За най-мощния японски суперкомпютър за изследвания в областта на ядрената физика. Сега в Япония създават exascale Post-K суперкомпютър - японците ще бъдат сред първите, които ще пуснат машина с такава изчислителна мощност.
Пускането в експлоатация е планирано за 2021 г.
Миналата седмица Fujitsu говори за техническите характеристики на чипа A64FX, който ще бъде в основата на новата "машина". Нека поговорим повече за чипа и неговите възможности.
Спецификации A64FX
Очаква се Post-K да има почти десет пъти по-голяма изчислителна мощност от най-мощния съществуващ суперкомпютър IBM Summit (към юни 2018 г.).Суперкомпютърът дължи такава производителност на чипа A64FX на архитектурата Arm. Този чип се състои от 48 ядра за изчислителни операции и четири ядра за тяхното управление. Всички те са равномерно разделени на четири групи - Core Memory Groups (CMG).
Всяка група има 8 MB L2 кеш. Той е свързан към контролер на паметта и интерфейс NoC („мрежа на чип“). NoC свързва различни CMG с PCIe и Tofu контролери. Последният е отговорен за комуникацията на процесора с останалата част от системата. Контролерът Tofu има десет порта с честотна лента от 12,5 GB/s.
Оформлението на чипа изглежда така:
Общият обем на паметта HBM2 в процесора е 32 гигабайта, а честотната му лента е 1024 GB / s. Fujitsu казва, че производителността на процесора с плаваща запетая достига 2,7 терафлопа за 64-битови операции, 5,4 терафлопа за 32-битови операции и 10,8 терафлопа за 16-битови операции.
Създаването на Post-K се наблюдава от редакторите на ресурса Top500, който съставя списък на най-мощните изчислителни системи. Според тях повече от 370 000 процесора A64FX се използват в суперкомпютър за постигане на производителност от един екзафлопс.
Устройството ще бъде първото, което използва технология за векторно разширяване, наречена Scalable Vector Extension (SVE). Тя се различава от другите SIMD архитектури по това, че не ограничава дължината на векторните регистри, а задава валиден диапазон за тях. SVE поддържа вектори от 128 до 2048 бита. Така че всяка програма може да се изпълнява на други процесори, които поддържат SVE без необходимост от повторно компилиране.
С помощта на SVE (тъй като това е SIMD функция), процесорът може едновременно да извършва изчисления с няколко масива от данни. Ето пример за една такава инструкция за функцията NEON, която е използвана за векторни изчисления в други процесорни архитектури на Arm:
Vadd.i32 q1, q2, q3
Той добавя четири 32-битови цели числа от 128-битов регистър q2 със съответните числа в 128-битов регистър q3 и записва получения масив в q1. C еквивалентът на тази операция изглежда така:
For(i = 0; i< 4; i++) a[i] = b[i] + c[i];
Освен това SVE поддържа функцията за автовекторизация. Автоматичният векторизатор анализира циклите в кода и, ако е възможно, използва векторните регистри, за да ги изпълни. Това подобрява производителността на кода.
Например функция в C:
Void vectorize_this(unsigned int *a, unsigned int *b, unsigned int *c) ( unsigned int i; for(i = 0; i< SIZE; i++)
{
a[i] = b[i] + c[i];
}
}
Той ще бъде компилиран по следния начин (за 32-битов процесор Arm):
104cc: ldr.w r3, ! 104d0: ldr.w r1, ! 104d4: cmp r4, r5 104d6: добавяне на r3, r1 104d8: str.w r3, ! 104dc: bne.n 104cc
Ако използвате автовекторизация, тогава ще изглежда така:
10780: vld1.64 (d18-d19), 10784: добавя r6, #1 10786: cmp r6, r7 10788: add.w r5, r5, #16 1078c: vld1.32 (d16-d17), 10790: vadd. i32 q8, q8, q9 10794: add.w r4, r4, #16 10798: vst1.32 (d16-d17), 1079c: add.w r3, r3, #16 107a0: bcc.n 10780
Тук SIMD регистрите q8 и q9 се зареждат с данни от масивите, посочени от r5 и r4. След това инструкцията vadd добавя четири 32-битови цели числа наведнъж. Това увеличава количеството код, но много повече данни се обработват при всяка итерация на цикъла.
