кажется примитивной, но тогда она представлялась феноменальной.
Вскоре после выпуска 4004 Intel представила микросхему 8008, которая единовременно обрабатывала 8 битов данных, то есть вдвое больше, чем первоначальная модель. Как и ожидалось, оба вычислительных устройства стали завоевывать для продукции компании Intel новые рынки. Они впервые предоставили разработчикам всех видов продукции безграничные возможности для творчества и новаторской деятельности.
В продуктовых магазинах появились первые цифровые весы - микросхема преобразовывала вес продуктов в цены и считывала этикетки с покупаемых товаров. Для светофоров представилась возможность более эффективно управлять дорожным движением на перекрестках и предотвращать возникновение пробок... Новый микропроцессор привнес революционные изменения во все сферы жизни - от медицинских инструментов до кассовых систем ресторанов "быстрого питания", от бронирования авиабилетов до бензозаправочных станций. Изменения коснулись даже таких вещей, как игровые автоматы "пинбол" и турникеты.
И все же ни сама Intel, ни потребители ее продукции не могли даже вообразить все сферы применения микросхемы. Почетный председатель совета директоров Intel Гордон Мур вспоминает об одном забавном случае: "В середине семидесятых кто-то пришел ко мне с идеей, которая впоследствии привела к созданию персонального компьютера. Он предложил снабдить процессор 8008 клавиатурой и монитором и продавать это простым людям. Я спросил: "А в чем смысл?" Единственным ответом было то, что домохозяйки могли бы заносить в компьютер свои кулинарные рецепты. Лично я не увидел в этом особого смысла, так что больше мы к этому не возвращались".
Поворотный момент: персональный компьютер IBM
К 1981 году семейство микропроцессоров Intel уже состояло из 16-разрядного 8086 и 8-разрядного 8088. Только за один год две эти микросхемы победили в 2,500 технических конкурсах. Среди их потребителей была и IBM со своим новшеством, ставшим первым персональным компьютером.
Не располагая достаточно детальной информацией о продукте, менеджеры по продажам корпорации Intel должны были завоевать доверие IBM в силу того, что "Голубой гигант" никогда раньше не работал с посторонней фирмой, которая бы занималась сбытом ключевых микропроцессоров.
Один из специалистов Intel по сбыту, непосредственно работавший с IBM, вспоминает: "В воздухе витала атмосфера всеобщей секретности. Когда мы приходили к ним для оказания технической поддержки, они обычно сажали нас по одну сторону темной занавески, тогда как их люди с опытной моделью продукта располагались по другую. Мы задавали вопросы, а они отвечали, и мы должны были пытаться решить их проблемы буквально вслепую. В лучшем случае нам разрешали просунуть через плотную занавеску руку и определить характер проблемы на ощупь".
В конечном итоге долгосрочные планы Intel по изготовлению микропроцессоров и способность корпорации осуществлять их массовое производство убедили IBM избрать модель 8008 в качестве интеллектуальной основы для своего первого персонального компьютера. Для Intel решение IBM было великолепным. Однако решающее значение этой сделки поначалу было трудно себе представить. Специалист Intel по сбыту, работавший над проектом вместе с IBM, вспоминает: "В то время производство 10,000 изделий в год считалось громадным. Никто не мог вообразить, что сбыт персональных компьютеров со временем достигнет десятков миллионов в год".
В 1982 году Intel представила микросхему марки 286. Начиненная 134 тысячами транзисторов, она по производительности втрое превосходила другие 16-разрядные процессоры того времени. Оснащенная встроенным устройством управления памятью, модель 286 стала первым микропроцессором, совместимым со своими предшественниками. Эта революционная по своей значимости микросхема была применена в не менее революционной продукции корпорации IBM - персональном компьютере PC-AT.
Машина по производству микропроцессоров
В 1985 году рынок потрясло появление процессора Intel 386. Имевшая 32-разрядную архитектуру и оснащенная 275 тысячами транзисторов микросхема могла выполнять более пяти миллионов операций в секунду (MIPS). Compaq DeskPro 386 был первым персональным компьютером на новом микропроцессоре.
Следующим изделием стал процессор Intel 486, с которым Intel вышла на рынок в 1989 году. Разработка новой продукции пошла ускоренными темпами. Новая микросхема несла на себе уже 1.2 миллиона транзисторов и впервые была оснащена встроенным математическим сопроцессором. Ее быстродействие примерно в 50 раз превышало показатели модели 4004, а рабочие характеристики были сравнимы с мощными универсальными ЭВМ.
В 1993 году Intel представила процессор Pentium, установивший новые стандарты производительности, в пять раз более высокие, чем у процессора i486. В процессоре Pentium задействованы 3.1 миллиона транзисторов, обеспечивающие быстродействие в 90 миллионов операций в секунду, что примерно в 1,500 раз выше, чем у первоначальной модели 4004.
