A indústria de computadores pessoais, como a conhecemos, deve sua aparência e desenvolvimento a um ambiente de entusiastas e empreendedores, além de uma feliz coincidência. Antes do PC, o modelo de negócios de mainframes e minicomputadores era formado em torno de uma empresa que fornecia todo um ecossistema: do equipamento de fabricação à instalação, manutenção, gravação de software e treinamento de operadores.
Essa abordagem cumpriu plenamente suas tarefas naquele mundo em que, ao que parecia, os computadores eram muito pouco necessários. Esses sistemas eram muito caros, mas muito lucrativos para as empresas, porque o preço inicial e o contrato de serviço forneciam um fluxo constante de renda. Os fabricantes de "grandes hardwares" não eram a força motriz inicial da computação pessoal por causa do preço, da falta de software padrão, da aparente falta de demanda de computadores pessoais por parte das pessoas e dos enormes lucros obtidos com os contratos de produção e manutenção de mainframes e minicomputadores.
Foi nessa atmosfera que nasceram os computadores pessoais, começando com amadores que buscavam a realização de suas aspirações criativas que não eram fornecidas pelo trabalho cotidiano em sistemas monolíticos. A invenção do microprocessador, chips DRAM e EPROM integrados gerou interesse na disseminação generalizada de linguagens de alto nível (variedades do BASIC), que mais tarde levaram ao surgimento de uma GUI e à transformação de computadores no mainstream. Graças a isso, surgiu a padronização e popularização de equipamentos, que finalmente tornaram os computadores pessoais acessíveis o suficiente para as pessoas.
Ao longo de vários artigos, examinaremos detalhadamente a história do microprocessador e do computador pessoal, desde a invenção do transistor até os chips modernos que controlam muitos dispositivos conectados.
1947-1974: fundação
O que precedeu o primeiro processador comercial - Intel 4004
Os primeiros computadores pessoais exigiam que os entusiastas possuíssem habilidades na montagem de componentes eletrônicos (principalmente de solda) e na escrita de códigos de máquinas, porque o software da época era um produto básico e nem sempre estava disponível.
Os líderes do mercado comercial não levaram os computadores pessoais a sério por causa dos recursos limitados de E / S e software, falta de padronização, altos requisitos do usuário e um pequeno número de aplicativos. Os engenheiros da Intel pressionaram a empresa a escolher uma estratégia de computação pessoal quase imediatamente após o 8080 começar a ser usado em uma gama muito maior de produtos do que o originalmente pretendido. Steve Wozniak insistiu que seu empregador, Hewlett-Packard, se esforçasse pelo mesmo.
John Bardin, William Shockley e Walter Brattain no Bell Labs, 1948.Embora o advento da computação pessoal tenha sido iniciado por amadores, a situação atual tornou-se um desenvolvimento do legado que surgiu das obras de Michael Faraday, Julius Lilienfeld, Boris Davydov, Russell Ola, Karl Lark-Horowitz e até as obras de William Shockley, Walter Brattain, John Bardin, Robert Gibney e Gerald Pearson, que desenvolveram em conjunto o primeiro transistor (abreviação de resistência de transferência) no Bell Telephone Labs em dezembro de 1947.
O Bell Labs continuará sendo o carro-chefe do progresso dos transistores (em particular, inventando o transistor MOS, ou MOSFET, em 1959); no entanto, para evitar sanções antitruste pelo Departamento de Justiça dos EUA, em 1952, começou a vender ativamente licenças para outras empresas. Quarenta empresas, incluindo General Electric, RCA e Texas Instruments, juntaram-se à Bell e à sua controladora, Western Electric, no mercado de dispositivos semicondutores em rápido crescimento. Em 1956, Shockley deixou a Bell Labs e fundou o Shockley Semi-Conductor.
