التاريخ الداخلي لخطأ تكساس إنسترومنتس هو أكبر خطأ ، معالج دقيق TMS9900

إذا كنت تستخدم كمبيوتر سطح مكتب أو كمبيوتر محمول ، فربما يحتوي على معالج Intel 808x line ، ولا يهم إذا كان الجهاز يعمل بنظام Windows أو Mac. تعود الهيمنة المطلقة لهذه المعالجات الدقيقة إلى عام 1978 ، عندما اختارت شركة آي بي إم 8088 لأول كمبيوتر شخصي لها . لكن هذا الخيار لم يكن واضحًا على الإطلاق. يقول البعض أن Intel 8088 كان أسوأ اختيار لمعالجات 16 بت المتوفرة في ذلك الوقت.

لا ، لم يكن هذا هو الخيار الأسوأ. كان لديه بديل جاد ولكنه أسوأ. أعرف هذا لأنني قادت المنظمة التي عملت كجزء من TI ، والتي طورتها: TMS9900. على الرغم من أنه تم استخدامه في أول كمبيوتر منزلي 16 بت في العالم ، إلا أنك ربما لم تسمع به. كما يقولون ، يكتب الفائزون القصة.

هذا الفصل من التاريخ مثير للاهتمام ليس فقط لشريحة TI ، ولكن أيضًا لمنافستها الأخرى ، Motorola 68000 ، التي تفوقت تكنولوجياً على كل من Intel 8088 و TMS9900. ومع ذلك ، لم يضرب 68000 جهاز كمبيوتر آي بي إم. وإليك قصة غير معروفة من مصادر مطلعة حول كيفية اختيار شركة IBM للشريحة غير المتطورة ، وأنشأت TI خاسرًا ، وخسر قائد Motorola الواضح.


في عام 1978 ، قدم المؤلف عرضًا تقديميًا لشريحة TMS9900 ، والتي تم اعتبارها كمرشح لجهاز كمبيوتر شخصي من IBM. لم يتلق عقد منظمة الشفافية الدولية.

حصلت على وظيفة في TI في عام 1972 ، مباشرة بعد التخرج ، وبعد ذلك بعامين كنت أقوم بتقديم عرض تقديمي لجاك كارستن ، مدير قسم MOS في هيوستن ، حيث استندت الشركة في عملها على رقائق أكسيد أشباه الموصلات المعدنية (MOS). كنت مهندسًا شابًا ، كنت خجولًا إلى حد ما أمام جاك ، الذي جلس في جميع أنحاء العرض مع رجليه مرفوعتين على طاولة في غرفة الاجتماعات ، يدخنان سيجارًا ويغمران "القمامة" في كل مرة لا يوافق فيها على شيء أقوله.

في ذلك الوقت ، كانت شركات أشباه الموصلات الثلاث الكبرى - فيرتشايلد وموتورولا و TI - تحاول الانتقال من رقائق ثنائية القطب إلى MOS. تتطلب شرائح MOS دائرة مختلفة وعملية تصنيع مختلفة تمامًا ، كما تطورت الشركات الناشئة مثل Intel بشكل أسرع بكثير من الشركات الحالية. من بين الشركات الثلاث الكبرى ، كان الانتقال هو أفضل نجاح ، ويرجع الفضل في جزء كبير منه إلى أشخاص مثل إل جيه سيفين ، الذين غادروا منظمة الشفافية الدولية عام 1969 لتأسيس موستيك ومن ثم الانخراط في استثمارات رأس المال الاستثماري. كان كارستن ، الذي عمل سابقًا في TI كمدير أول لخط إنتاج ترانزستور الترانزستور (TTL) ، أيضًا شخصًا رئيسيًا في التحول إلى MOS.

