ఈ చిప్ రాక చిప్ అభివృద్ధి గమనాన్ని మార్చివేసింది!
1970ల చివరలో, 8-బిట్ ప్రాసెసర్‌లు ఇప్పటికీ ఆ సమయంలో అత్యంత అధునాతన సాంకేతికతగా ఉన్నాయి మరియు సెమీకండక్టర్ రంగంలో CMOS ప్రక్రియలు ప్రతికూల స్థితిలో ఉన్నాయి. AT&T బెల్ ల్యాబ్స్‌లోని ఇంజనీర్లు భవిష్యత్తులోకి ఒక సాహసోపేతమైన అడుగు వేశారు, చిప్ పనితీరులో పోటీదారులను అధిగమించే ప్రయత్నంలో అత్యాధునిక 3.5-మైక్రాన్ CMOS తయారీ ప్రక్రియలను వినూత్నమైన 32-బిట్ ప్రాసెసర్ ఆర్కిటెక్చర్‌లతో కలిపారు, IBM మరియు ఇంటెల్‌లను అధిగమించారు.
వారి ఆవిష్కరణ అయిన బెల్మాక్-32 మైక్రోప్రాసెసర్, ఇంటెల్ 4004 (1971లో విడుదలైంది) వంటి మునుపటి ఉత్పత్తుల వాణిజ్య విజయాన్ని సాధించడంలో విఫలమైనప్పటికీ, దాని ప్రభావం చాలా గొప్పది. నేడు, దాదాపు అన్ని స్మార్ట్‌ఫోన్‌లు, ల్యాప్‌టాప్‌లు మరియు టాబ్లెట్‌లలోని చిప్‌లు బెల్మాక్-32 ద్వారా మార్గదర్శకత్వం వహించిన కాంప్లిమెంటరీ మెటల్-ఆక్సైడ్ సెమీకండక్టర్ (CMOS) సూత్రాలపై ఆధారపడతాయి.
1980లు సమీపిస్తున్నాయి, మరియు AT&T తనను తాను రూపాంతరం చెందడానికి ప్రయత్నిస్తోంది. దశాబ్దాలుగా, "మదర్ బెల్" అనే మారుపేరుతో పిలువబడే టెలికమ్యూనికేషన్ దిగ్గజం యునైటెడ్ స్టేట్స్‌లో వాయిస్ కమ్యూనికేషన్ వ్యాపారంలో ఆధిపత్యం చెలాయించింది మరియు దాని అనుబంధ సంస్థ వెస్ట్రన్ ఎలక్ట్రిక్ అమెరికన్ ఇళ్ళు మరియు కార్యాలయాలలో దాదాపు అన్ని సాధారణ టెలిఫోన్‌లను ఉత్పత్తి చేసింది. US ఫెడరల్ ప్రభుత్వం యాంటీట్రస్ట్ ప్రాతిపదికన AT&T వ్యాపారాన్ని విచ్ఛిన్నం చేయాలని కోరింది, కానీ AT&T కంప్యూటర్ రంగంలోకి ప్రవేశించే అవకాశాన్ని చూసింది.
కంప్యూటర్ కంపెనీలు ఇప్పటికే మార్కెట్లో బాగా స్థిరపడటంతో, AT&T దానిని అందుకోవడం కష్టమైంది; దాని వ్యూహం దూకడం, మరియు బెల్మాక్-32 దాని ఆయువుపట్టు.
బెల్మాక్-32 చిప్ కుటుంబానికి IEEE మైల్‌స్టోన్ అవార్డు లభించింది. ఈ సంవత్సరం ఆవిష్కరణ వేడుకలు న్యూజెర్సీలోని ముర్రే హిల్‌లోని నోకియా బెల్ ల్యాబ్స్ క్యాంపస్‌లో మరియు కాలిఫోర్నియాలోని మౌంటెన్ వ్యూలోని కంప్యూటర్ హిస్టరీ మ్యూజియంలో జరుగుతాయి.