O primeiro transistor montado no mundo, inventado pela Bell Labs em 1947Apesar de Shockley ser um excelente engenheiro, seu mau caráter, combinado à falta de habilidades gerenciais entre os funcionários, condenou a empresa a um rápido colapso. Um ano após a formação do departamento de pesquisa, ele afastou tantas pessoas de si mesmo que causou um êxodo maciço dos “oito traidores”, que incluíam Robert Noyce e Gordon Moore (um dos futuros fundadores da Intel), Gene Horney (inventor do processo de fabricação de transistor planar) e Jay Ultimo Os membros do G8 se tornaram o núcleo da nova divisão Fairchild Semiconductor da Fairchild Camera and Instrument, que se tornou um modelo para as startups do Vale do Silício.
A gerência da Fairchild começou a colocar ativamente o novo departamento em segundo plano, porque visava lucrar com grandes contratos para a produção de transistores, por exemplo, para uso em sistemas de vôo criados pela IBM para o bombardeiro estratégico norte-americano XB-70 Valkyrie, computador de voo da Autonetics para intercontinental o míssil balístico Minuteman, o supercomputador CDC 6600 e o computador de controle Apollo da NASA.
No entanto, quando a Texas Instruments, a National Semiconductor e a Motorola obtiveram sua parte nos contratos, os lucros caíram. No final de 1967, apenas a sombra do passado restava da Fairchild Semiconductor - os cortes no orçamento e a partida dos principais especialistas começaram. Pesquisa e desenvolvimento milagrosos não se traduziram em um produto comercial, e clãs opostos na liderança prejudicaram as empresas.
Oito traidores que deixaram Shockley e fundaram a Fairchild Semiconductor. Da esquerda para a direita: Gordon Moore, Sheldon Roberts, Eugene Kleiner, Robert Noyce, Victor Greenich, Julius Blank, Gene Horney, Jay Last.Os principais partidos foram Charles Spock, que deu nova vida ao National Semiconductor, além de Gordon Moore e Robert Neuss. A saída da força de trabalho de Fairchild levou à fundação de mais de cinquenta novas empresas, mas nenhuma delas alcançou tanto sucesso em um período tão curto quanto a Intel Corporation. O único telefonema de Noyce para o capitalista de risco Arthur Rock levou ao lançamento de uma startup de US $ 2,3 milhões em um dia.
A facilidade de sua criação A Intel deve basicamente a autoridade de Robert Neuss e Gordon Moore. Noyce, juntamente com Jack Kilby, da Texas Instrument, é chamado de inventor de circuitos integrados, embora com um alto grau de confiança, possamos dizer que ele emprestou muito do trabalho realizado pela equipe de James Noll e Jay Lathrop no US Army Diamond Ordnance Fuze Laboratory (DOFL), que ele criou em 1957-59, o primeiro transistor produzido por fotolitografia e compostos de alumínio evaporado, além do trabalho da equipe de Jay Last, que desenvolveu circuitos integrados na Fairchild (com a participação de James Knoll), onde Robert Neuss era o gerente de projeto.
Primeiro circuito integrado planar (Foto: Fairchild Semiconductor).Moore e Neuss levaram consigo a nova tecnologia MOS de porta acoplada a silício da Fairchild, adequada para a produção de circuitos integrados; foi inventado por Federico Fagin a partir de uma joint venture da italiana SGS e Fairchild. Fagin baseou sua invenção no trabalho de John Sares, da Bell Labs; Mais tarde, ele transferiu seu conhecimento para a Intel e se tornou um residente permanente dos Estados Unidos.
A gerência da Fairchild ficou justamente ofendida com as demissões, porque muitas das descobertas dos funcionários da empresa estavam em mãos erradas (em particular, a National Semiconductor). Essa fuga de cérebros não foi tão unilateral quanto pode parecer, porque o primeiro microprocessador Fairchild chamado F8 foi provavelmente baseado no processador C3PF não realizado de Olimpia Werke.
Era uma época em que as patentes ainda não tinham tanta importância estratégica como hoje, o parâmetro mais importante era o tempo de colocação no mercado, e Fairchild frequentemente percebia tarde demais a importância de seu desenvolvimento. O departamento de P&D tornou-se menos orientado para o produto, gastando recursos decentes em projetos de pesquisa.
A Texas Instruments, o segundo maior fabricante de circuitos integrados, destruiu rapidamente a liderança de mercado da Fairchild. Fairchild ainda ocupava uma posição de destaque no setor, mas a estrutura de gerenciamento era caótica dentro da empresa. O controle de qualidade pelos padrões do setor era ruim e normalmente fornecia 80% do defeito.
