ការមកដល់នៃបន្ទះឈីបនេះបានផ្លាស់ប្តូរដំណើរនៃការអភិវឌ្ឍបន្ទះឈីប!
នៅចុងទសវត្សរ៍ឆ្នាំ 1970 ប្រព័ន្ធដំណើរការ 8 ប៊ីតនៅតែជាបច្ចេកវិទ្យាទំនើបបំផុតនៅពេលនោះ ហើយដំណើរការ CMOS ស្ថិតក្នុងស្ថានភាពមិនអំណោយផលនៅក្នុងវិស័យឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិក។ វិស្វករនៅ AT&T Bell Labs បានបោះជំហានទៅមុខយ៉ាងក្លាហាន ដោយរួមបញ្ចូលគ្នានូវដំណើរការផលិត CMOS ទំហំ 3.5 មីក្រូនដ៏ទំនើបជាមួយនឹងស្ថាបត្យកម្មប្រព័ន្ធដំណើរការ 32 ប៊ីតប្រកបដោយភាពច្នៃប្រឌិត ក្នុងកិច្ចខិតខំប្រឹងប្រែងដើម្បីយកឈ្នះដៃគូប្រកួតប្រជែងក្នុងដំណើរការបន្ទះឈីប ដោយវ៉ាដាច់ IBM និង Intel។
ទោះបីជាការច្នៃប្រឌិតរបស់ពួកគេ គឺមីក្រូប្រូសេសស័រ Bellmac-32 មិនបានជោគជ័យផ្នែកពាណិជ្ជកម្មដូចផលិតផលមុនៗដូចជា Intel 4004 (ចេញផ្សាយក្នុងឆ្នាំ 1971) ក៏ដោយ ក៏ឥទ្ធិពលរបស់វាគឺជ្រាលជ្រៅ។ សព្វថ្ងៃនេះ បន្ទះឈីបនៅក្នុងស្មាតហ្វូន កុំព្យូទ័រយួរដៃ និងថេប្លេតស្ទើរតែទាំងអស់ពឹងផ្អែកលើគោលការណ៍ស៊ីមីកុងដុកទ័រលោហៈ-អុកស៊ីដបំពេញបន្ថែម (CMOS) ដែលបង្កើតឡើងដោយ Bellmac-32។
ទសវត្សរ៍ឆ្នាំ 1980 កាន់តែខិតជិតមកដល់ ហើយក្រុមហ៊ុន AT&T កំពុងព្យាយាមផ្លាស់ប្តូរខ្លួនឯង។ អស់រយៈពេលជាច្រើនទសវត្សរ៍មកហើយ ក្រុមហ៊ុនទូរគមនាគមន៍យក្សដែលមានរហស្សនាមថា "Mother Bell" បានគ្របដណ្ដប់លើអាជីវកម្មទំនាក់ទំនងសំឡេងនៅសហរដ្ឋអាមេរិក ហើយក្រុមហ៊ុនបុត្រសម្ព័ន្ធរបស់ខ្លួនគឺក្រុមហ៊ុន Western Electric បានផលិតទូរស័ព្ទស្ទើរតែទាំងអស់នៅក្នុងផ្ទះ និងការិយាល័យរបស់អាមេរិក។ រដ្ឋាភិបាលសហព័ន្ធសហរដ្ឋអាមេរិកបានជំរុញឱ្យមានការបំបែកអាជីវកម្មរបស់ AT&T ដោយផ្អែកលើមូលដ្ឋានប្រឆាំងនឹងការផ្តាច់មុខ ប៉ុន្តែ AT&T បានឃើញឱកាសមួយដើម្បីចូលទៅក្នុងវិស័យកុំព្យូទ័រ។
ដោយសារក្រុមហ៊ុនកុំព្យូទ័រមានកេរ្តិ៍ឈ្មោះល្អរួចហើយនៅក្នុងទីផ្សារ ក្រុមហ៊ុន AT&T ពិបាកនឹងតាមទាន់ណាស់។ យុទ្ធសាស្ត្ររបស់ខ្លួនគឺលោតផ្លោះ ហើយ Bellmac-32 គឺជាចំណុចចាប់ផ្តើមរបស់ខ្លួន។