Кой друг създава суперкомпютри в екзамащаб
Суперкомпютри Exascale се създават не само в Япония. Например, работи се и в Китай и Съединените щати.Китай създава Тянхъ-3 (Tianhe-3). Неговият прототип вече се тества в Националния суперкомпютърен център в Тиендзин. Окончателната версия на компютъра се планира да бъде завършена през 2020 г.
/ снимка O01326 / Суперкомпютър Tianhe-2 - предшественик на Tianhe-3
Tianhe-3 е базиран на китайски процесори Phytium. Устройството съдържа 64 ядра, има производителност от 512 гигафлопа и честотна лента на паметта от 204,8 GB / s.
Създаден е и работещ прототип за машина от серията Sunway. Той се тества в Националния суперкомпютърен център в Джинан. Според разработчиците в момента на компютъра работят около 35 приложения - това са биомедицински симулатори, приложения за обработка на големи данни и програми за изучаване на изменението на климата. Очаква се компютърът да бъде завършен през първата половина на 2021 г.
Що се отнася до Съединените щати, американците планират да имат свой собствен компютър в екзамащаб до 2021 г. Проектът се нарича Aurora A21 и се работи от Националната лаборатория в Аргон на Министерството на енергетиката на САЩ, заедно с Intel и Cray.
Тази година изследователите
Когато разработват двигател (както и всички други компоненти), дизайнерите винаги правят компромис между цена, ефективност, живот на двигателя и токсичност на отработените газове.
Всеки знае, че колкото повече форсират двигателя, толкова по-малко ресурс има. Също така, колкото по-високо е усилването, толкова по-добро трябва да бъде качеството на горивото. Шофьорите, от друга страна, искат висока мощност, въртящ момент и в същото време надеждност и огромен ресурс, с нисък разход и евтино гориво. Ако променим един параметър към по-добро, то другият неизменно се променя към по-лошо. С един двигател може да се направи много, но цената на много радикални модификации често е потресаваща. Много по-лесно е да закупите по-мощен двигател. Но ако все пак решите да прецизирате силовия агрегат, не забравяйте, че можете да получите по-висока възвръщаемост на двигателя само чрез увеличаване на пълненето на цилиндрите и промяна на състава на сместа. Има много начини за увеличаване на пълнежа.
Те могат да бъдат разделени на няколко категории:
* Намаляване на съпротивлението на въздушния поток - подмяна на въздушен филтър, подмяна или разширяване на тялото на дросела, подмяна на всмукателния колектор или пробиване и шлифоване, преработка на главата на блока (подмяна на клапани с клапани с по-голям диаметър и пробиване на въздушни канали), инсталиране или оптимизиране на турбина. Можете да инсталирате разпределителен вал с различен профил на гърбицата - за промяна на размера и продължителността на отваряне на клапана.
* Оптимизиране на състава на работната смес: Повишаване на основното налягане на горивото чрез подмяна или настройка на регулатора на налягането на горивото и промяна на работната програма на ECU (чип тунинг).
*Механизъм за промяна на фазите на газоразпределението - оптимизиране на газоразпределението за различни обороти на двигателя.
*Оптимизиране на отработените газове - Подобрено почистване на цилиндрите чрез намаляване на съпротивлението на изпускателния колектор и ауспуха (в идеалния случай трябва да се монтира тръба с голям диаметър и освен това без завои).
Няма да засягаме усъвършенстването на самото устройство (което в случай на нова машина анулира гаранцията).
И така, какво може да се направи с двигателя без допълнителни разходи и без страх от загуба на гаранцията? Има само един отговор - чип тунинг. Всеки блок за управление има програма за своята работа. Набор от корекционни коефициенти за различните режими на работа на двигателя се съхранява в ROM на устройството. Блокът за управление, получаващ сигнали от различни сензори, контролира работата на захранващия блок. Необходимите параметри за управление на изпълнителните устройства се изчисляват в съответствие с входящите данни и набор от корекционни коефициенти, заложени в компютъра. По този начин, ако искаме да променим работата на двигателя, без да променяме неговите механични компоненти, имаме два начина да направим това:
Първият е промяна във входните сигнали (например промяна в твърдостта на възвратната пружина на амортисьора на дебитомера).