Após a saída das “crianças Fairchild” em busca de condições mais estáveis, as demissões na equipe de engenharia aumentaram. Jerry Sanders foi transferido do marketing de produtos aeroespaciais e de defesa para o cargo de diretor de marketing e, sozinho, decidiu que a empresa deveria lançar um novo produto toda semana - o plano Cinqüenta e Dois. O tempo reduzido de marketing levou muitos desses produtos a criar aproximadamente 99% do casamento. Cerca de 90% dos produtos foram lançados mais tarde do que o cronograma, apresentavam defeitos nas especificações de design ou ambos ao mesmo tempo. A estrela de Fairchild deveria sair em breve.
A autoridade de Gordon Moore e Robert Noyce se tornou o motivo do rápido início da Intel, e a terceira pessoa que veio à sua equipe se tornou um rosto público e a força motriz da empresa. Andrew Grove (Andras Grof, nascido na Hungria em 1936), apesar de ter pouca experiência em fabricação, tornou-se diretor de produção da Intel. À primeira vista, essa escolha parecia estranha (mesmo considerando sua amizade com Gordon Moore), porque Grove era um cientista de P&D da Fairchild que ministrava palestras em Berkeley. Ele não tinha absolutamente nenhuma experiência em gerenciar uma empresa.
A quarta pessoa na empresa determinou sua estratégia de marketing inicial. A rigor, Bob Graham foi o terceiro funcionário da Intel, mas teve que trabalhar três meses com o empregador anterior antes de ser demitido. Devido a esse atraso na transição de Bob para a Intel, Andy Grove conseguiu uma posição de liderança muito mais séria do que se pensava anteriormente.
Os cem primeiros funcionários da Intel em frente a um escritório da empresa em Mountain View (Califórnia), 1969.Como um excelente vendedor, Graham era visto como um dos dois candidatos proeminentes à liderança da Intel. O segundo - Jerry Sanders III, era um amigo pessoal de Robert Noyce. Sanders foi um dos poucos executivos seniores da Fairchild após a nomeação do CEO Lester Hogan (que costumava trabalhar na Motorola, que estava furioso com sua saída).
A confiança inicial de Sanders como chefe do departamento de marketing evaporou rapidamente: Hogan ficou desapontado com a extravagância de Sanders e a falta de vontade de sua equipe de se envolver em pequenos contratos (de 1 milhão ou menos). De fato, Hogan havia rebaixado Sanders duas vezes ao longo de algumas semanas, com a promoção de Joseph van Poppelen e Douglas O'Conner. O rebaixamento alcançou o objetivo de Hogan - Jerry Sanders foi embora e agora a maioria dos principais cargos da Fairchild era ocupada por ex-colegas da Motorola Hogan.
Dentro de algumas semanas, quatro outros ex-funcionários da tecnologia analógica da Fairchild interessados em iniciar seu próprio negócio entraram em contato com Jerry Sanders. Inicialmente, os quatro conceberam que a empresa produziria circuitos analógicos, porque o colapso da Fairchild levou ao surgimento de um grande número de startups que buscavam receita com o hype em torno dos circuitos digitais. Sanders juntou-se a eles com a condição de que a nova empresa também criasse circuitos digitais. A equipe era composta por oito membros, incluindo Sanders, Ed Turney (um dos mais vendidos da Fairchild), John Carey e o designer de chips Sven Simonssen, além de quatro membros do departamento analógico: Jack Gifford, Frank Bott, Jim Giles e Larry Stenger.
O início da empresa, que ficou conhecido como Advanced Micro Devices, não foi tranquilo. A Intel recebeu financiamento em menos de um dia devido ao fato de a empresa ser formada por engenheiros, mas os investidores se comportaram muito mais restritos quando se tratou da proposta de criar um negócio de semicondutores fundado por executivos de marketing. Arthur Rock, que apoiou o financiamento da Fairchild Semiconductor e da Intel, foi o primeiro alvo a obter da AMD US $ 1,75 milhão em capital inicial. Mas Rock se recusou a investir, assim como muitas possíveis fontes de dinheiro subsequentes.