حقق قسم MOS في TI أكبر نجاح في تطوير الرقائق المنطقية للسوق سريعة النمو للآلات الحاسبة المحمولة. على الرغم من أن الشركة تنافست وهزمت Intel في نهاية المطاف في تطوير أول معالج للأغراض العامة ، لم يكن مهندسو TI مهتمين بشكل خاص بالمعالجات الدقيقة Intel (MPs) و 4 بت 4004 و 8 بت 8008. لاحظت TI 8080 معالجات 8 بت والمعالج الذي يتبع 8080A ، لأنها كانت واعدة أكثر من 4004. تم توجيه قسم MOS للقبض على Intel في كل من MP و DRAM (ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية التي يمكنها دفع المزيد من خلايا الذاكرة إلى شريحة أكثر من ذاكرة الوصول العشوائي ، ولكنها تتطلب التحديث المستمر لمنع فقدان البيانات )

لذا في TI ، ظهرت إستراتيجية MP للأغراض العامة. كانت الافتراضات الرئيسية للاستراتيجية هي ما يلي: ستكون برامج التطبيقات هي الحافز الرئيسي لتطور هذه الرقائق ، وبصفتها مالك خط MOS IC الناجح ، ستكون TI في وضع ممتاز لتطوير معيار صناعي لأجهزة الكمبيوتر الصغيرة وأنظمة الأمان والمنتجات الاستهلاكية. كانت جميع هذه الصناعات مصادر ربح سريعة النمو للشركة. ولكن لهذا السبب ، كانت TI بحاجة إلى القفز فوق التطوير المتطور الحالي 8 بت ، ومثال على ذلك هو Intel 8080 ، وأصبحت أول شركة تقوم بتسويق بنية 16 بت. ولدت هذه الاستراتيجية خطة لإنشاء TMS9900.


الفائز: كانت المعالجات الدقيقة Intel 8088 أبعد ما تكون عن المثالية ، لكن IBM اختارتهم لأجهزة الكمبيوتر الشخصية التي تم إطلاقها في عام 1981.

لقد أثبتت TI بالفعل مهاراتها في الكمبيوتر في سباق الكمبيوتر العملاق في أواخر الستينيات. كانت شركات النفط تدفع بهذا السباق ، محاولين تحقيق ميزة تنافسية في التحليل الزلزالي ثلاثي الأبعاد في استكشاف النفط. تأسست TI على هذا العمل. تنافست IBM و Control Data Corporation وشركات أخرى في هذا السباق ، لكن TI كانت أول من قام بتسويق الكمبيوتر العلمي المتقدم .

لذلك بالنسبة لـ TI ، كان اختيار بنية شريحة 16 بت أمرًا بسيطًا. كان لدى TI إستراتيجية "شركة واحدة ، بنية كمبيوتر واحدة" ، تهدف إلى استخدام التأثيرات التآزرية الموجودة بين الأقسام المختلفة والمتباينة في الشركة. أطلق قسم نظم المعلومات بالفعل عائلة من الحواسيب الصغيرة القائمة على TTL للاستخدام في سلسلة فنادق Ramada Inn في جميع أنحاء الولايات المتحدة. لذا كان على TMS9900 استخدام بنية تشبه إلى حد كبير بنية TI الدقيقة.

علم فريق كارستن أن تطوير TMS9900 - بالإضافة إلى نسخته الثنائية القطب للجيش والتي تسمى SBP9900 - سيستغرق بعض الوقت ، وربما لن تكون الرقائق جاهزة قبل 1975-1976. في هذا الوقت ، كان يجب تشغيل فرع MOS. لقد خططوا للبدء بنسخ Intel 8080A لجلب شيء ما على الأقل إلى السوق ، ثم تطوير بنية المعالج الصغري الأصلي 8 بت (والذي سيطلق عليه TMS5500) ، والانتقال أخيرًا إلى TMS9900 16 بت. لقد أصدرت National Semiconductor بالفعل مجموعة من 16 بتًا من رقائق المنطق للأغراض العامة تسمى IMP-16 ، ولكن نظرًا لكونها مجرد مجموعة من عدة شرائح ، لم تكتسب شعبية.