Спустя еще два года миру был представлен Pentium Pro - первый представитель семейства процессоров Intel на основе микроархитектуры P6. Объединивший 5.5 миллиона транзисторов, этот процессор для повышения быстродействия впервые был оснащен вторым кристаллом - высокоскоростной кэш-памятью. Обладая производительностью в 300 MIPS, процессор Pentium Pro и сейчас остается наиболее привлекательным для многопроцессорных серверов и высокопроизводительных рабочих станций.
В 1997 году Intel вновь потрясла компьютерный рынок, предложив революционную технологию MMX - новый набор команд, специально разработанный для повышения производительности мультимедийных средств. Эта технология стала применяться во всех процессорах последующих поколений. Одновременно в целях маркетинга Intel представила быстро завоевавшие популярность персонажи Bunny-People. Эти облаченные в разноцветные комбинезоны рекламные символы сотрудников Intel, занятых в производстве микропроцессоров, буквально наводнили прилавки магазинов всего мира, где продаются персональные компьютеры на базе процессоров Intel.
По мере развития рынка персональных компьютеров он разделился на три сегмента, в зависимости от запросов различных категорий покупателей: персональные компьютеры класса "хай-энд", среднего и начального уровней. В своей стратегии Intel всегда ориентировалась на создание более мощных систем, прежде всего для верхней части компьютерной пирамиды, тогда как микросхемы предыдущих поколений должны были постепенно переходить в ее нижнюю часть. Новая же стратегия Intel предусматривает использование технологии "единого ядра" в широком спектре процессорной продукции - в соответствии с запросами различных сегментов рынка.
Следуя этой стратегии, в мае 1997 года Intel представила новый процессор - Pentium II. Процессоры Pentium II, оснащенные 7.5 миллиона транзисторов внутри нового корпуса с односторонним контактом, обеспечивают потрясающую производительность современных коммерческих приложений. Кроме того, резерв их производительности достаточен и для работы с программами будущего - такими, как более современные операционные системы и трехмерные Web-браузеры.
Одновременно в персональные компьютеры на основе процессоров Pentium II были заложены новые технологии, такие как DVD-плейеры и графические средства на шине AGP, что предоставляет прекрасные возможности для домашних компьютеров. Intel также предлагает процессоры Pentium II для портативных компьютеров-ноутбуков, обеспечивающие качественно новый уровень производительности, ранее недоступный мобильным пользователям.
В апреле 1998 года был представлен новейший процессор Intel Celeron для персональных компьютеров начального уровня. Машины на базе процессора Intel Celeron отвечают всем основным требованиям и доступны многим пользователям-новичкам. Они обеспечивают всесторонние возможности работы со современными стандартными бизнес-программами и приложениями для домашних компьютеров.
С появлением в 1998 году процессора Pentium II Xeon хорошую подпитку получил рынок серверов и рабочих станций. Новая модель семейства Pentium II - это первый микропроцессор корпорации Intel, специально разработанный для серверов среднего и более высокого уровней, а также для мощных рабочих станций. В силу того что приложения для серверов и рабочих станций предъявляют весьма высокие требования к архитектуре процессорной кэш-памяти, Pentium II Xeon снабжен встроенной в корпус увеличенного размера быстродействующей кэш-памятью второго уровня емкостью 512 килобайт или 1 мегабайт, причем работающей на тактовой частоте процессорного ядра - 400 мегагерц.
"Отличие состоит в том, что, планируя нашу деятельность, мы теперь предусматриваем устаревание нашей продукции, смену ее поколений на фоне ежегодного практически удвоения ее производительности", - заявил Альберт Ю, первый вице-президент Intel и генеральный менеджер группы по разработке микропроцессоров.
В 1991 году удельная стоимость персональных компьютеров на базе процессора i486 составляла примерно 225 долларов за каждый миллион операций в секунду. Сегодня же стоимость миллиона операций в секунду на процессоре Pentium II, обладающем фантастически высокой производительностью, равна приблизительно двум долларам. Мур в связи с этим однажды заметил: "Если бы автомобильная промышленность развивалась столь же стремительно, как полупроводниковая, сегодня на "Роллс-Ройсе" можно было бы проехать полмиллиона миль на одном галлоне бензина, причем было бы дешевле бросить его на обочине, чем оплачивать парковку".
Революция в мире персональных компьютеров
Появление первого персонального стало той искрой, из которой возгорелась компьютерная революция. Сегодня персональный компьютер можно встретить повсюду. В мире их насчитывается уже более 200 миллионов. У ребенка, играющего на компьютере с процессором Pentium, больше вычислительных возможностей, чем всего десятилетие тому назад было у операторов больших универсальных ЭВМ, и больше, чем у правительства США, когда оно посылало первого человека на Луну.