បន្ទះឈីប Bellmac-32 ត្រូវបានផ្តល់កិត្តិយសជាមួយនឹងពានរង្វាន់ IEEE Milestone Award។ ពិធីបង្ហាញនឹងត្រូវបានធ្វើឡើងនៅឆ្នាំនេះនៅឯបរិវេណ Nokia Bell Labs ក្នុងទីក្រុង Murray Hill រដ្ឋ New Jersey និងនៅសារមន្ទីរប្រវត្តិសាស្ត្រកុំព្យូទ័រក្នុងទីក្រុង Mountain View រដ្ឋ California។
បន្ទះឈីបតែមួយគត់
ជំនួសឲ្យការអនុវត្តតាមស្តង់ដារឧស្សាហកម្មនៃបន្ទះឈីប 8 ប៊ីត នាយកប្រតិបត្តិរបស់ AT&T បានប្រកួតប្រជែងជាមួយវិស្វកររបស់ Bell Labs ឲ្យបង្កើតផលិតផលបដិវត្តន៍មួយ៖ គឺមីក្រូប្រូសេសស័រពាណិជ្ជកម្មដំបូងគេដែលមានសមត្ថភាពផ្ទេរទិន្នន័យ 32 ប៊ីតក្នុងវដ្តនាឡិកាតែមួយ។ នេះមិនត្រឹមតែទាមទារបន្ទះឈីបថ្មីប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែថែមទាំងស្ថាបត្យកម្មថ្មីមួយផងដែរ ដែលអាចគ្រប់គ្រងការប្តូរទូរគមនាគមន៍ និងបម្រើជាឆ្អឹងខ្នងនៃប្រព័ន្ធកុំព្យូទ័រនាពេលអនាគត។
លោក Michael Condry ដែលដឹកនាំក្រុមស្ថាបត្យកម្មនៅរោងចក្រ Bell Labs' Holmdel រដ្ឋ New Jersey បាននិយាយថា "យើងមិនត្រឹមតែកំពុងសាងសង់បន្ទះឈីបលឿនជាងមុននោះទេ"។ "យើងកំពុងព្យាយាមរចនាបន្ទះឈីបមួយដែលអាចគាំទ្រទាំងសំឡេង និងការគណនា"។
នៅពេលនោះ បច្ចេកវិទ្យា CMOS ត្រូវបានគេមើលឃើញថាជាជម្រើសដ៏ជោគជ័យ ប៉ុន្តែមានហានិភ័យជំនួសឲ្យការរចនា NMOS និង PMOS។ បន្ទះឈីប NMOS ពឹងផ្អែកទាំងស្រុងលើត្រង់ស៊ីស្ទ័រប្រភេទ N ដែលមានល្បឿនលឿន ប៉ុន្តែប្រើប្រាស់ថាមពលច្រើន ខណៈដែលបន្ទះឈីប PMOS ពឹងផ្អែកលើចលនានៃរន្ធដែលមានបន្ទុកវិជ្ជមាន ដែលយឺតពេក។ CMOS បានប្រើការរចនាបែបកូនកាត់ដែលបង្កើនល្បឿន ខណៈពេលដែលសន្សំសំចៃថាមពល។ គុណសម្បត្តិរបស់ CMOS គឺគួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍ខ្លាំងណាស់ ដែលឧស្សាហកម្មនេះបានដឹងភ្លាមៗថា ទោះបីជាវាត្រូវការត្រង់ស៊ីស្ទ័រទ្វេដង (NMOS និង PMOS សម្រាប់ច្រកទ្វារនីមួយៗ) ក៏ដោយ វាមានតម្លៃណាស់។