ప్రత్యేకమైన చిప్
8-బిట్ చిప్‌ల పరిశ్రమ ప్రమాణాన్ని అనుసరించడానికి బదులుగా, AT&T కార్యనిర్వాహకులు బెల్ ల్యాబ్స్ ఇంజనీర్‌లను ఒక విప్లవాత్మక ఉత్పత్తిని అభివృద్ధి చేయమని సవాలు చేశారు: ఒకే క్లాక్ సైకిల్‌లో 32 బిట్‌ల డేటాను బదిలీ చేయగల మొదటి వాణిజ్య మైక్రోప్రాసెసర్. దీనికి కొత్త చిప్ మాత్రమే కాకుండా కొత్త ఆర్కిటెక్చర్ కూడా అవసరం - ఇది టెలికమ్యూనికేషన్స్ స్విచింగ్‌ను నిర్వహించగలదు మరియు భవిష్యత్ కంప్యూటింగ్ వ్యవస్థలకు వెన్నెముకగా ఉపయోగపడుతుంది.
"మేము కేవలం వేగవంతమైన చిప్‌ను నిర్మించడం లేదు" అని న్యూజెర్సీలోని బెల్ ల్యాబ్స్‌లోని హోమ్‌డెల్ సౌకర్యంలో ఆర్కిటెక్చర్ గ్రూపుకు నాయకత్వం వహిస్తున్న మైఖేల్ కాండ్రీ అన్నారు. "మేము వాయిస్ మరియు కంప్యూట్ రెండింటికీ మద్దతు ఇవ్వగల చిప్‌ను రూపొందించడానికి ప్రయత్నిస్తున్నాము."
ఆ సమయంలో, CMOS టెక్నాలజీని NMOS మరియు PMOS డిజైన్లకు ఆశాజనకంగా కానీ ప్రమాదకర ప్రత్యామ్నాయంగా భావించారు. NMOS చిప్‌లు పూర్తిగా N-టైప్ ట్రాన్సిస్టర్‌లపై ఆధారపడ్డాయి, అవి వేగంగా ఉంటాయి కానీ శక్తిని ఆకర్షిస్తాయి, అయితే PMOS చిప్‌లు ధనాత్మకంగా చార్జ్ చేయబడిన రంధ్రాల కదలికపై ఆధారపడ్డాయి, ఇది చాలా నెమ్మదిగా ఉంటుంది. CMOS శక్తిని ఆదా చేస్తూ వేగాన్ని పెంచే హైబ్రిడ్ డిజైన్‌ను ఉపయోగించింది. CMOS యొక్క ప్రయోజనాలు చాలా బలంగా ఉన్నాయి, పరిశ్రమ త్వరలోనే రెండు రెట్లు ఎక్కువ ట్రాన్సిస్టర్‌లు (ప్రతి గేటుకు NMOS మరియు PMOS) అవసరమైనప్పటికీ, అది విలువైనదని గ్రహించింది.
మూర్స్ లా వివరించిన సెమీకండక్టర్ టెక్నాలజీ వేగంగా అభివృద్ధి చెందడంతో, ట్రాన్సిస్టర్ సాంద్రతను రెట్టింపు చేసే ఖర్చు నిర్వహించదగినదిగా మరియు చివరికి చాలా తక్కువగా మారింది. అయితే, బెల్ ల్యాబ్స్ ఈ అధిక-రిస్క్ జూదం ప్రారంభించినప్పుడు, పెద్ద-స్థాయి CMOS తయారీ సాంకేతికత నిరూపించబడలేదు మరియు ఖర్చు సాపేక్షంగా ఎక్కువగా ఉంది.
ఇది బెల్ ల్యాబ్స్‌ను భయపెట్టలేదు. కంపెనీ ఇల్లినాయిస్‌లోని హోల్మ్‌డెల్, ముర్రే హిల్ మరియు నేపర్‌విల్లేలోని దాని క్యాంపస్‌ల నైపుణ్యాన్ని ఉపయోగించుకుంది మరియు సెమీకండక్టర్ ఇంజనీర్ల "కలల బృందాన్ని" సమీకరించింది. ఈ బృందంలో కాండ్రీ, చిప్ డిజైన్‌లో ఎదుగుతున్న స్టార్ స్టీవ్ కాన్, మరొక మైక్రోప్రాసెసర్ డిజైనర్ విక్టర్ హువాంగ్ మరియు AT&T బెల్ ల్యాబ్స్ నుండి డజన్ల కొద్దీ ఉద్యోగులు ఉన్నారు. వారు 1978లో కొత్త CMOS ప్రక్రియలో నైపుణ్యం సాధించడం మరియు మొదటి నుండి 32-బిట్ మైక్రోప్రాసెసర్‌ను నిర్మించడం ప్రారంభించారు.
