Die Geschichte des Mikroprozessors und des Personalcomputers: 1947-1974

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Die PC-Branche, wie wir sie kennen, verdankt ihr Auftreten und ihre Entwicklung einem Umfeld von Enthusiasten und Unternehmern sowie einem glücklichen Zufall. Vor dem PC bildete sich das Geschäftsmodell der Großrechner und Minicomputer um ein Unternehmen, das ein gesamtes Ökosystem bereitstellte: von der Herstellung bis zur Installation, Wartung, Erstellung von Software und Schulung von Bedienern.

Dieser Ansatz erfüllte seine Aufgaben in einer Welt, in der Computer anscheinend nur sehr wenig benötigt wurden. Diese Systeme waren sehr teuer, aber für Unternehmen sehr rentabel, da der anfängliche Preis- und Servicevertrag eine stetige Einnahmequelle darstellte. Hersteller von "großer Hardware" waren aufgrund des Preises, des Mangels an Standardsoftware, der scheinbaren mangelnden Nachfrage nach Personalcomputern seitens der Menschen und der enormen Gewinne aus Verträgen für die Herstellung und Wartung von Großrechnern und Minicomputern nicht die anfängliche treibende Kraft des Personalcomputers.

In solch einer Atmosphäre wurden PCs geboren, angefangen bei Amateuren, die nach der Verwirklichung ihrer kreativen Ambitionen suchten, die nicht durch die alltägliche Arbeit an monolithischen Systemen erreicht wurden. Die Erfindung des Mikroprozessors, des integrierten DRAM und der EPROM-Chips weckte das Interesse an der breiten Verbreitung von Hochsprachen (BASIC-Varianten), was später zur Entstehung einer grafischen Benutzeroberfläche und zur Umwandlung von Computern in den Mainstream führte. Dank dieser Tatsache kam es zu einer Standardisierung und Popularisierung der Geräte, wodurch Personalcomputer endlich für die Menschen erschwinglich genug wurden.

Im Verlauf mehrerer Artikel werden wir uns eingehend mit der Geschichte des Mikroprozessors und des Personalcomputers befassen, von der Erfindung des Transistors bis hin zu modernen Chips, die viele angeschlossene Geräte steuern.

1947 - 1974: Gründung


Was dem ersten kommerziellen Prozessor vorausging - Intel 4004


Die ersten PCs erforderten von den Enthusiasten Fertigkeiten beim Zusammenbau elektronischer Komponenten (hauptsächlich Löten) und beim Schreiben von Maschinencodes, da Software zu dieser Zeit ein Einzelprodukt war und nicht immer zur Verfügung stand.

Kommerzielle Marktführer nahmen Personal Computer aufgrund eingeschränkter E / A- und Softwarefunktionen, mangelnder Standardisierung, hoher Benutzeranforderungen und einer geringen Anzahl von Anwendungen nicht ernst. Die Ingenieure von Intel drängten das Unternehmen, eine Personal-Computing-Strategie zu wählen, kurz nachdem der 8080 in einer viel größeren Produktpalette als ursprünglich vorgesehen zum Einsatz kam. Steve Wozniak bestand darauf, dass sein Arbeitgeber, Hewlett-Packard, dasselbe anstrebe.


John Bardin, William Shockley und Walter Brattain in den Bell Labs, 1948.

Obwohl das Aufkommen des Personal Computing von Amateuren initiiert wurde, war die gegenwärtige Situation in hohem Maße die Entwicklung eines Erbes, das sich aus den Werken von Michael Faraday, Julius Lilienfeld, Boris Davydov, Russell Ola, Karl Lark-Horowitz und bis zu den Werken von William Shockley, Walter Brattain, John Bardin und Robert ergab Gibney und Gerald Pearson, die im Dezember 1947 gemeinsam den ersten Transistor (kurz für Übertragungswiderstand) in den Bell Telephone Labs entwickelten.

Die Bell Labs werden weiterhin das Flaggschiff des Transistor-Fortschritts sein (insbesondere die Erfindung des MOS-Transistors oder MOSFET im Jahr 1959). Um jedoch Kartellsanktionen durch das US-Justizministerium zu vermeiden, wurde 1952 damit begonnen, Lizenzen aktiv an andere Unternehmen zu verkaufen. 40 Unternehmen, darunter General Electric, RCA und Texas Instruments, haben sich mit Bell und der Muttergesellschaft Western Electric auf dem schnell wachsenden Markt für Halbleiterbauelemente zusammengeschlossen. 1956 verließ Shockley Bell Labs und gründete den Shockley Semi-Conductor.