Втората е промяна на коефициентите на корекция в паметта на компютъра (чип настройка).
Като записваме нови параметри в компютъра, можем да повлияем на работата на всяко устройство, управлявано от ECU. За други характеристики на мощността можем да променим момента на запалване, времето за впръскване, да изключим или променим режима на работа на системите, които контролират токсичността на отработените газове, за двигатели с компресор можете да промените налягането на пълнене. Освен това можем да променим скоростта на празен ход. Премахнете електронните ограничения от кутии, двигател.
И така, колко ще получим от тези коне? 10-15%, в случаите с турбини тази цифра може да достигне 20%
Всеки решава да го направи или не, но всеки, който някога е карал чипирана кола, решава този въпрос за себе си недвусмислено - да! Факт е, че малко хора карат на максимална мощност - много по-важни параметри за ежедневно шофиране са въртящият момент и еластичността на двигателя. Еднакви стойности на въртящия момент се постигат при различни обороти на двигателя. Какво означава: Когато натиснете силно педала на газта на кола с чипове, двигателят ще набере по-ниски обороти. Тоест, често просто няма да е необходимо да превключвате на по-ниска предавка, но чрез превключване надолу ще получите още повече ускорение. Трябва да се отбележи специално, че в природата има машини с компютри, които сами се флашват в движение. Например, ако карате кола 2-3 дни, натискайки газта до пода, тогава тя се зашива, за да отговаря на вашия стил на шофиране и получавате повече сцепление на дъната. И ако караш 2-3 дни с малко ГАЗ, тогава колата започва да настройва двигателя за максимална икономичност и съответно тягата намалява. Такива мозъци не подлежат на фърмуер, тъй като данните непрекъснато се променят. В този случай вие просто губите пари.
P.S.: Повечето фърмуери, налични в интернет, са "сурови" и не работят правилно, така че зависи от вас да решите дали си заслужава.
Една съвременна кола е предварително защитена от кражба малко по-добре от нейния предшественик с карбуратор преди 20-30 години. Една от степените на защита е наличието на ключ с чип.
Първите внесени аларми, които се появиха на нашия пазар през 90-те години, предупредиха инсталатора: те казват, че можете да прекъснете само веригата, която управлява стартера. Вярно е, че нямаше много за разкъсване на колите с карбуратор: освен може би захранващата верига на бобината за запалване, която опитен похитител можеше да възстанови за секунди. И само с появата на инжекционни двигатели стана възможно да се блокира сложната система за управление на мощността и запалването.
Първият и вероятно последният домашен автомобил с инжекционен двигател и конвенционален ключ за запалване беше Святогор с двигател Renault F3R. Всичко беше като на карбураторна кола. Ключалката за запалване осигуряваше захранване на "мозъците" на двигателя, а те осигуряваха работата на запалителните свещи и подаването на гориво.
С появата на системата за впръскване на гориво, автомобилите VAZ веднага се сдобиха с APS блок (автомобилна система против кражба), който комуникира с чипа в ключа за запалване и само след разпознаване на ключа му дава разрешение на ECU (електронен блок за управление) да стартира двигателят. Сега блокът е значително намалял по размер и се намира под корпуса на кормилната колона. Тялото на ключалката за запалване на автомобила е обградено от рамка, която е свързана директно към блока на имобилайзера. Когато запалването е включено, устройството изпраща импулси към тази рамка и преминава в режим на четене, т.е. започва да получава отговор от ключа на чипа. От импулса ключът на чипа получава енергия и започва да предава кода, зашит в него, към рамката на имобилайзера. Рамката на имобилайзера получава кода и, ако кодът съвпада, дава възможност за стартиране на двигателя. След това всичко продължава както обикновено и споменатата стартова верига вече не е необходима.