Por fim, o novo representante legal da AMD, Tom Skornia, bateu à porta de Robert Noyce. Então, o cofundador da Intel se tornou um dos investidores fundadores da AMD. O nome de Neuss na lista de investidores acrescentou peso, que ainda faltava à AMD aos olhos de potenciais investidores. Mais investimentos se seguiram e uma meta revisada de 1,55 milhão foi alcançada em 20 de junho de 1969, quando a empresa quase fechou.
A educação da Intel foi mais simples, o que permitiu à empresa iniciar imediatamente os negócios depois de receber financiamento para a seleção de instalações. Seu primeiro produto comercial também se tornou um dos cinco notáveis “primeiros” na indústria e foi desenvolvido em menos de três anos, após o que revolucionou a indústria de semicondutores e o campo da computação.
A Honeywell, um dos fabricantes de computadores que vivia na grande sombra da IBM, entrou em contato com muitos fabricantes de chips para criar um chip de RAM estático de 64 bits.
A Intel já formou dois grupos para a produção de chips: um grupo MOSFET liderado por Forest Wadash e um transistor bipolar liderado por Dick Bon. A equipe bipolar foi a primeira a concluir a tarefa e, em abril de 1969, o chip SRAM de 64 bits foi transferido para a Honeywell por seu principal desenvolvedor H.T. Chua. A capacidade de fazer o primeiro projeto bem-sucedido de contrato de um milhão de dólares aumentou a reputação da Intel no setor.
O primeiro produto da Intel é a SRAM de 64 bits, baseada na recém-desenvolvida tecnologia bipolar Schottky. ( Zona da CPU )De acordo com as tradições estabelecidas na época, o chip SRAM foi lançado no mercado sob seu número de série - 3101. A Intel, como quase todos os fabricantes de chips da época, vendeu seus produtos não para consumidores, mas para engenheiros da empresa. Os números de série, especialmente se continham informações importantes, como o número de transistores, foram considerados mais atraentes para os clientes-alvo. Além disso, a presença de um nome de produto pode significar que mascarava falhas de design ou falta de novidade. A Intel começou a se afastar dos nomes numéricos apenas quando se tornou óbvio que os números não podiam ser protegidos por direitos autorais.
Numa época em que a equipe da "bipolar" fez o primeiro produto inovador para a Intel, o grupo MOS descobriu a principal razão da falha de seus próprios chips. O processo MOSFET de chips de silício exigiu vários ciclos de aquecimento e resfriamento na fabricação de chips. Esses ciclos levaram a desvios na taxa de expansão e compressão entre silício e óxido de metal, o que causou rachaduras que romperam as cadeias de cavacos. Gordon Moore encontrou uma solução - "acalmar" o óxido metálico com impurezas, a fim de diminuir seu ponto de fusão, permitindo que o óxido flua durante o aquecimento cíclico. O chip resultante, lançado pela equipe de desenvolvimento da tecnologia MOS em julho de 1969 (e que se tornou o desenvolvimento de idéias implementadas pela Fairchild no chip 3708), se transformou no primeiro chip de memória comercial nas estruturas MOS - 256-bit 1101.
A Honeywell rapidamente assinou um contrato para a produção do descendente 3101 sob o nome 1102, mas mesmo nos estágios iniciais de seu desenvolvimento, o projeto paralelo 1103, liderado por Wadash, Bob Abbott, John Reed e Joel Karp (que também liderou o desenvolvimento do 1102), mostrou um potencial considerável. Ambos foram baseados em uma célula de memória com três transistores, proposta por William Regitz, da Honeywell, que prometia fornecer densidade celular muito maior e menores custos de fabricação. A desvantagem é que a memória não pôde armazenar informações na falta de energia e, a cada dois milissegundos, era necessário fornecer tensão aos circuitos.