డిజైన్ ఆర్కిటెక్చర్‌తో ప్రారంభించండి
కాండ్రీ మాజీ IEEE ఫెలో మరియు తరువాత ఇంటెల్ యొక్క చీఫ్ టెక్నాలజీ ఆఫీసర్‌గా పనిచేశారు. అతను నాయకత్వం వహించిన ఆర్కిటెక్చర్ బృందం Unix ఆపరేటింగ్ సిస్టమ్ మరియు C భాషకు స్థానికంగా మద్దతు ఇచ్చే వ్యవస్థను నిర్మించడానికి కట్టుబడి ఉంది. ఆ సమయంలో, Unix మరియు C భాష రెండూ ఇంకా శైశవ దశలోనే ఉన్నాయి, కానీ ఆధిపత్యం చెలాయించడం లక్ష్యంగా పెట్టుకున్నాయి. ఆ సమయంలో కిలోబైట్‌ల (KB) అత్యంత విలువైన మెమరీ పరిమితిని అధిగమించడానికి, వారు తక్కువ అమలు దశలు అవసరమయ్యే మరియు ఒక క్లాక్ సైకిల్‌లో పనులను పూర్తి చేయగల సంక్లిష్టమైన సూచనల సమితిని ప్రవేశపెట్టారు.
ఇంజనీర్లు వెర్సామాడ్యూల్ యూరోకార్డ్ (VME) సమాంతర బస్‌కు మద్దతు ఇచ్చే చిప్‌లను కూడా రూపొందించారు, ఇది పంపిణీ చేయబడిన కంప్యూటింగ్‌ను ప్రారంభిస్తుంది మరియు బహుళ నోడ్‌లు డేటాను సమాంతరంగా ప్రాసెస్ చేయడానికి అనుమతిస్తుంది. VME-అనుకూల చిప్‌లు కూడా వాటిని నిజ-సమయ నియంత్రణ కోసం ఉపయోగించుకునేలా చేస్తాయి.
ఆ బృందం దాని స్వంత యునిక్స్ వెర్షన్‌ను రాసింది మరియు పారిశ్రామిక ఆటోమేషన్ మరియు ఇలాంటి అప్లికేషన్‌లతో అనుకూలతను నిర్ధారించడానికి దానికి నిజ-సమయ సామర్థ్యాలను ఇచ్చింది. బెల్ ల్యాబ్స్ ఇంజనీర్లు డొమినో లాజిక్‌ను కూడా కనుగొన్నారు, ఇది సంక్లిష్టమైన లాజిక్ గేట్‌లలో ఆలస్యాన్ని తగ్గించడం ద్వారా ప్రాసెసింగ్ వేగాన్ని పెంచింది.
జెన్-హ్సున్ హువాంగ్ నేతృత్వంలోని సంక్లిష్టమైన మల్టీ-చిప్ వెరిఫికేషన్ మరియు టెస్ట్ ప్రాజెక్ట్ అయిన బెల్మాక్-32 మాడ్యూల్‌తో అదనపు పరీక్ష మరియు ధృవీకరణ పద్ధతులు అభివృద్ధి చేయబడ్డాయి మరియు ప్రవేశపెట్టబడ్డాయి, ఇది సంక్లిష్ట చిప్ తయారీలో సున్నా లేదా దాదాపు సున్నా లోపాలను సాధించింది. ఇది ప్రపంచంలోనే అతిపెద్ద స్థాయి ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్ (VLSI) పరీక్షలో మొదటిది. బెల్ ల్యాబ్స్ ఇంజనీర్లు ఒక క్రమబద్ధమైన ప్రణాళికను అభివృద్ధి చేశారు, వారి సహోద్యోగుల పనిని పదేపదే తనిఖీ చేశారు మరియు చివరికి బహుళ చిప్ కుటుంబాలలో సజావుగా సహకారాన్ని సాధించారు, ఇది పూర్తి మైక్రోకంప్యూటర్ వ్యవస్థలో ముగిసింది.
తరువాత అత్యంత సవాలుతో కూడిన భాగం వస్తుంది: చిప్ యొక్క వాస్తవ తయారీ.