Персональные компьютеры сделали компьютерные технологии доступными широким слоям пользователей. Сегодня многие считают, что судьба последующих поколений станет зависеть от уровня их технической грамотности. Благосостояние людей будет основано на их способности получать, обрабатывать и передавать информацию через персональные компьютеры, мощность которых постоянно возрастает. Изобретатель микропроцессора Хофф рассуждает: "Информация - это власть, и мне нравится, как микропроцессор завоевывает все новые и новые сферы".
Сегодня мы вновь являемся свидетелями того, как новая роль сетевого персонального компьютера в качестве средства связи дает нашей жизни очередной революционный толчок. Видеоконференции, локальные сети и Интернет стали привычными инструментами делового общения. По всему миру люди подключаются к Интернет, чтобы общаться и создавать новые миры развлечений, информации и коммуникаций.
Разработка современной микросхемы
В основе микропроцессорной революции лежит способность Intel постоянно снижать стоимость и наращивать производительность компьютерных средств. Как же ей удалось добиться этого? Краеугольный камень повышения производительности - потрясающие успехи Intel в области передовой микроархитектуры на базе наиболее современной процессорной технологии, а также массовое производство продукции. Снижение стоимости персональных компьютеров при одновременном наращивании их мощности обусловлено размещением на микросхемах все большего числа транзисторов.
Первый процессор разрабатывали два инженера в течение девяти месяцев. Проектирование современного микропроцессора требует участия сотен людей, которые разделены на рабочие группы. Причем каждая работает над своим участком микросхемы на строго определенном этапе ее разработки.
Современные разработчики микропроцессоров по-прежнему должны вникать во все, что так или иначе имеет отношение к микро-схеме. Но, в отличие от разработки "вручную" (как это было еще вчера), они используют программы автоматизированного проектирования - CAD, заложенные в мощные рабочие станции и выдающие сложные проектировочные "карты". Благодаря CAD-программам и другим инструментам чрезвычайно выросла эффективность проектирования, но и оно едва поспевает за ростом сложности и производительности. При создании микропроцессоров будущего зависимость от передовых инструментов автоматизированного проектирования будет еще выше.
Тестирование также стало важной частью процесса разработки. Говорит Альберт Ю: "Существуют буквально миллиарды и триллионы строк программ, с которыми микросхемы Intel должны быть совместимы. Мы стремимся обеспечить абсолютную совместимость современных моделей с продукцией более ранних поколений, то есть со всей линией архитектуры Intel". Это достигается благодаря широкому кругу тестовых программных пакетов, оснащенности современными средствами контроля, а также исчерпывающе полными методами определения и устранения проблем.
Для сравнения: в 1971 году тестирование микропроцессоров в Intel ограничивалось применением осциллографа. "Инженеры создавали макет физической модели микросхемы и применяли простые методы тестирования цепей, - вспоминает Альберт Ю. - Этим все и ограничивалось". Использовались и другие методы: детали бросали на пол для проверки их физической прочности, помещали на шесть часов в скороварку...
Фабрика чудес
Еще 25 лет назад технологический процесс был довольно примитивным. Вспоминает председатель совета директоров Intel Энди Гроув: "Наши производственные площади с их неимоверным количеством шлангов, проводов и работающих хитроумных приспособлений впору было уподобить аэроплану братьев Райт в авиастроении. В то время это считалось передовой технологией, но, по нынешним стандартам, было невероятно грубым".
Большинство работ выполнялось вручную. С помощью специальных пинцетов рабочие загружали кремниевые пластины (из которых вырезаются чипы) в кварцевые "лодки" и отправляли их в раскаленные печи. Операторы печей вручную открывали и закрывали различные клапаны, подвергая таким образом пластины воздействию различных газов в течение определенного периода времени. Джерри Паркер, исполнительный вице-президент Intel и генеральный менеджер New Business Group, отмечает: "В тот технологический процесс изначально была заложена потенциальная возможность ошибки. Многие пластины выходили из печей похожими на пережаренные картофельные чипсы".
По мере увеличения пластин производственный процесс все больше требовал точного контроля. В конце концов на смену людям пришли машины. Сегодня управляемые микропроцессорами роботы контролируют технологию обработки пластин, а операторы лишь следят за тем, чтобы сложное оборудование работало эффективно. Кроме значительного улучшения управления обработкой изделий, автоматика вывела людей из зоны неблагоприятных физико-химических воздействий.
С уменьшением размеров кремниевых транзисторов возникла насущная необходимость изоляции обрабатываемых пластин от посторонних частиц - таких как пыль и микроскопические чешуйки кожи, которые рабочие неизбежно оставляли на образцах. На первых порах стандарты не были строгими: рабочие ходили с непокрытой головой и носили поверх своей уличной одежды халаты. Но вскоре они получили специальные комбинезоны, которые должны были уменьшить уровень загрязнения и улучшить качество воздуха на производстве. Сегодня рабочие имеют специальную одежду из прочного антистатика, специальные маски для лиц, безопасные очки, перчатки, бахилы и даже специальные дыхательные аппараты. В результате всех этих мер уровень чистоты на производстве сегодня в 100 раз выше, чем это было двадцать пять лет назад.