كان لدى TMS9900 أمتعتها الخاصة من صعوبات التطوير والتأخير ، ولكن في النهاية كانت جاهزة بحلول عام 1976. ومع ذلك ، واجه العديد من المشاكل الرئيسية. أولاً ، لم يكن هناك رقائق محيطية 16 بت متوافقة معها. وبدون عمل الشرائح الطرفية على نقل وتخزين البيانات ، لن تكون MP مفيدة في تصميم النظام. كانت المشكلة الثانية هي أن بنية 9900 ، على غرار ما تستخدمه TI في الحواسيب الصغيرة ، لديها 16 بت فقط من مساحة العنوان المنطقية - مثل معالجات 8 بت في ذلك الوقت. لا يمكن حل هذه المشكلة دون تطوير بنية جديدة من البداية. كانت المشكلة الأخيرة هي أنه على الرغم من أن TI يمكن أن تستخدم تكنولوجيا MP واحدة لأعمالها الدقيقة ، والدفاع وأشباه الموصلات ، فإن منافسيها في هذه الصناعات سيكونون في وضع غير مؤات إذا بدأوا في أخذ الهندسة المعمارية من TI لمنتجاتهم.


الخاسر: من بين المشاكل الرئيسية التي أصابت TMS9900 عدم وجود رقائق طرفية 16 بت ، وهذا هو السبب في أن MP كان عديم الفائدة في تصميم النظام

لمحاربة نقص الأجهزة الطرفية ذات 16 بت ، توصل مهندسو TI إلى الابتكار التالي. لماذا لا تتكيف مع منفذ 8 بت مع TMS9900 بحيث يمكن أن يعمل معه عدد كبير من الرقائق الطرفية الموجودة المصممة لأعضاء MP 8 بت؟ أنا متأكد من أنه في ذلك الوقت بدا معقولا. ونتيجة لذلك ، ظهر TMS9980 في عام 1977. يؤدي إرفاق وحدة طرفية 8 بت إلى 16 بت MP إلى القضاء على الميزة الحقيقية الوحيدة لبنية 16 بت: السرعة. احتاج جهاز 9980 إلى دورتين للأمر لتنفيذ الأمر من الأجهزة الطرفية ذات 8 بت ، ونتيجة لذلك انخفضت السرعة الفعالة مرتين ، والتي لم تكن أفضل من MPs الحالية ذات 8 بت. قبل تنفيذ خطة TI العظيمة ، غادر كارستن الشركة كنائب لرئيس المبيعات والتسويق في Intel ، وشعر ، بلا شك ، أن Intel ستصبح منافسًا خطيرًا للغاية ، والذي سيكون من الصعب للغاية هزيمته في سوق MP.

طورت شركة إنتل بشكل طبيعي معالجها الصغير 16 بت 8086 ، الذي تم إصداره في أبريل 1978. تعاملت الشركة مع مشكلة نقص الأجهزة الطرفية 16 بت المتوافقة بنفس الطريقة تمامًا ، مضيفة منفذ 8 بت إلى MP ، مما أدى إلى إنتل 8088. كانت TI 9980 و Intel 8088 غير مهمة ، وأظهرت أداءً منخفضًا مقارنةً بـ 8086 في أي نظام حقيقي. لكن شريحة Intel لديها ميزة أساسية واحدة على TI: 20 بت من مساحة العنوان المنطقي بدلاً من 16. ونتيجة لذلك ، أتيحت لها الفرصة للوصول إلى ميغابايت من الذاكرة ، بدلاً من 64K ، مثل TI 9900. بالإضافة إلى ذلك ، تسجل الخارجية TMS9900 و 9980 زاد من سوء أدائها.

وبينما نجحت Intel في تطوير مصادر إنتاج بديلة لـ 8086 ، كافحت TI لإبرام صفقات مماثلة. في ذلك الوقت ، كان معظم العملاء بحاجة إلى اثنين على الأقل من الموردين المتنافسين لكل عائلة جديدة من مكونات أشباه الموصلات لضمان توافر المنتجات بأسعار معقولة.