Ясно е, че при този подход конвенционалният ключ за запалване отстъпва място на ключ с чип. В това няма нищо сложно: дори хора, които изобщо нямат кола, се сблъскват с ключове с чип всеки ден. В края на краищата, същата технология се използва за направата на ключа за домофона, който сега стои на входната врата на почти всеки жилищен блок.
Ключовете с чип се предлагат в четири основни вида.- Ключ с чип, който ви позволява да стартирате двигателя само чрез завъртане на ножа в конвенционален ключ за запалване. Чипът е малък цилиндър или пластмасов паралелепипед, съдържащ индуктивна намотка и микросхема, в която е програмиран индивидуалният код на този ключ. Чипът в този дизайн е херметически затворен, което позволява не само да го използвате при дъжд, но дори да плувате с него.
- Ключ с чип и радиопредавател, който ви позволява да отваряте и затваряте автомобила с помощта на бутоните на ключодържателя на разстояние не повече от 30-50 м, стартирайки двигателя чрез механично затваряне на контактите в ключа за запалване. При някои автомобили такива бутони на ключа активират стандартната автомобилна аларма, която включва сирена, както и сензори за накланяне и движение. Но херметичността на такива ключове е ограничена от дизайна, устойчив на пръски: те не могат да бъдат потопени в течност.
- Ключ, който обикновено не използва механично острие. Отваряйте и затваряйте колата с бутоните на ключа. За да запалите колата, ключът се поставя в специален слот на арматурното табло, след което се натиска бутонът старт-стоп. Изпълнение на ключ - водоустойчив.
- Ключ за така наречения безключов достъп. Вратите на колата се отварят с натискане на малко копче на дръжката, а двигателят се стартира от старт-стоп бутона. В този случай ключът трябва да е в джоба на собственика. Слотът в колата е осигурен, но ключът може да остане в джоба ви през цялото пътуване. В същото време всички бутони за управление на ключа остават на разположение на собственика. Ако желаете, можете да отворите и затворите колата, като натиснете съответния бутон на ключа.
Дауншифтинг... Ако имате откровено скъпи ключове, тогава можете да си направите точно такъв диск без никакви чипове и да плувате с него. И нека родните ключове лежат някъде в ъглите на колата.
Имат ли бъдеще тези ключове с чип? Ние смятаме, че не: това е само междинен етап в развитието на системите за достъп. Отдавна са известни системи, които реагират на пръстови отпечатъци, ириса на очите и всичко друго. Има и странни, меко казано, решения: например да се въведе контролен чип в тялото на собственика. А точно вчера се състоя мащабна премиера на още един iPhone, който разпознава собственика си по лицето. Вярно, на презентацията имаше срам: смартфонът все още успя да не идентифицира създателя ...
Микрочипът е съставен от транзистори. Транзисторът е полупроводниково електрическо устройство, което има три електрода, ток тече от първия към втория, в зависимост от напрежението на третия.
Ето откъде идват всички тези зелени 0 и 1 във филмите за компютри. Поради факта, че транзисторите работят само с две състояния 0 или 1, всички данни в компютъра се съхраняват в двоична форма. Свикнали сме с десетични числа, състоящи се от цифри от 0 до 9, а в двоичните числа има само две цифри - 0 и 1. И можете да преброите до пет в двоични числа така: 1, 10, 11, 100, 101 .
Това донякъде прилича на крана за вода: водата тече в зависимост от това дали амортисьорът е отворен или затворен - само вместо вода транзисторите имат напрежение и може да има две състояния - има напрежение или не, 0 или 1.
Транзисторите са от различни видове и се използват в електрониката за реализиране на логически операции с нули и единици.