Предпринятые корпорацией Intel усилия по ужесточению контроля за качеством продукции дали желаемый результат. Если в середине 80-х годов в конце технологической цепочки работоспособными являлись менее 50 процентов микросхем, то сегодня этот показатель неизмеримо выше.
Вперед, в будущее!
За 30 лет технологии Intel обеспечили достижения, которые еще четверть века назад невозможно было себе представить. А через следующие 30 лет технологические достижения, возможно, поразят нас еще сильнее.
По мере повышения быстродействия и мощности микропроцессоров будет появляться все больше сфер их применения, распространяющихся по всем уголкам планеты. Мы станем свидетелями дальнейшего развития возможностей в области аудиовизуального общения через Интернет. Не выходя за порог своего дома, все больше и больше людей смогут просматривать и печатать семейные фотографии, снятые на цифровые камеры, с помощью специальных интуитивных программ обработки фотоснимков устранять эффект "красного глаза", делать фон более светлым, вставлять фотографии в семейные бюллетени и Web-страницы.
Наращивание мощности компьютеров позволит упростить их применение. Распознавание речи и почерка, локальное управление сложными приложениями на базе Интернет, реалистичная мультипликация - все это требует значительной мощности компьютера. И все эти задачи уже заложены в перспективном плане развития микропроцессоров Intel.
"Потребители нашей продукции ждут от нас микропроцессора с миллионами транзисторов, который будет способен обрабатывать трехмерную компьютерную анимацию в реальном масштабе времени, - поясняет Альберт Ю. - Перед нами стоит грандиозная по своей сложности задача. И уже на рубеже веков мы намерены предложить нашим клиентам более мощный процессор по доступной цене, который соответствовал бы этим требованиям".
Вездесущий микропроцессор
Что общего между электронной рыболовной наживкой и ученическим персональным компьютером? В основе обоих лежит микропроцессор Intel. Многие, когда говорят о микропроцессорах, представляют себе персональный компьютер. Но ведь первые процессоры сначала были встроены в самые повседневные и распространенные механизмы и инструменты. Когда Intel представила в 1971 году свой первый микропроцессор, никто даже не мог предположить, к созданию каких сложных аппаратов эта технология приведет в будущем.
- титульная страница
18 июля корпорация Intel отметила 30 лет со дня основания - 30 лет новаторской деятельности на рубеже передовых промышленных технологий. Развитие корпорации - это история дальновидности, готовности идти на революционные изменения и просто удачи, история, которая позволила Intel занять центральное место в нашем информационном веке.
Как это было до микропроцессора
Микропроцессор настолько сильно изменил нашу жизнь, что сейчас даже трудно вспомнить, как мы жили до его изобретения. В 60-е годы размеры компьютеров были столь велики, что они занимали целые комнаты. Высокая стоимость машинного времени делала их доступными лишь узкому кругу правительственных лабораторий, научно-исследовательских университетов и крупных корпораций.
Достижения середины 60-х годов в области развития интегральных схем (одним из изобретателей которых был Боб Нойс - основатель Intel) привели к миниатюризации компоновки электронных схем и, в конечном счете, к созданию кремниевых микросхем. Тем не менее мир все еще смотрел на эти достижения скептически. Размещение в промышленных масштабах громадного количества транзисторов на кремниевом кристалле все еще оставалось делом будущего.
Со дня своего основания в 1968 году Intel сосредоточила усилия на решении основной задачи: сделать использование возможностей полупроводниковой памяти реальным и экономичным. Это было довольно смелым шагом, особенно принимая во внимание, что память на кремниевых кристаллах тогда стоила по крайней мере в 100 раз дороже памяти на магнитных носителях, которая в то время считалась передовой технологией. Однако основатели Intel были уверены, что очевидные достоинства памяти на полупроводниках - миниатюрность, более высокие рабочие характеристики и меньшее количество потребляемой энергии - смогут убедить производителей заняться внедрением новой технологии.
Успех по всем направлениям
Все начиналось довольно скромно. Японская компания Busicom как-то обратилась к Intel с просьбой сконструировать микросхемы для высокопроизводительных домашних программируемых калькуляторов. В то время все логические микро-схемы (которые производят расчеты и исполняют программы, в отличие от чипов памяти, хранящих данные и команды) делались на заказ, что, по определению, должно было препятствовать широкому применению той или иной логической микросхемы.