وفي الوقت نفسه ، أعلن العديد من المنافسين عن خططهم لإنشاء معالجات 16 بت للأغراض العامة. كانت الخطة الأكثر طموحًا هي Motorola 68000. على الرغم من أن لديها 16 جهة اتصال خارجية ، إلا أن بنيتها الداخلية كانت 32 بت ولديها 24 بت لمساحة العنوان المنطقية. يمكن أن يستخدم المنتج التالي 32 بت عنوان. أعلن Zilog ، مبتكر Z80 MP المشهور 8 بت ، عن تطوير Z8000 16 بت مع ذاكرة مجزأة ، والتي تم التخطيط لها في 1978-1979. على عكس 68000 ، كان لدى Z8000 بنية بسيطة 16 بت.


منافس آخر: كان لدى موتورولا 16 بت MP 68000 بنية داخلية 32 بت ، لكنها لم تنجح في الخروج في الوقت المحدد لتصبح أحد الخيارات الممكنة لجهاز IBM PC.

في أكتوبر 1978 ، بعد ستة أشهر من إعلان Intel 8086 ، انتقلت إلى قسم MOS في TI وأصبحت مدير MP. بحلول ذلك الوقت ، كان الجميع في الشركة ، والعديد من خارجها ، يعرفون أن استراتيجية TI ذات 16 بت للـ MP لم تنجح. محاولة الوحدة الفاشلة لتطوير متحكم دقيق متوافق 16 بت TMS9940 ، والذي اجتاز بالفعل 5 أو 6 تكرارات بمظهري ، عزز هذه المشكلة فقط. كنت أعرف أنني أرث وضعا صعبا. فلماذا تركت وظيفة جيدة كمدير لقسم تطوير المنتجات الاستهلاكية؟ الموقع ، الموقع ، الموقع. تقع شركة المعالجات الدقيقة في هيوستن ، ونقلت TI المنتجات الاستهلاكية إلى لوبوك ، تكساس . لوبوك هي المدينة التي الإجابة الصحيحة على السؤال "كيف تحب هنا؟" سيكون "الناس رائعون هنا". ذات مرة كتب المغني الريفي ماك ديفيس ، الذي نشأ هنا ، أغنية جوقة "اعتقدت أن السعادة كانت لوبوك ، تكساس في مرآة الرؤية الخلفية."

بعد وصولي بوقت قصير إلى هيوستن ، قيل لي أنه سيتعين علي تقديم عرض تقديمي عن TMS9900 لمجموعة من شركة IBM تعمل في مشروع سري للغاية يتطلب معالجًا دقيقًا 16 بت. جاءت المجموعة من مكان غير عادي لشركة IBM: بوكا راتون ، فلوريدا. كنت أستعد لهذا لفترة طويلة جدًا ، وقدمت ، كما اعتقدت ، عرضًا جيد الإعداد ، وعملت بجد مع العواقب. لكن الفريق من شركة IBM لم يظهر الكثير من الحماس. حتى عام 1981 ، لم نكن نعرف ما فقدناه.

قام جون أوبل ، الرئيس ثم الرئيس التنفيذي لشركة IBM ، بخطوة ثورية من خلال إنشاء فرع في بوكا راتون ، عرف فيما بعد باسم قسم أنظمة الدخول. لقد أدرك أن أجهزة الكمبيوتر الشخصية من Apple و Commodore و Radio Shack و TI وغيرها يمكن أن تهدد هيمنة IBM في أعمال الكمبيوتر. لذلك أعطى مجموعة بوكا راتون ، بقيادة فيليب استريدج ، تفويضاً مطلقاً لتطوير منتجهم - كمبيوتر شخصي من IBM. يمكنهم استخدام مساعدة الجهات الخارجية لأي شيء ، بما في ذلك تطوير أنظمة التشغيل وبرامج التطبيقات. أدى هذا الموقف إلى جعل النظام "مفتوحًا" تمامًا وفقًا لمعايير IBM ، وسرع من دخول المنتج إلى السوق. ومع ذلك ، كان لدى أوبل قيود واحدة: سيتم تسمية المنتج باسم IBM ، لذلك لا يمكن أن يقوض سمعة الشركة من حيث الجودة والموثوقية. لذلك ، كان على المنظمة الضخمة لمراقبة الجودة داخل شركة IBM التوقيع على إصدار هذا المنتج قبل بدء مبيعاتها.