Ако свържем два крана последователно към една тръба, водата ще тече само ако и двата крана са отворени, получаваме "логично И":
И ако свържете два крана паралелно, тогава водата ще тече, ако поне един кран е включен, това се нарича "логическо ИЛИ":
Транзисторите са свързани помежду си в различна последователност, за да реализират различни логически операции: И, ИЛИ, НЕ, XOR и т.н. За всяка от тези функции са измислени специални обозначения:
А ето, например, диаграма на устройство, което събира две двуцифрени числа: AB + CD = XYZ
Тоест, ако се приложи напрежение към A и D, тогава изходът ще има напрежение при Z и Y и няма да има напрежение при X:
AB+CD=XYZ
10 + 01 = 011
Същите изчисления могат да се правят не само на полупроводникови транзистори. В огромните шкафове на стари аналогови телефонни централи се случи същото като в микросхемите, само че вместо транзистори имаше обикновени електрически релета. И първите компютри като цяло са били механични и сложни изчисления са правени с помощта на зъбни колела още в древността.
Ако свържем светодиод към контакти X, Y и Z и свържем превключватели към контакти A, B, C и D, тогава ще имаме прост електронен калкулатор.
Микрочипът се състои от стотици, хиляди и милиони такива транзистори, свързани в една мрежа, защото има задачи, по-трудни от събирането на две числа: калкулатор, флашка, управление на касов апарат, атомна електроцентрала.
Централният процесор в компютъра също е микрочип, само че невероятно сложен. Пиша този текст на компютър, работещ с централен процесор с 1,17 милиарда транзистора. На тази снимка уголеменото му изображение. За да може всеки транзистор в него да е с размер поне един пиксел, е необходимо той да бъде увеличен около 200 пъти.
Две изобретения от средата на двадесети век значително увеличиха скоростта на технологичния (и в резултат на това социалния) прогрес. Произведен през 1948 г., транзисторът проправи пътя за електрониката в твърдо състояние. И десет години по-късно се появи микрочипът, интегралната схема, която стана предшественик на микропроцесора, който имаше огромно влияние върху цялата съвременна цивилизация.
Планарен транзистор Германиевите дифузионни транзистори бяха заменени със силициеви, произведени по планарен процес - последователно нанасяне на слоеве от полупроводници от желания тип и метални контакти.
Алексей Левин
Американските създатели на транзистора Уилям Шокли, Джон Бардийн и Уолтър Братейн придобиха световна слава и бяха удостоени с Нобелова награда през 1956 г. Германските физици Херберт Матара и Хайнрих Велкер, които, работейки във Франция, само шест месеца по-късно независимо произвеждат точков транзистор, трябваше да се задоволят с френски патент и много краткотрайна слава, която не надхвърли Европа. Интегралната схема имаше и независими автори. Както често се случва, техните имена са известни на широката публика много по-добре от конкретните обстоятелства около изобретяването на микрочипа.
Тиранията на числата
Появата на твърдотелна електроника бележи началото на наистина многоелементни системи. И така, създаден в края на 50-те години от екипа на Сиймор Грей, първият чисто полупроводников компютър, 48-битов CDC 1604, се състои от 25 000 транзистора, 100 000 диода и стотици хиляди резистори и кондензатори.
И тук се появи проблемът. Компонентите на електронните схеми са били свързани с жици по един единствен начин - чрез запояване. Това беше трудоемка и скъпа ръчна работа, изпълнена с много грешки (в края на краищата не се извършваше от роботи, а от хора). В началото на транзисторната ера по принцип беше възможно да се проектира система с почти всякаква степен на сложност, но нейното производство често се оказваше непосилно трудно. Освен това технологиите за сглобяване възпрепятстваха навлизането на сложни системи на пазара на потребителска електроника, което изискваше големи обеми на производство, компактност и умерени цени. Тези технологии също работят по-зле за големи компютри, тъй като свързващите вериги, дълги километри, забавят скоростта им.
Като цяло, още в средата на 50-те години на миналия век възникна сериозна пречка по пътя към реализирането на надеждите, възлагани на транзисторите, което се наричаше проблемът на взаимовръзките или, неофициално, тиранията на големите числа. Те се опитаха да го преодолеят чрез намаляване на размера на елементите на електронните схеми и използване на модулно сглобяване, но без особен успех. Изискваше се принципно нова идея. И тя не се накара да чака дълго.