Der erste zusammengebaute Transistor der Welt, der 1947 von Bell Labs erfunden wurde

Trotz der Tatsache, dass Shockley ein ausgezeichneter Ingenieur war, führte sein schlechter Charakter, kombiniert mit einem Mangel an Managementfähigkeiten bei den Mitarbeitern, zu einem schnellen Zusammenbruch des Unternehmens. Ein Jahr nach der Gründung der Forschungsabteilung verdrängte er so viele Menschen von sich, dass er einen massiven Exodus der "acht Verräter" verursachte, zu denen Robert Noyce und Gordon Moore (einer der zukünftigen Gründer von Intel), Gene Horney (Erfinder des Planartransistor-Herstellungsprozesses) und Jay gehörten Last Die G8-Mitglieder wurden zum Kern der neuen Fairchild Semiconductor-Sparte von Fairchild Camera and Instrument, die zum Modell für Silicon Valley-Startups geworden ist.

Die Geschäftsführung von Fairchild begann, die neue Abteilung aktiv in den Hintergrund zu rücken, da sie von Großaufträgen für die Herstellung von Transistoren profitieren sollte, zum Beispiel für den Einsatz in von IBM entwickelten Flugsystemen für den nordamerikanischen strategischen Bomber XB-70 Valkyrie, den Autonetics-Flugcomputer für Interkontinentalflüge die ballistische Rakete Minuteman, der Supercomputer CDC 6600 und der Apollo-Steuercomputer für die NASA.

Als jedoch Texas Instruments, National Semiconductor und Motorola ihren Anteil an den Verträgen erhielten, gingen die Gewinne zurück. Bis Ende 1967 blieb nur der Schatten der Vergangenheit von Fairchild Semiconductor übrig - Budgetkürzungen und der Abzug führender Spezialisten begannen. Wundersame Forschung und Entwicklung führten nicht zu einem kommerziellen Produkt, und der Widerstand gegen Clans in der Führung schadete den Unternehmen.


Acht Verräter, die Shockley verlassen und Fairchild Semiconductor gegründet haben. Von links nach rechts: Gordon Moore, Sheldon Roberts, Eugen Kleiner, Robert Noyce, Victor Greenich, Julius Blank, Gene Horney und Jay Last.

Die Hauptabreisenden waren Charles Spock, der dem National Semiconductor neues Leben einhauchte, sowie Gordon Moore und Robert Neuss. Der Abzug der Belegschaft von Fairchild führte zur Gründung von mehr als fünfzig neuen Unternehmen, von denen jedoch keines in so kurzer Zeit so erfolgreich war wie die Intel Corporation. Noyces einziges Telefongespräch mit dem Risikokapitalgeber Arthur Rock führte an einem Tag zur Gründung eines Startups in Höhe von 2,3 Millionen US-Dollar.

Die Leichtigkeit seiner Erstellung Intel schuldet im Grunde die Autorität von Robert Neuss und Gordon Moore. Noyce wird zusammen mit Jack Kilby von Texas Instrument als Erfinder integrierter Schaltkreise bezeichnet. Mit einem hohen Maß an Selbstvertrauen können wir jedoch sagen, dass er sich viel von der Arbeit des Teams von James Noll und Jay Lathrop im Diamond Ordnance Fuze Laboratory (DOFL) der US-Armee geliehen hat, das er in Auftrag gegeben hat 1957-59, der erste Transistor, der durch Fotolithografie und aufgedampfte Aluminiumverbindungen hergestellt wurde, sowie aus der Arbeit des Teams von Jay Last, der integrierte Schaltkreise bei Fairchild (unter Beteiligung von James Knoll) entwickelte, wo Robert Neuss der Projektleiter war.


Erste planare integrierte Schaltung (Foto: Fairchild Semiconductor).

Moore und Neuss nahmen Fairchilds neue selbstgekoppelte Silizium-Gate-MOS-Technologie mit, die für die Herstellung integrierter Schaltkreise geeignet ist. Es wurde von Federico Fagin aus einem Joint Venture der italienischen SGS und Fairchild erfunden. Fagin stützte seine Erfindung auf die Arbeit von John Sares von Bell Labs; Später übertrug er sein Wissen auf Intel und wurde ständiger Wohnsitz in den Vereinigten Staaten.

Fairchilds Management war zu Recht von den Entlassungen beleidigt, da viele der Entdeckungen der Mitarbeiter des Unternehmens in den falschen Händen waren (insbesondere National Semiconductor). Dieser Brain Drain war nicht so einseitig, wie es scheinen mag, da der erste Fairchild-Mikroprozessor mit dem Namen F8 höchstwahrscheinlich auf dem nicht realisierten C3PF-Prozessor von Olimpia Werke basierte.