На деле же все вышло иначе. Первоначально предполагалось, что выполнение заказа Busicom потребует создания по крайней мере двенадцати микросхем. Однако инженер Intel Тед Хофф предложил другое решение. Вместо двенадцати он сконструировал одну объединенную микросхему - универсальное логическое устройство, которое отыскивало и отбирало прикладные команды из полупроводниковой памяти. Будучи ядром набора из четырех микросхем, этот центральный вычислительный блок не только соответствовал требованиям заказа компании Busicom, но и мог найти самое разнообразное применение, причем без каких-либо переделок.
Возвращение "дойной коровы"
С новой микросхемой была лишь одна проблема: правами на нее владела компания Busicom. Хофф и его коллеги знали, что у продукта практически неограниченная сфера применения благодаря его способности наделять "разумом" огромное множество электронных приборов. Поэтому они настоятельно предлагали, чтобы Intel выкупила права на сделанную по заказу Busicom микросхему.
В то время как основатели Intel Гордон Мур и Роберт Нойс были сторонниками нового чипа, другая часть руководителей корпорации опасалась, что он будет отвлекать внимание от работ в области компьютерной памяти. Но, в конце концов, сомневавшиеся уступили. И произошло это благодаря тому, что каждый набор из четырех микросхем для микрокомпьютера включал в себя два модуля памяти.
Бывший в то время маркетинговым директором сотрудник вспоминает: "Первоначально я смотрел на это как на способ увеличения продаж микросхем памяти, и на этом основании мы решились пойти на соответствующие расходы".
Итак, Intel предложила компании Busicom вернуть ей первоначально вложенные в разработку продукта 60 тысяч долларов в обмен на право распоряжаться им. Сталкивавшаяся с финансовыми проблемами Busicom это предложение приняла. В то время сделка с Busicom едва ли могла иметь существенное экономическое значение и для Intel, и для промышленности в целом. Тем не менее она укрепила уверенность корпорации в несомненных преимуществах микро-ЭВМ.
Микропроцессор атакует рынок
Микрокомпьютерная интегральная схема 4004 (термин "микропроцессор" в то время еще не появился на свет) была официально представлена в конце 1971 года. На площади величиной с ноготь человека умещались 2,300 транзисторов. Микросхема стоимостью в 200 долларов по своей мощности была сравнима с первой в мире ЭВМ - ENIAC. (Для сравнения: ENIAC имела 18,000 электронных ламп и занимала пространство в 270 кубических метров. Построена она была в 1946 году.) Микросхема 4004 обеспечивала 60,000 операций в секунду. По нынешним временам ее мощность кажется примитивной, но тогда она представлялась феноменальной.
Вскоре после выпуска 4004 Intel представила микросхему 8008, которая единовременно обрабатывала 8 битов данных, то есть вдвое больше, чем первоначальная модель. Как и ожидалось, оба вычислительных устройства стали завоевывать для продукции компании Intel новые рынки. Они впервые предоставили разработчикам всех видов продукции безграничные возможности для творчества и новаторской деятельности.
В продуктовых магазинах появились первые цифровые весы - микросхема преобразовывала вес продуктов в цены и считывала этикетки с покупаемых товаров. Для светофоров представилась возможность более эффективно управлять дорожным движением на перекрестках и предотвращать возникновение пробок... Новый микропроцессор привнес революционные изменения во все сферы жизни - от медицинских инструментов до кассовых систем ресторанов "быстрого питания", от бронирования авиабилетов до бензозаправочных станций. Изменения коснулись даже таких вещей, как игровые автоматы "пинбол" и турникеты.
И все же ни сама Intel, ни потребители ее продукции не могли даже вообразить все сферы применения микросхемы. Почетный председатель совета директоров Intel Гордон Мур вспоминает об одном забавном случае: "В середине семидесятых кто-то пришел ко мне с идеей, которая впоследствии привела к созданию персонального компьютера. Он предложил снабдить процессор 8008 клавиатурой и монитором и продавать это простым людям. Я спросил: "А в чем смысл?" Единственным ответом было то, что домохозяйки могли бы заносить в компьютер свои кулинарные рецепты. Лично я не увидел в этом особого смысла, так что больше мы к этому не возвращались".
Поворотный момент: персональный компьютер IBM
К 1981 году семейство микропроцессоров Intel уже состояло из 16-разрядного 8086 и 8-разрядного 8088. Только за один год две эти микросхемы победили в 2,500 технических конкурсах. Среди их потребителей была и IBM со своим новшеством, ставшим первым персональным компьютером.
Не располагая достаточно детальной информацией о продукте, менеджеры по продажам корпорации Intel должны были завоевать доверие IBM в силу того, что "Голубой гигант" никогда раньше не работал с посторонней фирмой, которая бы занималась сбытом ключевых микропроцессоров.
Один из специалистов Intel по сбыту, непосредственно работавший с IBM, вспоминает: "В воздухе витала атмосфера всеобщей секретности. Когда мы приходили к ним для оказания технической поддержки, они обычно сажали нас по одну сторону темной занавески, тогда как их люди с опытной моделью продукта располагались по другую. Мы задавали вопросы, а они отвечали, и мы должны были пытаться решить их проблемы буквально вслепую. В лучшем случае нам разрешали просунуть через плотную занавеску руку и определить характер проблемы на ощупь".