горещо място
Джак Сейнт Клер Килби е роден на 8 ноември 1923 г. в Джеферсън Сити, Мисури. Баща му е електроинженер, който се издига до позицията на президент на Kansas Electric Company. Синът следва стъпките на родителя си: през 1947 г. завършва Университета на Илинойс с бакалавърска степен по електроинженерство и намира работа в Centralab в Милуоки, а три години по-късно получава магистърска степен от Университета на Уисконсин.
Малката фирма, в която работи Килби, произвежда основно относително прости радиокомпоненти. През 1952 г. тя придобива лиценз от Bell Laboratories за производство на транзистори и младият инженер прави много за отстраняване на грешки в новата технология. Той получи около дузина патенти, спечели отлична професионална репутация, но се отегчи от работата. Килби не само осъзна, че бъдещето на електрониката в твърдо състояние зависи от победата над тиранията на големите числа, той се смяташе за способен да я победи. Това изискваше позиция като изследовател в компания със сериозни финансови ресурси и интерес към нови разработки. В началото на 1958 г. той изпраща автобиографията си на няколко обещаващи адреса и получава предложения от такива гиганти на електронната индустрия като IBM и Motorola. Килби обаче предпочете по-малко известната Texas Instruments Corporation, където няколко години по-рано физикът Гордън Тийл и физикохимикът Уилис Адкок създадоха първата ефективна технология за производство на силициеви транзистори (преди това те бяха направени само на базата на германий). По това време фирмата беше ръководена от далновиден президент, Патрик Хагърти, който назначи Адкок да ръководи усилията за радикално премахване на проблема с взаимното свързване.
През май Килби премества семейството в Далас и започва работа в новопостроената сграда, която дори не е климатизирана. Ужасната жега в Тексас не му попречи бързо да намери решение на проблема. Килби предположи, че полупроводниците могат да се използват за направата на всички основни компоненти на една електронна верига с подходящите добавки. И ако е така, тогава по принцип нищо не пречи тези компоненти да бъдат поставени на обща матрица. На 24 юли 1958 г. той записва тази велика идея в лабораторен журнал с една фраза, която влиза в историята на електрониката.
Но досега това беше само теория. Когато Килби показа своите скици на Адкок, той не показа голям ентусиазъм, но въпреки това инструктира Килби да преработи проста радио верига по нов начин и обеща да разреши по-нататъшни експерименти, ако се окажат успешни. Килби прие предизвикателството и ръчно вгради в германиева плоча частите от стандартна електронна верига, която преобразува постоянен ток в променлив (това беше генератор на хармонични трептения с обратна връзка с фазово изместване). Изглеждаше неудобно, което не е чудно: за свързване на блоковете бяха използвани шарнирни метални проводници. На 12 септември Килби показа своето потомство на големите шефове на корпорацията. Устройството беше захранено от батерия и на екрана на осцилоскопа се появи зеленикава синусоида. Първата в света интегрална схема демонстрира своята производителност.
"Осем предатели"
Третият син на конгрегационален пастор, чийто предшественик е отплавал до Америка на легендарния Mayflower, Робърт Нортън Нойс е роден на 12 декември 1927 г. в дори сега малък, тогава малък Бърлингтън, Айова. Детските хобита на авиомоделирането и радиоинженерството го водят до аспирантура в Масачузетския технологичен институт, където на 26-годишна възраст защитава докторската си дисертация по физика. Докато е още в колежа, той се интересува от транзистори и затова, след като се установява, идва във филаделфийската компания Philco, която се занимава много сериозно с тях.
Подобно на Килби, Нойс бързо си направи име в твърдотелната електроника. В началото на 1956 г. той е поканен в своята фирма от Уилям Шокли, който е напуснал Bell Laboratories, за да работи върху полупроводникови устройства, и Нойс се премества в Калифорния, в град Маунтин Вю, разположен на юг от Сан Франциско в долината Санта Клара, която след 15 години се нарича Силиконовата долина. Той обаче не остана там. Шокли се оказа лош мениджър и буквално изплаши най-добрите служители. В резултат на това през 1957 г. Нойс и още седем млади таланти излизат на свободна практика и с финансовата подкрепа на индустриалеца и изобретател Шърман Феърчайлд основават Fairchild Semiconductor Corporation. Предателските осем, както ги нарича Шокли, включват физикохимика Гордън Мур (да, този, който по-късно измисли закона на Мур) и родения в Швейцария физик Жан Ърни. Именно с него започва веригата от технологични иновации, довели Нойс до изобретяването на интегралната схема.