ជាមួយនឹងការអភិវឌ្ឍយ៉ាងឆាប់រហ័សនៃបច្ចេកវិទ្យាស៊ីមីកុងដុកទ័រដែលបានពិពណ៌នាដោយច្បាប់របស់ Moore ថ្លៃដើមនៃការបង្កើនដង់ស៊ីតេត្រង់ស៊ីស្ទ័រទ្វេដងបានក្លាយជាអាចគ្រប់គ្រងបាន ហើយនៅទីបំផុតមិនអាចមើលរំលងបាន។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ នៅពេលដែល Bell Labs បានចាប់ផ្តើមការភ្នាល់ដែលមានហានិភ័យខ្ពស់នេះ បច្ចេកវិទ្យាផលិត CMOS ទ្រង់ទ្រាយធំមិនទាន់ត្រូវបានបញ្ជាក់ឱ្យឃើញនៅឡើយទេ ហើយថ្លៃដើមគឺខ្ពស់។
នេះមិនបានធ្វើឱ្យ Bell Labs ភ័យខ្លាចទេ។ ក្រុមហ៊ុននេះបានទាញយកជំនាញពីបរិវេណសាលារបស់ខ្លួននៅ Holmdel, Murray Hill និង Naperville រដ្ឋ Illinois ហើយបានប្រមូលផ្តុំ "ក្រុមសុបិន" នៃវិស្វករស៊ីមីកុងដុកទ័រ។ ក្រុមនេះរួមមាន Condrey, Steve Conn ដែលជាតារារះថ្មីក្នុងការរចនាបន្ទះឈីប, Victor Huang ដែលជាអ្នករចនាមីក្រូប្រូសេសស័រម្នាក់ទៀត និងបុគ្គលិករាប់សិបនាក់មកពី AT&T Bell Labs។ ពួកគេបានចាប់ផ្តើមធ្វើជាម្ចាស់លើដំណើរការ CMOS ថ្មីមួយនៅឆ្នាំ 1978 និងបង្កើតមីក្រូប្រូសេសស័រ 32 ប៊ីតពីដំបូង។
ចាប់ផ្តើមជាមួយនឹងការរចនាស្ថាបត្យកម្ម
លោក Condrey ធ្លាប់ជាអតីតសមាជិក IEEE Fellow ហើយក្រោយមកបានបម្រើការជាប្រធានផ្នែកបច្ចេកវិទ្យារបស់ Intel។ ក្រុមស្ថាបត្យកម្មដែលលោកដឹកនាំបានប្តេជ្ញាចិត្តក្នុងការបង្កើតប្រព័ន្ធមួយដែលគាំទ្រប្រព័ន្ធប្រតិបត្តិការ Unix និងភាសា C។ នៅពេលនោះ ទាំង Unix និងភាសា C នៅតែស្ថិតក្នុងដំណាក់កាលដំបូងរបស់ពួកគេ ប៉ុន្តែត្រូវបានកំណត់ឱ្យមានឥទ្ធិពល។ ដើម្បីបំបែកដែនកំណត់អង្គចងចាំដ៏មានតម្លៃបំផុតនៃគីឡូបៃ (KB) នៅពេលនោះ ពួកគេបានណែនាំសំណុំការណែនាំស្មុគស្មាញដែលត្រូវការជំហានប្រតិបត្តិតិចជាងមុន និងអាចបំពេញភារកិច្ចក្នុងរយៈពេលមួយវដ្តនាឡិកា។
វិស្វករក៏បានរចនាបន្ទះឈីបដែលគាំទ្រឡានក្រុងប៉ារ៉ាឡែល VersaModule Eurocard (VME) ដែលអាចឱ្យការគណនាចែកចាយ និងអនុញ្ញាតឱ្យណូតច្រើនដំណើរការទិន្នន័យស្របគ្នា។ បន្ទះឈីបដែលឆបគ្នាជាមួយ VME ក៏អនុញ្ញាតឱ្យពួកវាត្រូវបានប្រើសម្រាប់ការគ្រប់គ្រងពេលវេលាជាក់ស្តែងផងដែរ។
ក្រុមនេះបានសរសេរកំណែផ្ទាល់ខ្លួនរបស់ Unix ហើយបានផ្តល់ឱ្យវានូវសមត្ថភាពពេលវេលាជាក់ស្តែងដើម្បីធានាបាននូវភាពឆបគ្នាជាមួយស្វ័យប្រវត្តិកម្មឧស្សាហកម្ម និងកម្មវិធីស្រដៀងគ្នា។ វិស្វករ Bell Labs ក៏បានបង្កើតតក្កវិជ្ជាដូមីណូ ដែលបង្កើនល្បឿនដំណើរការដោយកាត់បន្ថយការពន្យារពេលនៅក្នុងច្រកតក្កវិជ្ជាស្មុគស្មាញ។