В конечном итоге долгосрочные планы Intel по изготовлению микропроцессоров и способность корпорации осуществлять их массовое производство убедили IBM избрать модель 8008 в качестве интеллектуальной основы для своего первого персонального компьютера. Для Intel решение IBM было великолепным. Однако решающее значение этой сделки поначалу было трудно себе представить. Специалист Intel по сбыту, работавший над проектом вместе с IBM, вспоминает: "В то время производство 10,000 изделий в год считалось громадным. Никто не мог вообразить, что сбыт персональных компьютеров со временем достигнет десятков миллионов в год".
В 1982 году Intel представила микросхему марки 286. Начиненная 134 тысячами транзисторов, она по производительности втрое превосходила другие 16-разрядные процессоры того времени. Оснащенная встроенным устройством управления памятью, модель 286 стала первым микропроцессором, совместимым со своими предшественниками. Эта революционная по своей значимости микросхема была применена в не менее революционной продукции корпорации IBM - персональном компьютере PC-AT.
Машина по производству микропроцессоров
В 1985 году рынок потрясло появление процессора Intel 386. Имевшая 32-разрядную архитектуру и оснащенная 275 тысячами транзисторов микросхема могла выполнять более пяти миллионов операций в секунду (MIPS). Compaq DeskPro 386 был первым персональным компьютером на новом микропроцессоре.
Следующим изделием стал процессор Intel 486, с которым Intel вышла на рынок в 1989 году. Разработка новой продукции пошла ускоренными темпами. Новая микросхема несла на себе уже 1.2 миллиона транзисторов и впервые была оснащена встроенным математическим сопроцессором. Ее быстродействие примерно в 50 раз превышало показатели модели 4004, а рабочие характеристики были сравнимы с мощными универсальными ЭВМ.
В 1993 году Intel представила процессор Pentium, установивший новые стандарты производительности, в пять раз более высокие, чем у процессора i486. В процессоре Pentium задействованы 3.1 миллиона транзисторов, обеспечивающие быстродействие в 90 миллионов операций в секунду, что примерно в 1,500 раз выше, чем у первоначальной модели 4004.
Спустя еще два года миру был представлен Pentium Pro - первый представитель семейства процессоров Intel на основе микроархитектуры P6. Объединивший 5.5 миллиона транзисторов, этот процессор для повышения быстродействия впервые был оснащен вторым кристаллом - высокоскоростной кэш-памятью. Обладая производительностью в 300 MIPS, процессор Pentium Pro и сейчас остается наиболее привлекательным для многопроцессорных серверов и высокопроизводительных рабочих станций.
В 1997 году Intel вновь потрясла компьютерный рынок, предложив революционную технологию MMX - новый набор команд, специально разработанный для повышения производительности мультимедийных средств. Эта технология стала применяться во всех процессорах последующих поколений. Одновременно в целях маркетинга Intel представила быстро завоевавшие популярность персонажи Bunny-People. Эти облаченные в разноцветные комбинезоны рекламные символы сотрудников Intel, занятых в производстве микропроцессоров, буквально наводнили прилавки магазинов всего мира, где продаются персональные компьютеры на базе процессоров Intel.
По мере развития рынка персональных компьютеров он разделился на три сегмента, в зависимости от запросов различных категорий покупателей: персональные компьютеры класса "хай-энд", среднего и начального уровней. В своей стратегии Intel всегда ориентировалась на создание более мощных систем, прежде всего для верхней части компьютерной пирамиды, тогда как микросхемы предыдущих поколений должны были постепенно переходить в ее нижнюю часть. Новая же стратегия Intel предусматривает использование технологии "единого ядра" в широком спектре процессорной продукции - в соответствии с запросами различных сегментов рынка.
Следуя этой стратегии, в мае 1997 года Intel представила новый процессор - Pentium II. Процессоры Pentium II, оснащенные 7.5 миллиона транзисторов внутри нового корпуса с односторонним контактом, обеспечивают потрясающую производительность современных коммерческих приложений. Кроме того, резерв их производительности достаточен и для работы с программами будущего - такими, как более современные операционные системы и трехмерные Web-браузеры.
Одновременно в персональные компьютеры на основе процессоров Pentium II были заложены новые технологии, такие как DVD-плейеры и графические средства на шине AGP, что предоставляет прекрасные возможности для домашних компьютеров. Intel также предлагает процессоры Pentium II для портативных компьютеров-ноутбуков, обеспечивающие качественно новый уровень производительности, ранее недоступный мобильным пользователям.