O primeiro chip de memória nas estruturas MOS (Intel 1101) e o primeiro chip de memória DRAM (Intel 1103). ( Zona da CPU )Naquela época, a memória do computador de acesso aleatório era uma área na qual os chips do núcleo magnético eram usados. Essa tecnologia tornou-se obsoleta após a introdução do chip Intel 1103 DRAM (memória dinâmica de acesso aleatório) em outubro de 1970 e, quando os erros de fabricação foram resolvidos no próximo ano, a Intel tinha uma grande vantagem em um mercado dominante e em rápido crescimento. A empresa se aproveitou disso até os fabricantes japoneses de memória causarem uma queda acentuada nos preços da memória no início dos anos 80, graças a injeções de capital em larga escala nas instalações de produção.
A Intel lançou uma campanha de marketing em todo o país, convidando os usuários de memória do núcleo magnético a entrar em contato com a Intel e avaliar os ganhos de desempenho devido à mudança para DRAM. Os compradores exigiram a criação de uma segunda fonte de suprimento de chips, o que era natural - naquela época, produção e suprimento não eram confiáveis.
Andy Grove era categoricamente contra o segundo fornecedor, mas esse era o status da Intel - a empresa era jovem e ela teve que obedecer aos requisitos do setor. A Intel escolheu a empresa canadense Microsystems International Limited como o primeiro fornecedor alternativo de chips. Ela não escolheu uma empresa maior e mais experiente, para não conquistar a liderança da Intel com seu próprio produto. A Intel recebeu sob o contrato de licença cerca de US $ 1 milhão e deve continuar recebendo deduções quando a MIL tentar aumentar seu lucro aumentando os diâmetros das bolachas semicondutoras (de duas para três polegadas) e reduzindo o chip.
Os compradores da MIL retornaram à Intel quando os chips da empresa canadense começaram a rolar as linhas de montagem com defeito.A primeira experiência da Intel não era indicativa do setor como um todo ou de seus próprios problemas em encontrar fornecedores secundários. O crescimento da AMD foi diretamente facilitado pelo fato de a empresa se tornar o segundo fornecedor de chips Fairchild 9300 TTL (Transistor-Transistor Logic), além do desenvolvimento e fornecimento de seu próprio chip para o departamento de defesa de Westinghouse, que a Texas Instruments (contratante inicial) não pôde iniciar a produção a tempo.As primeiras falhas da Intel no processo de fabricação de obturadores de silício também levaram ao surgimento do terceiro chip, que imediatamente se tornou lucrativo, além de uma posição de liderança no setor. A Intel entregou a tarefa a outro ex-funcionário da Fairchild, o jovem físico Dov Frommann, para investigar os problemas do processo. Frohmann descobriu que os portões de alguns transistores perdiam contato, subiam e eram encerrados em óxido, que os separava dos eletrodos.Fromann também demonstrou a Gordon Moore que esses portões flutuantes poderiam, graças ao isolador que os cercava, armazenar carga elétrica (em alguns casos por muitas décadas), o que significa que eles podem ser programados. Além disso, a carga elétrica do obturador flutuante pode ser dissipada pela radiação ultravioleta ionizante, apagando o programa.Na memória tradicional, as cadeias de programas precisavam ser colocadas durante a produção de chips com fusíveis integrados no projeto, para que os chips pudessem ser programados. Com volumes pequenos, esse método era caro, exigia muitos chips altamente especializados e o chip precisava ser refeito para alterar o design e modificar os circuitos.A EPROM (memória somente leitura programável e apagável) revolucionou a tecnologia, tornando a programação de memória um processo muito mais simples e rápido, porque o cliente não precisou esperar até que os chips específicos para sua aplicação fossem produzidos.A desvantagem dessa tecnologia era que, para que a luz UV apagasse o programa no corpo do chip, uma janela de quartzo bastante cara foi construída, localizada diretamente acima do chip ROM. O alto custo foi posteriormente reduzido graças ao advento das EPROMs programáveis (OTP) únicas que se livraram da janela de quartzo (e da função de apagamento), bem como à invenção de ROMs programáveis eletricamente apagáveis (EEPROM).Como no caso do 3101, inicialmente a porcentagem de rejeitos era muito alta - o rendimento geralmente era de apenas 1%. Para gravar a memória EPROM 1702, era necessária uma voltagem muito precisa. Desvios no processo de produção levaram a variabilidade na tensão de gravação - se a tensão fosse muito alta, a programação seria incompleta, se a tensão fosse muito grande, havia risco de destruição do chip. Joe Friedrich, recentemente contratado pela Philco, que também trabalhava na Fairchild, teve a idéia de aplicar alta voltagem negativa aos chips antes de gravar. Frederick chamou esse processo de "sair". Graças a ele, o rendimento aumentou significativamente: antes, duas fichas formavam uma ficha; agora, sessenta fichas podiam ser feitas a partir de uma placa.O primeiro chip EPROM Intel 1702 ( computermuseum.li )Como “sair” não mudou fisicamente o chip, outros fabricantes que venderam circuitos integrados projetados pela Intel não descobriram imediatamente o motivo da diminuição significativa do casamento na empresa. Essa melhoria na qualidade afetou diretamente o lucro da Intel: de 1971 a 1973, a receita cresceu para 600%. Essa saída, baseada no espaço em comparação com os fornecedores secundários, proporcionou à Intel uma vantagem sobre os produtos vendidos pela AMD, National Semiconductor, Sigtronics e MIL.ROM e DRAM foram dois componentes integrais do sistema, que se tornarão a base no desenvolvimento de computadores pessoais. Em 1969, a Nippon Calculating Machine Corporation (NCM) pediu à Intel que construísse um sistema de doze chips para uma nova calculadora de mesa. Nesse estágio, a Intel estava desenvolvendo chips SRAM, DRAM e EPROM e desejava apaixonadamente os primeiros contratos comerciais.Na proposta original do NCM, foi descrito um sistema que exigia oito chips específicos da calculadora, mas Ted Hoff, da Intel, teve a ideia de emprestá-los dos principais minicomputadores da atualidade. Em vez de produzir chips separados que executam tarefas separadas, ele queria criar um chip que lida com processos combinados, transformando tarefas individuais em procedimentos, como é feito em computadores grandes. Ele decidiu criar um chip universal. A ideia de Hoff reduziu o número de chips necessários para quatro - um registro de turno para E / S, ROM, RAM e um novo chip de processador.Em 6 de fevereiro de 1970, a NCM e a Intel assinaram um contrato para criar um novo sistema, e a Intel recebeu um adiantamento de US $ 60 mil por um pedido mínimo de 60 mil aparelhos (com pelo menos oito chips por aparelho) por três anos. A tarefa de criar um processador e os três chips que o acompanham foi confiada a outro funcionário insatisfeito da Fairchild.Federico Fagin perdeu todas as ilusões de que Fairchild poderá transformar suas descobertas de pesquisa em produtos acabados antes de ser usado pelos concorrentes. Além disso, sua posição como engenheiro de processos de produção estava em dúvida, porque seu principal interesse era a arquitetura de chips. Depois de conversar com Les Vadash, da Intel, ele foi convidado a liderar um projeto de desenvolvimento, sobre o qual não sabia nada, exceto que seria "complicado". Fagin soube que era um projeto MCS-4 de quatro chips, apenas em 3 de abril de 1970, em seu primeiro dia de trabalho, depois de um briefing do engenheiro Stan Mazor. No dia seguinte, Fajin mergulhou no projeto com a cabeça - ele se encontrou com o representante do NCM Masatoshi Shima, que esperava ver o projeto da lógica do processador, e não explicações gerais da pessoa,conheceu o trabalho há menos de um dia.
O desejo da Intel por uma distribuição mais ampla de microprocessadores levou ao fato de que 4004 e 8008 foram integrados aos primeiros sistemas de desenvolvimento da empresa sob os nomes Intellec 4 e Intellec 8. Os últimos desempenharam um papel importante no desenvolvimento do primeiro sistema operacional orientado a microprocessadores. Esse experimento foi um ponto de virada para os dois setores, bem como para a história da Intel. O feedback dos usuários e clientes em potencial, bem como a crescente complexidade dos processadores de calculadora, levaram o 8008 a evoluir para o 8080, o que finalmente estimulou o desenvolvimento de computadores pessoais.
Esta é a primeira parte de uma série de cinco artigos. Na próxima parte, mergulharemos na história do nascimento dos primeiros fabricantes de computadores pessoais.