បច្ចេកទេសសាកល្បង និងផ្ទៀងផ្ទាត់បន្ថែមត្រូវបានបង្កើត និងណែនាំជាមួយម៉ូឌុល Bellmac-32 ដែលជាគម្រោងផ្ទៀងផ្ទាត់ និងសាកល្បងបន្ទះឈីបច្រើនស្មុគស្មាញដែលដឹកនាំដោយ Jen-Hsun Huang ដែលសម្រេចបាននូវពិការភាពសូន្យ ឬជិតសូន្យក្នុងការផលិតបន្ទះឈីបស្មុគស្មាញ។ នេះជាលើកដំបូងនៅក្នុងពិភពលោកនៃការធ្វើតេស្តសៀគ្វីរួមបញ្ចូលគ្នាទ្រង់ទ្រាយធំ (VLSI)។ វិស្វករ Bell Labs បានបង្កើតផែនការជាប្រព័ន្ធ ត្រួតពិនិត្យការងាររបស់មិត្តរួមការងាររបស់ពួកគេម្តងហើយម្តងទៀត ហើយទីបំផុតសម្រេចបាននូវកិច្ចសហការយ៉ាងរលូននៅទូទាំងក្រុមគ្រួសារបន្ទះឈីបច្រើន ដែលឈានដល់កម្រិតកំពូលនៅក្នុងប្រព័ន្ធមីក្រូកុំព្យូទ័រពេញលេញ។
បន្ទាប់មកគឺជាផ្នែកដែលពិបាកបំផុត៖ ការផលិតបន្ទះឈីបពិតប្រាកដ។
«នៅពេលនោះ ប្លង់ ការធ្វើតេស្ត និងបច្ចេកវិទ្យាផលិតកម្មដែលមានទិន្នផលខ្ពស់គឺកម្រមានណាស់» លោក Kang ដែលក្រោយមកបានក្លាយជាប្រធានវិទ្យាស្ថានវិទ្យាសាស្ត្រ និងបច្ចេកវិទ្យាជឿនលឿនកូរ៉េ (KAIST) និងជាសមាជិកនៃ IEEE បានរំលឹកឡើងវិញ។ លោកកត់សម្គាល់ថា កង្វះឧបករណ៍ CAD សម្រាប់ការផ្ទៀងផ្ទាត់បន្ទះឈីបពេញលេញបានបង្ខំឱ្យក្រុមបោះពុម្ពគំនូរ Calcomp ដែលមានទំហំធំ។ គ្រោងការណ៍ទាំងនេះបង្ហាញពីរបៀបដែលត្រង់ស៊ីស្ទ័រ ខ្សែភ្លើង និងចំណុចភ្ជាប់គួរតែត្រូវបានរៀបចំនៅក្នុងបន្ទះឈីបដើម្បីផ្តល់ទិន្នផលដែលចង់បាន។ ក្រុមបានដំឡើងវានៅលើឥដ្ឋជាមួយនឹងកាសែត បង្កើតជាការ៉េដ៏ធំមួយដែលគូរលើសពី 6 ម៉ែត្រនៅម្ខាង។ លោក Kang និងសហការីរបស់គាត់បានគូរសៀគ្វីនីមួយៗដោយដៃដោយប្រើខ្មៅដៃពណ៌ ដោយស្វែងរកការតភ្ជាប់ដែលខូច និងការតភ្ជាប់ដែលត្រួតស៊ីគ្នា ឬមិនបានដោះស្រាយត្រឹមត្រូវ។
នៅពេលដែលការរចនារូបវន្តត្រូវបានបញ្ចប់ ក្រុមការងារបានប្រឈមមុខនឹងបញ្ហាប្រឈមមួយទៀត គឺការផលិត។ បន្ទះឈីបទាំងនេះត្រូវបានផលិតនៅរោងចក្រ Western Electric ក្នុងទីក្រុង Allentown រដ្ឋ Pennsylvania ប៉ុន្តែលោក Kang រំលឹកថាអត្រាទិន្នផល (ភាគរយនៃបន្ទះឈីបនៅលើបន្ទះសៀគ្វីដែលបំពេញតាមស្តង់ដារដំណើរការ និងគុណភាព) គឺទាបណាស់។