Es war eine Ära, in der Patente noch keine so strategische Bedeutung hatten wie heute. Der wichtigste Parameter war die Zeit bis zur Markteinführung, und Fairchild erkannte die Bedeutung ihrer Entwicklung oft zu spät. Die Forschungs- und Entwicklungsabteilung ist weniger produktorientiert und verwendet angemessene Ressourcen für Forschungsprojekte.

Texas Instruments, der zweitgrößte Hersteller von integrierten Schaltkreisen, zerstörte schnell die Marktführerschaft von Fairchild. Fairchild hatte immer noch eine herausragende Position in der Branche, aber die Führungsstruktur innerhalb des Unternehmens war chaotisch. Die Qualitätskontrolle nach Industriestandards war schlecht und lieferte in der Regel 80% des Fehlers.

Nach dem Weggang der „Fairchild-Kinder“ auf der Suche nach stabileren Bedingungen nahmen die Entlassungen im technischen Personal zu. Jerry Sanders wurde von der Vermarktung von Luftfahrt- und Verteidigungsprodukten auf die Position des Marketingdirektors versetzt und entschied im Alleingang, dass das Unternehmen jede Woche ein neues Produkt herausbringen sollte - den Zweiundfünfzig-Plan. Die Verkürzung der Marketingzeit hat dazu geführt, dass viele dieser Produkte ungefähr 99% der Ehe geschlossen haben. Etwa 90% der Produkte wurden später als geplant herausgebracht, wiesen Mängel in der Konstruktionsspezifikation auf oder beides gleichzeitig. Der Fairchild-Star sollte bald ausgehen.

Die Autorität von Gordon Moore und Robert Noyce war der Grund für den schnellen Start von Intel, und die dritte Person, die zu ihrem Team kam, wurde sowohl ein öffentliches Gesicht als auch die treibende Kraft des Unternehmens. Andrew Grove (Andras Grof, geboren 1936 in Ungarn) wurde trotz seiner geringen Erfahrung in der Fertigung Intels Produktionsleiter. Auf den ersten Blick schien diese Wahl seltsam (auch angesichts seiner Freundschaft mit Gordon Moore), da Grove ein F & E-Wissenschaftler bei Fairchild war, der in Berkeley Vorlesungen hielt. Er hatte absolut keine Erfahrung in der Leitung eines Unternehmens.

Die vierte Person im Unternehmen bestimmte die anfängliche Marketingstrategie. Genau genommen war Bob Graham der dritte Intel-Mitarbeiter, aber er musste drei Monate mit dem vorherigen Arbeitgeber zusammenarbeiten, bevor er entlassen wurde. Aufgrund einer solchen Verzögerung beim Übergang von Bob zu Intel gelang es Andy Grove, eine viel ernsthaftere Führungsposition zu erreichen, als bisher angenommen.


Die ersten hundert Intel-Mitarbeiter vor einem Firmenbüro in Mountain View (Kalifornien), 1969.

Als exzellenter Verkäufer wurde Graham als einer von zwei herausragenden Kandidaten für die Führung von Intel angesehen. Der zweite - Jerry Sanders III, war ein persönlicher Freund von Robert Noyce. Sanders war einer der wenigen leitenden Angestellten bei Fairchild nach der Ernennung von CEO Lester Hogan (der früher bei Motorola gearbeitet hatte und vor Wut von seinem Abschied betroffen war).

Das anfängliche Vertrauen von Sanders als Leiter der Marketingabteilung war schnell verflogen: Hogan war enttäuscht von der Extravaganz von Sanders und der mangelnden Bereitschaft seines Teams, kleine Verträge abzuschließen (von 1 Million oder weniger). Tatsächlich hatte Hogan mit der Beförderung von Joseph van Poppelen und Douglas O'Conner Sanders innerhalb weniger Wochen zweimal herabgestuft. Die Herabstufung erreichte Hogans Ziel - Jerry Sanders kündigte und nun wurden die meisten Schlüsselpositionen bei Fairchild von ehemaligen Motorola Hogan-Kollegen besetzt.