Над боя
Младата компания произвежда транзистори, използвайки най-новия за онези времена метод на дифузия на добавки. С всичките си предимства, делът на отхвърлените продукти поради замърсяване достига 90%. Ърни предложи да защити силициевите матрици от повреда с тънък слой от силициев диоксид. В процеса на производство на транзистора филмът беше почистен в дифузионните зони и след това възстановен, за да се запази изолацията. Адвокатът на фирмата, Джон Ралс, видя обещанието на идеята и поиска заявката за патент да бъде изготвена с по-широки приложения. Ралс беше прав — методът на Ърни формира основата на цяло семейство полупроводникови технологии, известни като планарни процеси.
Тези приложения започнаха да се разглеждат от Нойс, който ръководеше изследователския отдел на фирмата. Тогава той предположи, че тънки ивици от мед или друг метал могат да бъдат нанесени върху оксидния филм, който ще свързва транзистори, кондензатори и други елементи на електронна верига. И оттук не беше далеч идеята, че самите тези елементи могат да бъдат вградени в силиконова матрица с помощта на селективен допинг. Килби имаше подобна идея шест месеца по-рано, но Нойс стигна до нея по различен начин. И двата пътя се пресичат при раждането на микрочипа.
Нойс редовно обсъжда прозренията си с Мур, който ги приема без много възражения. На 23 януари 1959 г. той описва изобретението си на четири страници от лабораторен журнал. Така се ражда калифорнийската версия на интегралната схема – за разлика от тексаската, засега само на хартия.
Междувременно в Далас
През септември 1958 г. Килби и неговите помощници направиха друго електронно устройство, полупроводников тригер, използвайки нов метод. Ръководството на Texas Instruments обаче не рекламира новото изобретение и не планира да го използва. Освен това компанията не бързаше с патентната заявка.
Въпреки това, на 28 януари 1959 г. в Далас има раздвижване: има слух, че конкурентната компания RCA е разработила свой собствен микрочип и е на път да го патентова. Информацията се оказа невярна, но предизвика безпокойство. Корпорацията се обърна към Stevens Davis Miller & Mosher, базирана във Вашингтон фирма за патентно право, и я инструктира да регистрира правата върху изобретението на Килби възможно най-бързо. Предвид особената важност на делото, самият Елсуърт Мошер, най-авторитетният патентен адвокат, се зае с него. За да подготви документация, той поиска електрическа схема на микрочип. По това време Килби вече осъзна, че е необходимо да се отърве от външното електрическо окабеляване и започна да разработва аналог на планарния процес (вече изобретен от Жан Ърни). Въпреки това, за да илюстрира заявката за патент, Килби предостави електрическа схема на един от първите чипове с висящи златни жици. Вярно, той отбеляза, че проводящите вериги могат да бъдат директно приложени към изолационно покритие, но той спря дотук. На 6 февруари Патентното ведомство регистрира заявката на Килби.
Патентни войни
Този на пръв поглед маловажен детайл беше предопределен да изиграе основна роля в патентната битка между Далас и Силиконовата долина. Fairchild Semiconductor Corporation пусна първия си оригинален продукт, транзистор с двойна дифузия, в началото на 1959 г. Нойс остави интегралната схема в резерв - тогава му се стори, че няма причина за бързане. В началото на март обаче той и колегите му научиха, че Texas Instruments Corporation скоро ще обяви разработването на интегрирани твърдотелни схеми. Така и стана – изобретението на Килби беше демонстрирано на 24 март в Ню Йорк по време на конгрес на Института на радиоинженерите. До този момент инженерите на Texas Instruments са произвели редица интегрални схеми без висящи проводници, които са представени на неговия щанд. Въпреки че не можеше да се желае по-подготвена публика, новостта, колкото и да е странно, не заинтересува особено никого. Дори професионалното списание Electronics го спомена само две седмици по-късно и то в един абзац.