ដើម្បីដោះស្រាយបញ្ហានេះ លោក Kang និងសហការីរបស់គាត់បានបើកឡានទៅរោងចក្រពីរដ្ឋ New Jersey ជារៀងរាល់ថ្ងៃ រួបដៃអាវរបស់ពួកគេ ហើយធ្វើអ្វីគ្រប់យ៉ាងដែលចាំបាច់ រួមទាំងការបោសសម្អាតកម្រាលឥដ្ឋ និងការក្រិតតាមខ្នាតឧបករណ៍សាកល្បង ដើម្បីបង្កើតមិត្តភាព និងបញ្ចុះបញ្ចូលមនុស្សគ្រប់គ្នាថា ផលិតផលស្មុគស្មាញបំផុតដែលរោងចក្រធ្លាប់ព្យាយាមផលិតអាចត្រូវបានផលិតនៅទីនោះ។
លោក Kang បានមានប្រសាសន៍ថា «ដំណើរការកសាងក្រុមបានដំណើរការទៅយ៉ាងរលូន។ បន្ទាប់ពីពីរបីខែ ក្រុមហ៊ុន Western Electric អាចផលិតបន្ទះឈីបដែលមានគុណភាពខ្ពស់ក្នុងបរិមាណលើសពីតម្រូវការ»។
កំណែដំបូងនៃ Bellmac-32 ត្រូវបានចេញផ្សាយនៅឆ្នាំ 1980 ប៉ុន្តែវាមិនបានសម្រេចតាមការរំពឹងទុកនោះទេ។ ប្រេកង់គោលដៅដំណើរការរបស់វាគឺត្រឹមតែ 2 MHz ប៉ុណ្ណោះ មិនមែន 4 MHz ទេ។ វិស្វករបានរកឃើញថា ឧបករណ៍ធ្វើតេស្ត Takeda Riken ទំនើបបំផុតដែលពួកគេកំពុងប្រើប្រាស់នៅពេលនោះមានបញ្ហា ដោយផលប៉ះពាល់នៃខ្សែបញ្ជូនរវាងឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា និងក្បាលធ្វើតេស្តបណ្តាលឱ្យមានការវាស់វែងមិនត្រឹមត្រូវ។ ពួកគេបានធ្វើការជាមួយក្រុម Takeda Riken ដើម្បីបង្កើតតារាងកែតម្រូវដើម្បីកែតម្រូវកំហុសវាស់វែង។
បន្ទះឈីប Bellmac ជំនាន់ទីពីរមានល្បឿននាឡិកាលើសពី 6.2 MHz ជួនកាលខ្ពស់ដល់ 9 MHz។ នេះត្រូវបានចាត់ទុកថាលឿនណាស់នៅពេលនោះ។ ប្រព័ន្ធដំណើរការ Intel 8088 ទំហំ 16 ប៊ីត ដែល IBM បានចេញផ្សាយនៅក្នុងកុំព្យូទ័រដំបូងរបស់ខ្លួនក្នុងឆ្នាំ 1981 មានល្បឿននាឡិកាត្រឹមតែ 4.77 MHz ប៉ុណ្ណោះ។
ហេតុអ្វីបានជា Bellmac-32 មិនធ្វើ'មិនក្លាយជាចរន្តសំខាន់
បើទោះបីជាមានការសន្យាក៏ដោយ បច្ចេកវិទ្យា Bellmac-32 មិនទទួលបានការអនុម័តពាណិជ្ជកម្មយ៉ាងទូលំទូលាយនោះទេ។ យោងតាមលោក Condrey ក្រុមហ៊ុន AT&T បានចាប់ផ្តើមសម្លឹងមើលក្រុមហ៊ុនផលិតឧបករណ៍ NCR នៅចុងទសវត្សរ៍ឆ្នាំ 1980 ហើយក្រោយមកបានងាកទៅរកការទិញយក ដែលមានន័យថាក្រុមហ៊ុនបានជ្រើសរើសគាំទ្រខ្សែផលិតផលបន្ទះឈីបផ្សេងៗគ្នា។ នៅពេលនោះ ឥទ្ធិពលរបស់ Bellmac-32 បានចាប់ផ្តើមកើនឡើង។