Innerhalb weniger Wochen danach kontaktierten vier weitere ehemalige Mitarbeiter von Fairchild Analog Technology, die daran interessiert waren, ein eigenes Unternehmen zu gründen, Jerry Sanders. Anfangs hatten die vier vorgehabt, dass das Unternehmen analoge Schaltkreise herstellen würde, da durch den Zusammenbruch von Fairchild eine große Anzahl von Start-ups entstanden, die nach Einnahmen aus dem Hype um digitale Schaltkreise suchten. Sanders schloss sich ihnen an, unter der Bedingung, dass das neue Unternehmen auch digitale Schaltungen herstellt. Das Team bestand aus acht Mitgliedern, darunter Sanders, Ed Turney (einer der Bestseller von Fairchild), John Carey und Chipdesigner Sven Simonssen sowie vier aus der Analogabteilung: Jack Gifford, Frank Bott, Jim Giles und Larry Stenger.

Der Start des Unternehmens, das unter dem Namen Advanced Micro Devices bekannt wurde, verlief nicht reibungslos. Intel erhielt die Finanzierung in weniger als einem Tag, da das Unternehmen von Ingenieuren gegründet wurde, aber die Investoren verhielten sich viel zurückhaltender, wenn es um den Vorschlag ging, ein Halbleitergeschäft zu schaffen, das von Marketing-Managern gegründet wurde. Arthur Rock, der die Finanzierung von Fairchild Semiconductor und Intel unterstützte, war das erste Ziel, AMD 1,75 Mio. USD an Startkapital zu beschaffen. Aber Rock weigerte sich zu investieren, ebenso wie viele spätere mögliche Geldquellen.

Am Ende klopfte der neue gesetzliche Vertreter von AMD, Tom Skornia, an Robert Noyces Tür. So wurde der Mitbegründer von Intel einer der Gründungsinvestoren von AMD. Der Name Neuss in der Investorenliste hat das Gewicht erhöht, das AMD in den Augen potenzieller Investoren noch fehlte. Weitere Investitionen folgten und ein revidiertes Ziel von 1,55 Millionen wurde am 20. Juni 1969 erreicht, als das Unternehmen fast geschlossen wurde.

Die Ausbildung von Intel war einfacher, was es dem Unternehmen ermöglichte, unmittelbar nach Erhalt der Finanzierung für die Auswahl der Räumlichkeiten mit der Geschäftstätigkeit zu beginnen. Sein erstes kommerzielles Produkt wurde auch zu einem der fünf bemerkenswerten „Premieren“ der Branche und wurde in weniger als drei Jahren entwickelt. Danach revolutionierte es sowohl die Halbleiterindustrie als auch das Computergeschäft.

Honeywell, einer der Computerhersteller, der im großen Schatten von IBM lebte, wandte sich an viele Chiphersteller, um einen statischen 64-Bit-RAM-Chip zu entwickeln.

Intel hat bereits zwei Gruppen für die Herstellung von Chips gebildet: eine MOSFET-Gruppe unter der Leitung von Forest Wadash und einen Bipolartransistor unter der Leitung von Dick Bon. Das Bipolar-Team war das erste, das diese Aufgabe erledigte, und im April 1969 wurde der 64-Bit-SRAM-Chip von seinem Hauptentwickler H.T. Chua. Die Fähigkeit, das erste erfolgreiche Millionenauftragsprojekt abzuschließen, hat den Ruf von Intel in der Branche gestärkt.


Intels erstes Produkt ist das 64-Bit-SRAM, das auf der neu entwickelten Schottky-Bipolartechnologie basiert. ( CPU-Zone )

Nach der damaligen Tradition wurde der SRAM-Chip unter der Seriennummer 3101 auf den Markt gebracht. Intel verkaufte seine Produkte wie fast alle damaligen Chiphersteller nicht an Verbraucher, sondern an Ingenieure des Unternehmens. Seriennummern, insbesondere wenn sie wichtige Informationen wie die Anzahl der Transistoren enthielten, wurden für Zielkunden als attraktiver angesehen. Darüber hinaus könnte das Vorhandensein eines Produktnamens bedeuten, dass Designmängel oder mangelnde Neuheit überdeckt werden. Intel entfernte sich von numerischen Namen erst, als klar wurde, dass Zahlen nicht urheberrechtlich geschützt werden konnten.

Zu einer Zeit, als das Team von "bipolar" das erste bahnbrechende Produkt für Intel herstellte, fand die MOS-Gruppe den Hauptgrund für den Ausfall ihrer eigenen Chips heraus. Der Silizium-Chip-MOSFET-Prozess erforderte mehrere Heiz- und Kühlzyklen bei der Chipherstellung. Diese Zyklen führten zu Abweichungen im Expansions- und Kompressionsverhältnis zwischen Silizium und Metalloxid, was zu Rissen führte, die die Chipketten brachen. Gordon Moore hatte eine Lösung gefunden - das Metalloxid mit Verunreinigungen zu „beruhigen“, um seinen Schmelzpunkt zu senken und das Oxid während des zyklischen Erhitzens fließen zu lassen. Der resultierende Chip, der im Juli 1969 vom MOS-Technologie-Entwicklungsteam herausgebracht wurde (und der die Entwicklung von Ideen war, die Fairchild im 3708-Chip umsetzte), wurde zum ersten kommerziellen Speicherchip auf MOS-Strukturen - 256-Bit-1101.