نجاح فوري: تم إصدار الكمبيوتر الشخصي IBM 5150 في أغسطس 1981. في الولايات المتحدة ، لم يتضمن 1،565 دولارًا شاشة وطابعة ومحركين.

لم يكن هناك جدل حول اختيار MP 16-bit من قبل فريق IBM. كانت Motorola 68K ، كما سميت لاحقًا ، مفضلة بشكل واضح. كان يحتوي على أكبر مساحة عنوان منطقية ، والتي كانت أكثر أهمية من الحد الأدنى من البنية الداخلية ذات 16 بت. كان من السهل التوسع إلى بنية 32 بت بالكامل. والأهم من ذلك ، عملت 68K مع ترتيب بايت "Big Endian" ، أي من الأقدم إلى الأصغر. يتعلق الأمر بالترتيب الذي تخزن به أجهزة الكمبيوتر وحدات البايت في الذاكرة. جاءت بنية 16 بت من 8 بت ، وكان على المهندسين أن يقرروا أي من وحدات البايت 8 بت سيكون الأول في عالم 16 بت. شركة المعدات الرقمية اختارت الطلب من صغار إلى كبار ("Little Endian") لمعالجات البيانات المبرمجة (PDP) وهياكل VAX. فعلت إنتل الشيء نفسه. لكن أجهزة كمبيوتر IBM استخدمت ترتيبًا مختلفًا ، Big Endian. لكي يتواصل Big Endian مع Little Endian ، يجب عكس ترتيب البايت على الفور. في ذلك الوقت ، لم يكن تحويل البيانات هذا تافها. لم تتطلب 68K من Motorola التحويل للاستخدام مع جهاز كمبيوتر IBM. فلماذا لا نستخدم أجهزة الكمبيوتر القائمة على 68 ألف اليوم؟

الجواب يتعلق بمن دخل السوق لأول مرة. 8088 كانت غير كاملة ، لكنها على الأقل كانت جاهزة ، ولكن 68K لم تكن كذلك. تطلبت عملية تقييم الجودة الصارمة من IBM من الشركة المصنعة تقديم آلاف عينات المنتج لكل جزء جديد حتى تتمكن IBM من إجراء اختبارات حية عليها. في IBM ، اهتم مئات المهندسين بمراقبة الجودة ، لكن الأمر يستغرق بعض الوقت. في النصف الأول من عام 1978 ، أنتجت Intel بالفعل أمثلة 8088. بحلول نهاية عام 1978 ، لم تكن 68K جاهزة تمامًا للإصدار.

لسوء حظ موتورولا ، أرادت مجموعة بوكا راتون إطلاق جهاز كمبيوتر IBM الجديد في أقرب وقت ممكن. لذلك لم يكن لديهم سوى نائبين 16 بت جاهزين تمامًا للاختيار من بينها. في المنافسة بين شريحتين غير مثاليتين ، تبين أن شريحة Intel أقل عيوبًا من شريحة TI.

لم يبقى TMS9900 يموت بهدوء دون الحصول على اعتراف من IBM PC. لا يزال المديرون يأملون في دفع استراتيجية الشركة. بالطبع ، كمبيوتر المنزل TI الذي لا يزال من المتوقع الإعلان عنه سيضطر إلى استخدام TMS9900؟

وافق فريق تطوير الكمبيوتر على مضض على منحه فرصة. كانت هذه المجموعة نتيجة الاندماج غير المحظوظ بين القسمين ، أحدهما كان يطور جهاز ألعاب ، والآخر كان جهاز كمبيوتر شخصي. لم يتم تكييف الهجين الناتج مع أحدهما أو الآخر. لكن TI عازم خطهم بعناد. دخلت TI-99/4 السوق في عام 1979 ، تليها TI-99 / 4A في عام 1981. باعت الشركة في النهاية 2.8 مليون وحدة ، معظمها في حيرة ، حتى تركت سوق الموظفين في 1984 .