លោក Condry បានមានប្រសាសន៍ថា “មុនពេល Bellmac-32 ប្រព័ន្ធ NMOS បានគ្របដណ្ដប់លើទីផ្សារ”។ “ប៉ុន្តែ CMOS បានផ្លាស់ប្តូរទេសភាព ពីព្រោះវាបានបង្ហាញថាជាមធ្យោបាយដ៏មានប្រសិទ្ធភាពជាងមុនក្នុងការអនុវត្តវានៅក្នុងរោងចក្រ”។
យូរៗទៅ ការសម្រេចបាននេះបានផ្លាស់ប្តូររូបរាងឧស្សាហកម្មស៊ីមីកុងដុកទ័រ។ CMOS នឹងក្លាយជាមូលដ្ឋានសម្រាប់មីក្រូប្រូសេសស័រទំនើបៗ ដែលជំរុញបដិវត្តន៍ឌីជីថលនៅក្នុងឧបករណ៍ដូចជាកុំព្យូទ័រលើតុ និងស្មាតហ្វូន។
ការពិសោធន៍ដិតដល់របស់ Bell Labs — ដោយប្រើប្រាស់ដំណើរការផលិតដែលមិនទាន់បានសាកល្បង និងគ្របដណ្តប់លើស្ថាបត្យកម្មបន្ទះឈីបមួយជំនាន់ទាំងមូល — គឺជាព្រឹត្តិការណ៍សំខាន់មួយនៅក្នុងប្រវត្តិសាស្ត្របច្ចេកវិទ្យា។
ដូចដែលសាស្ត្រាចារ្យ កាង បានលើកឡើងថា៖ «យើងស្ថិតនៅជួរមុខនៃអ្វីដែលអាចធ្វើទៅបាន។ យើងមិនត្រឹមតែដើរតាមមាគ៌ាដែលមានស្រាប់នោះទេ យើងកំពុងបើកផ្លូវថ្មីមួយ»។ សាស្ត្រាចារ្យ ហួង ដែលក្រោយមកបានក្លាយជាអនុប្រធានវិទ្យាស្ថានមីក្រូអេឡិចត្រូនិចសិង្ហបុរី និងក៏ជា IEEE Fellow ផងដែរ បានបន្ថែមថា៖ «នេះមិនត្រឹមតែរួមបញ្ចូលស្ថាបត្យកម្ម និងការរចនាបន្ទះឈីបប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែថែមទាំងការផ្ទៀងផ្ទាត់បន្ទះឈីបទ្រង់ទ្រាយធំផងដែរ - ដោយប្រើ CAD ប៉ុន្តែដោយគ្មានឧបករណ៍ក្លែងធ្វើឌីជីថលសព្វថ្ងៃនេះ ឬសូម្បីតែ breadboards (វិធីស្តង់ដារមួយដើម្បីពិនិត្យមើលការរចនាសៀគ្វីនៃប្រព័ន្ធអេឡិចត្រូនិចដោយប្រើបន្ទះឈីបមុនពេលសមាសធាតុសៀគ្វីត្រូវបានភ្ជាប់ជាមួយគ្នាជាអចិន្ត្រៃយ៍)។
លោក Condry, លោក Kang និងលោក Huang បានរំលឹកឡើងវិញនូវពេលវេលានោះដោយក្តីស្រលាញ់ និងសម្តែងការកោតសរសើរចំពោះជំនាញ និងការលះបង់របស់បុគ្គលិក AT&T ជាច្រើនដែលកិច្ចខិតខំប្រឹងប្រែងរបស់ពួកគេបានធ្វើឱ្យបន្ទះឈីប Bellmac-32 អាចធ្វើទៅបាន។
ពេលវេលាបង្ហោះ៖ ថ្ងៃទី ១៩ ខែឧសភា ឆ្នាំ ២០២៥