В апреле 1998 года был представлен новейший процессор Intel Celeron для персональных компьютеров начального уровня. Машины на базе процессора Intel Celeron отвечают всем основным требованиям и доступны многим пользователям-новичкам. Они обеспечивают всесторонние возможности работы со современными стандартными бизнес-программами и приложениями для домашних компьютеров.
С появлением в 1998 году процессора Pentium II Xeon хорошую подпитку получил рынок серверов и рабочих станций. Новая модель семейства Pentium II - это первый микропроцессор корпорации Intel, специально разработанный для серверов среднего и более высокого уровней, а также для мощных рабочих станций. В силу того что приложения для серверов и рабочих станций предъявляют весьма высокие требования к архитектуре процессорной кэш-памяти, Pentium II Xeon снабжен встроенной в корпус увеличенного размера быстродействующей кэш-памятью второго уровня емкостью 512 килобайт или 1 мегабайт, причем работающей на тактовой частоте процессорного ядра - 400 мегагерц.
"Отличие состоит в том, что, планируя нашу деятельность, мы теперь предусматриваем устаревание нашей продукции, смену ее поколений на фоне ежегодного практически удвоения ее производительности", - заявил Альберт Ю, первый вице-президент Intel и генеральный менеджер группы по разработке микропроцессоров.
В 1991 году удельная стоимость персональных компьютеров на базе процессора i486 составляла примерно 225 долларов за каждый миллион операций в секунду. Сегодня же стоимость миллиона операций в секунду на процессоре Pentium II, обладающем фантастически высокой производительностью, равна приблизительно двум долларам. Мур в связи с этим однажды заметил: "Если бы автомобильная промышленность развивалась столь же стремительно, как полупроводниковая, сегодня на "Роллс-Ройсе" можно было бы проехать полмиллиона миль на одном галлоне бензина, причем было бы дешевле бросить его на обочине, чем оплачивать парковку".
Революция в мире персональных компьютеров
Появление первого персонального стало той искрой, из которой возгорелась компьютерная революция. Сегодня персональный компьютер можно встретить повсюду. В мире их насчитывается уже более 200 миллионов. У ребенка, играющего на компьютере с процессором Pentium, больше вычислительных возможностей, чем всего десятилетие тому назад было у операторов больших универсальных ЭВМ, и больше, чем у правительства США, когда оно посылало первого человека на Луну.
Персональные компьютеры сделали компьютерные технологии доступными широким слоям пользователей. Сегодня многие считают, что судьба последующих поколений станет зависеть от уровня их технической грамотности. Благосостояние людей будет основано на их способности получать, обрабатывать и передавать информацию через персональные компьютеры, мощность которых постоянно возрастает. Изобретатель микропроцессора Хофф рассуждает: "Информация - это власть, и мне нравится, как микропроцессор завоевывает все новые и новые сферы".
Сегодня мы вновь являемся свидетелями того, как новая роль сетевого персонального компьютера в качестве средства связи дает нашей жизни очередной революционный толчок. Видеоконференции, локальные сети и Интернет стали привычными инструментами делового общения. По всему миру люди подключаются к Интернет, чтобы общаться и создавать новые миры развлечений, информации и коммуникаций.
Разработка современной микросхемы
В основе микропроцессорной революции лежит способность Intel постоянно снижать стоимость и наращивать производительность компьютерных средств. Как же ей удалось добиться этого? Краеугольный камень повышения производительности - потрясающие успехи Intel в области передовой микроархитектуры на базе наиболее современной процессорной технологии, а также массовое производство продукции. Снижение стоимости персональных компьютеров при одновременном наращивании их мощности обусловлено размещением на микросхемах все большего числа транзисторов.
Первый процессор разрабатывали два инженера в течение девяти месяцев. Проектирование современного микропроцессора требует участия сотен людей, которые разделены на рабочие группы. Причем каждая работает над своим участком микросхемы на строго определенном этапе ее разработки.
Современные разработчики микропроцессоров по-прежнему должны вникать во все, что так или иначе имеет отношение к микро-схеме. Но, в отличие от разработки "вручную" (как это было еще вчера), они используют программы автоматизированного проектирования - CAD, заложенные в мощные рабочие станции и выдающие сложные проектировочные "карты". Благодаря CAD-программам и другим инструментам чрезвычайно выросла эффективность проектирования, но и оно едва поспевает за ростом сложности и производительности. При создании микропроцессоров будущего зависимость от передовых инструментов автоматизированного проектирования будет еще выше.
Тестирование также стало важной частью процесса разработки. Говорит Альберт Ю: "Существуют буквально миллиарды и триллионы строк программ, с которыми микросхемы Intel должны быть совместимы. Мы стремимся обеспечить абсолютную совместимость современных моделей с продукцией более ранних поколений, то есть со всей линией архитектуры Intel". Это достигается благодаря широкому кругу тестовых программных пакетов, оснащенности современными средствами контроля, а также исчерпывающе полными методами определения и устранения проблем.