وفي الوقت نفسه ، تطورت بنية Intel 8086 وتغلبت على أوجه القصور. ما زالت تستخدم ترتيب بايتات End End الصغيرة ، لكن اليوم لا يحدث أي فرق. وخسرت موتورولا ، بتقنيتها الفائقة ، أهم منافسة تطويرية في الخمسين سنة الماضية.

نظرًا لأننا نتحدث عن منافسين آخرين ، سأقول بضع كلمات حول نظام التشغيل لجهاز الكمبيوتر الشخصي من IBM. كان الخيار المنطقي لنظام التشغيل 16 بت هو امتداد نظام التشغيل CP / M الشهير ، الذي طوره Gary Kildall في Digital Research استنادًا إلى Zilog Z80. أدرك فريق بوكا راتون أن CP / M كان معيارًا مفتوحًا ، لذلك أمروا Digital Research بتطوير نسخة تسمى CP / M-86. في هذه العملية ، قدمت Microsoft اقتراحًا لـ MS-DOS ، تمت كتابة الكثير عنه بالفعل. لذلك ، لم يتطور عالم الكمبيوتر الشخصي في الاتجاه الذي يمكن افتراضه أولاً ، سواء من حيث نظام التشغيل أو من حيث المعالج.

ما الدروس التي يمكن أن نتعلمها من التاريخ؟ أولاً - إذا كنت تقوم بتطوير منتج بناءً على تقنية جديدة سريعة التغير ، فإن الشيء الرئيسي هو الدخول إلى السوق أولاً ، وبغض النظر عن القيود التي سيواجهها منتجك الأولي. اليوم في وادي السليكون ، يسمى هذا النهج إنشاء "منتج قابل للتطبيق إلى الحد الأدنى". إذا كان لمنتجك ميزات جديدة تميزه عن غيره ، فسيجد عملاؤك طرقًا مبتكرة لاستخدامه.

الدرس الثاني هو أنه إذا كنت تدير شركة كبيرة تريد إنشاء مشروع في قسم صغير ومعزول ، وليس مثقلًا بالأمتعة أو التقاليد ، فكر في القيود المفروضة عليه. من المحتمل أن يكون تحديد نظام التشغيل لجهاز كمبيوتر IBM أكثر فائدة للشركة على المدى الطويل من إثقال المنتج بإجراءات مراقبة الجودة المعقدة. لا يمكن لأحد أن يتنبأ بمدى التخصيص الذي سيؤثر على حياتنا ، ولكن القيمة الحقيقية ليست في المعدات ، ولكن في توافق نظام التشغيل. إذا كانت IBM ، وليس Microsoft ، تتحكم في MS-DOS و Windows وغيرها ، فسيكون عالم أجهزة الكمبيوتر مختلفًا تمامًا.

أخيرًا ، بالنسبة للأشخاص الذين يقفون على الهامش ويشاهدون فقط استعراض التكنولوجيا الفائقة ، سأقول: لا تفوت فرصتك. في حالة TI ، قررنا في عام 1979 أن TMS9900 خسر سباق MP للأغراض العامة ، وبدأنا نتطلع إلى المستقبل الذي يأتي بعد MP للأغراض العامة. ركزت استراتيجيتنا على أعضاء البرلمان الذين يركزون على نطاق ضيق وأدت إلى تطوير معالج الإشارة الرقمية TMS320 . جاء هذا الإعلان في مؤتمر دولي حول دوائر الحالة الصلبة في فبراير 1982 ، وخرج في العام التالي. بدأت عائلة DSP 320 ومشتقاتها في توليد ما يقرب من نصف إجمالي أرباح TI ، وأعدت جيلًا جديدًا من مديري الشركات ، وسمحت لشركة TI بالمشاركة في سباق المعالج المضمن على الرقاقة. في التسعينات ، عكست هذه الاستراتيجية اتجاه الانخفاض بين أفضل شركات أشباه الموصلات وكسبت مليارات الدولارات من مبيعات الرقائق لأجهزة المودم ووحدات التحكم في القيادة والعديد من المنتجات الأخرى.