Въпреки това в Калифорния веднага усетиха, че Fairchild Semiconductor е в реална опасност да загуби приоритет. Нойс беше наясно, че неговата оферта трябва да се различава значително от тази на конкурентите. Затова той и Ралс подчертават, че изобретението на Нойс прави излишно използването на външно окабеляване. Те не знаеха съдържанието на заявлението на Килби (Патентното ведомство на САЩ не разкрива информация на етапа на преглед на документите), но Нойс имаше основание да смята, че фирмата му изпреварва конкурентите на Тексас в тази част.
Последва десетгодишна съдебна битка. Адвокатите и от двете страни проявиха изтънчена хитрост и в крайна сметка победата отиде при Нойс. На 6 ноември 1969 г. Патентният и митнически апелативен съд го признава за единствения изобретател на микрочипа. Мошер обжалва пред Върховния съд на САЩ, но молбата му е отхвърлена.
Най-интересното е, че решението на съда практически не промени нищо. И професионалисти, и политици, и обществеността вече знаеха отлично, че това велико изобретение има двама пълни автори. И двамата получават за него Националния медал за наука (Килби през 1969 г., Нойс - през 1979 г.) и Националния медал за технологии (съответно през 1990 г. и 1987 г.). Освен това финансовите интереси и на двете фирми изобщо не пострадаха. Още през 1966 г. Texas Instruments и Fairchild Semiconductor признаха една на друга равни права върху интегралната схема (други фирми, които искаха да произвеждат микрочипове, трябваше да купуват лицензи от тях). Така че всъщност никой не се нуждаеше от дълги години съдебни спорове.
От ракети до калкулатор
Интегралните схеми бяха пуснати в масово производство в началото на 1961 г., когато се появи технологичната база за това. Те бяха първите пуснати в продажба (в шест версии) от Феърчайлд под името микрологични елементи. Няколко седмици по-късно на пазара се появиха микрочипове от Texas Instruments - по терминологията на корпорацията, твърдотелни схеми. Те бяха много скъпи (първоначално над $100) и следователно не бяха подходящи за потребителска електроника. През първите три години те бяха закупени само от федерални агенции, главно Пентагона и НАСА. Микрочиповете се превърнаха в основата на електрониката на междуконтиненталните ракети Minuteman II, балистичните ракети Polaris A2 и A3, изстреляни от подводници, бордовата авионика на нови бойни самолети - обаче не можете да преброите всичко. През ноември 1963 г. е изстрелян сателитът Explorer-18, първият космически кораб, пълен с микрочипове. Същата година в САЩ са продадени половин милион интегрални схеми, година по-късно - вече два милиона. Благодарение на увеличените производствени обеми средната цена на микрочип през 1964 г. пада до 18,50 долара. Струва си да си припомним, че тогава най-модерните интегрални схеми съдържаха не повече от шест дузини компоненти.
След това, през 1964 г., микрочиповете започват да се използват в потребителската електроника - те правят своя дебют в слуховия апарат Arcadia на Zenith Radio Corporation. Но истинският им триумф идва през пролетта на 1971 г., когато Texas Instruments пускат на пазара първия в света електронен калкулатор Pocketronic (интересното е, че се появява в магазините на 14 април, точно преди официалната дата за подаване на данъчна декларация). Екипът на Килби го е разработил четири години по-рано, отново поради трудностите на масовото производство. Тази играчка струваше 150 долара, тежеше повече от килограм, отпечатваше резултати на термочувствителна хартия (изобщо нямаше дисплей) и освен това беше обучена само на четири аритметични операции. Въпреки това Pocketronic има огромен успех - през 1972 г. продажбите му достигат пет милиона. И през ноември същата 1971 г. Intel Corporation, създадена от Нойс и Мур, които напуснаха Fairchild Corporation, представи първия в света универсален микропроцесор, известния Intel 4004, започвайки нова - компютърна - ера в историята на човешката цивилизация.