Для сравнения: в 1971 году тестирование микропроцессоров в Intel ограничивалось применением осциллографа. "Инженеры создавали макет физической модели микросхемы и применяли простые методы тестирования цепей, - вспоминает Альберт Ю. - Этим все и ограничивалось". Использовались и другие методы: детали бросали на пол для проверки их физической прочности, помещали на шесть часов в скороварку...
Фабрика чудес
Еще 25 лет назад технологический процесс был довольно примитивным. Вспоминает председатель совета директоров Intel Энди Гроув: "Наши производственные площади с их неимоверным количеством шлангов, проводов и работающих хитроумных приспособлений впору было уподобить аэроплану братьев Райт в авиастроении. В то время это считалось передовой технологией, но, по нынешним стандартам, было невероятно грубым".
Большинство работ выполнялось вручную. С помощью специальных пинцетов рабочие загружали кремниевые пластины (из которых вырезаются чипы) в кварцевые "лодки" и отправляли их в раскаленные печи. Операторы печей вручную открывали и закрывали различные клапаны, подвергая таким образом пластины воздействию различных газов в течение определенного периода времени. Джерри Паркер, исполнительный вице-президент Intel и генеральный менеджер New Business Group, отмечает: "В тот технологический процесс изначально была заложена потенциальная возможность ошибки. Многие пластины выходили из печей похожими на пережаренные картофельные чипсы".
По мере увеличения пластин производственный процесс все больше требовал точного контроля. В конце концов на смену людям пришли машины. Сегодня управляемые микропроцессорами роботы контролируют технологию обработки пластин, а операторы лишь следят за тем, чтобы сложное оборудование работало эффективно. Кроме значительного улучшения управления обработкой изделий, автоматика вывела людей из зоны неблагоприятных физико-химических воздействий.
С уменьшением размеров кремниевых транзисторов возникла насущная необходимость изоляции обрабатываемых пластин от посторонних частиц - таких как пыль и микроскопические чешуйки кожи, которые рабочие неизбежно оставляли на образцах. На первых порах стандарты не были строгими: рабочие ходили с непокрытой головой и носили поверх своей уличной одежды халаты. Но вскоре они получили специальные комбинезоны, которые должны были уменьшить уровень загрязнения и улучшить качество воздуха на производстве. Сегодня рабочие имеют специальную одежду из прочного антистатика, специальные маски для лиц, безопасные очки, перчатки, бахилы и даже специальные дыхательные аппараты. В результате всех этих мер уровень чистоты на производстве сегодня в 100 раз выше, чем это было двадцать пять лет назад.
Предпринятые корпорацией Intel усилия по ужесточению контроля за качеством продукции дали желаемый результат. Если в середине 80-х годов в конце технологической цепочки работоспособными являлись менее 50 процентов микросхем, то сегодня этот показатель неизмеримо выше.
Вперед, в будущее!
За 30 лет технологии Intel обеспечили достижения, которые еще четверть века назад невозможно было себе представить. А через следующие 30 лет технологические достижения, возможно, поразят нас еще сильнее.
По мере повышения быстродействия и мощности микропроцессоров будет появляться все больше сфер их применения, распространяющихся по всем уголкам планеты. Мы станем свидетелями дальнейшего развития возможностей в области аудиовизуального общения через Интернет. Не выходя за порог своего дома, все больше и больше людей смогут просматривать и печатать семейные фотографии, снятые на цифровые камеры, с помощью специальных интуитивных программ обработки фотоснимков устранять эффект "красного глаза", делать фон более светлым, вставлять фотографии в семейные бюллетени и Web-страницы.
Наращивание мощности компьютеров позволит упростить их применение. Распознавание речи и почерка, локальное управление сложными приложениями на базе Интернет, реалистичная мультипликация - все это требует значительной мощности компьютера. И все эти задачи уже заложены в перспективном плане развития микропроцессоров Intel.
"Потребители нашей продукции ждут от нас микропроцессора с миллионами транзисторов, который будет способен обрабатывать трехмерную компьютерную анимацию в реальном масштабе времени, - поясняет Альберт Ю. - Перед нами стоит грандиозная по своей сложности задача. И уже на рубеже веков мы намерены предложить нашим клиентам более мощный процессор по доступной цене, который соответствовал бы этим требованиям".
Вездесущий микропроцессор
Что общего между электронной рыболовной наживкой и ученическим персональным компьютером? В основе обоих лежит микропроцессор Intel. Многие, когда говорят о микропроцессорах, представляют себе персональный компьютер. Но ведь первые процессоры сначала были встроены в самые повседневные и распространенные механизмы и инструменты. Когда Intel представила в 1971 году свой первый микропроцессор, никто даже не мог предположить, к созданию каких сложных аппаратов эта технология приведет в будущем.
- титульная страница
Компьютерная газета. Статья была опубликована в номере 28 за 1998 год в рубрике del :: бизнес