Honeywell unterzeichnete schnell einen Vertrag für die Produktion des 3101-Nachkommens unter dem Namen 1102, aber bereits in der frühen Phase seiner Entwicklung zeigte das Parallelprojekt 1103, das von Wadash, Bob Abbott, John Reed und Joel Karp (der auch die Entwicklung von 1102 leitete) geleitet wurde, beträchtliches Potenzial. Beide basierten auf einer von William Regitz von Honeywell vorgeschlagenen Drei-Transistor-Speicherzelle, die eine viel größere Zelldichte und niedrigere Herstellungskosten versprach. Der Nachteil besteht darin, dass der Speicher keine Informationen speichern konnte, wenn kein Strom vorhanden war, und alle zwei Millisekunden mussten die Schaltkreise mit Spannung versorgt werden.


Der erste Speicherchip auf MOS-Strukturen (Intel 1101) und der erste DRAM-Speicherchip (Intel 1103). ( CPU-Zone )

Zu dieser Zeit war der Computerspeicher mit wahlfreiem Zugriff ein Bereich, in dem Magnetkernchips verwendet wurden. Diese Technologie wurde nach der Einführung des Intel 1103 DRAM-Chips (Dynamic Random Access Memory) im Oktober 1970 überholt. Als die Herstellungsfehler im nächsten Jahr behoben wurden, hatte Intel einen großen Vorteil in einem dominierenden und schnell wachsenden Markt. Dies nutzte das Unternehmen, bis die japanischen Speicherhersteller Anfang der 1980er Jahre dank umfangreicher Kapitalzuführungen in Produktionsanlagen einen starken Rückgang der Speicherpreise verursachten.

Intel startete eine landesweite Marketingkampagne, in der Benutzer von Magnetkernspeichern aufgefordert wurden, sich an Intel zu wenden und Leistungssteigerungen aufgrund der Umstellung auf DRAM zu bewerten.Die Käufer forderten die Schaffung einer zweiten Quelle für die Lieferung von Chips, was natürlich war - in dieser Zeit waren Produktion und Lieferung nicht zuverlässig.

, Intel — . Intel Microsystems International Limited. , Intel . Intel 1 , MIL , ( ) . MIL Intel, .

Die ersten Erfahrungen von Intel lassen weder auf die Branche als Ganzes noch auf die eigenen Probleme bei der Suche nach Zweitlieferanten schließen. Das Wachstum von AMD wurde direkt durch die Tatsache begünstigt, dass das Unternehmen der zweite Lieferant von Fairchild 9300 TTL-Chips (Transistor-Transistor-Logik) wurde sowie die Entwicklung und Lieferung eines eigenen Chips für die Verteidigungsabteilung von Westinghouse, mit der Texas Instruments (der ursprüngliche Auftragnehmer) die Produktion nicht rechtzeitig aufnehmen konnte.

Die ersten Misserfolge von Intel bei der Herstellung von Silizium-Verschlüssen führten auch zur Entstehung des dritten Chips, der sofort profitabel wurde, und zu einer führenden Position in der Branche. Intel beauftragte einen anderen ehemaligen Fairchild-Mitarbeiter, den jungen Physiker Dov Frommann, mit der Untersuchung der Probleme des Prozesses. Frohmann stellte fest, dass die Gates einiger Transistoren den Kontakt verloren und in dem Oxid endeten, das sie von den Elektroden trennte.

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ROM und DRAM waren zwei wesentliche Bestandteile des Systems, das die Grundlage für die Entwicklung von Personalcomputern bilden wird. 1969 beauftragte die Nippon Calculating Machine Corporation (NCM) Intel, ein System mit zwölf Chips für einen neuen Tischrechner zu bauen. Zu diesem Zeitpunkt war Intel dabei, SRAM-, DRAM- und EPROM-Chips zu entwickeln, und wollte leidenschaftlich die ersten Geschäftsverträge.

NCM , , Intel . , , , , , . . — -, ROM, RAM .

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. Im nächsten Teil werden wir uns mit der Entstehungsgeschichte der ersten Hersteller von Personalcomputern befassen.

Source: https://habr.com/ru/post/de481546/


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