"ఆ సమయంలో, లేఅవుట్, పరీక్ష మరియు అధిక-దిగుబడి తయారీ సాంకేతికతలు చాలా తక్కువగా ఉండేవి" అని కాంగ్ గుర్తుచేసుకున్నాడు, తరువాత అతను కొరియా అడ్వాన్స్‌డ్ ఇన్స్టిట్యూట్ ఆఫ్ సైన్స్ అండ్ టెక్నాలజీ (KAIST) అధ్యక్షుడిగా మరియు IEEE ఫెలోగా మారాడు. పూర్తి-చిప్ ధృవీకరణ కోసం CAD సాధనాలు లేకపోవడం వల్ల బృందం భారీ కాల్‌కాంప్ డ్రాయింగ్‌లను ముద్రించాల్సి వచ్చిందని అతను గమనించాడు. కావలసిన అవుట్‌పుట్‌ను ఇవ్వడానికి ట్రాన్సిస్టర్‌లు, వైర్లు మరియు ఇంటర్‌కనెక్ట్‌లను చిప్‌లో ఎలా అమర్చాలో ఈ స్కీమాటిక్‌లు చూపిస్తున్నాయి. బృందం వాటిని టేప్‌తో నేలపై సమీకరించింది, ఒక వైపు 6 మీటర్ల కంటే ఎక్కువ పెద్ద చతురస్రాకార డ్రాయింగ్‌ను రూపొందించింది. కాంగ్ మరియు అతని సహచరులు ప్రతి సర్క్యూట్‌ను రంగు పెన్సిల్‌లలో చేతితో గీసారు, విరిగిన కనెక్షన్‌లు మరియు అతివ్యాప్తి చెందుతున్న లేదా సరిగ్గా నిర్వహించబడని ఇంటర్‌కనెక్ట్‌ల కోసం వెతుకుతున్నారు.
భౌతిక రూపకల్పన పూర్తయిన తర్వాత, బృందం మరో సవాలును ఎదుర్కొంది: తయారీ. చిప్‌లను పెన్సిల్వేనియాలోని అల్లెంటౌన్‌లోని వెస్ట్రన్ ఎలక్ట్రిక్ ప్లాంట్‌లో ఉత్పత్తి చేశారు, కానీ దిగుబడి రేటు (పనితీరు మరియు నాణ్యతా ప్రమాణాలకు అనుగుణంగా ఉన్న వేఫర్‌పై ఉన్న చిప్‌ల శాతం) చాలా తక్కువగా ఉందని కాంగ్ గుర్తుచేసుకున్నాడు.
దీనిని పరిష్కరించడానికి, కాంగ్ మరియు అతని సహచరులు ప్రతిరోజూ న్యూజెర్సీ నుండి ప్లాంట్‌కు కారులో వెళ్లి, తమ చేతులను చుట్టుకుని, అవసరమైనవన్నీ చేశారు, ఫ్లోర్‌లను ఊడ్చడం మరియు పరీక్షా పరికరాలను క్రమాంకనం చేయడం వంటివి చేస్తూ, స్నేహాన్ని పెంపొందించడానికి మరియు ప్లాంట్ ఇప్పటివరకు ఉత్పత్తి చేయడానికి ప్రయత్నించిన అత్యంత సంక్లిష్టమైన ఉత్పత్తిని వాస్తవానికి అక్కడే తయారు చేయవచ్చని అందరినీ ఒప్పించారు.
"టీమ్-బిల్డింగ్ ప్రక్రియ సజావుగా సాగింది" అని కాంగ్ అన్నారు. "కొన్ని నెలల తర్వాత, వెస్ట్రన్ ఎలక్ట్రిక్ డిమాండ్‌ను మించిన పరిమాణంలో అధిక-నాణ్యత చిప్‌లను ఉత్పత్తి చేయగలిగింది."
బెల్మాక్-32 యొక్క మొదటి వెర్షన్ 1980లో విడుదలైంది, కానీ అది అంచనాలను అందుకోలేకపోయింది. దాని పనితీరు లక్ష్య ఫ్రీక్వెన్సీ 4 MHz కాదు, 2 MHz మాత్రమే. ఆ సమయంలో వారు ఉపయోగిస్తున్న అత్యాధునిక టకేడా రికెన్ పరీక్షా పరికరాలు లోపభూయిష్టంగా ఉన్నాయని, ప్రోబ్ మరియు టెస్ట్ హెడ్ మధ్య ట్రాన్స్‌మిషన్ లైన్ ప్రభావాలు సరికాని కొలతలకు కారణమయ్యాయని ఇంజనీర్లు కనుగొన్నారు. కొలత లోపాలను సరిచేయడానికి ఒక దిద్దుబాటు పట్టికను అభివృద్ధి చేయడానికి వారు టకేడా రికెన్ బృందంతో కలిసి పనిచేశారు.
రెండవ తరం బెల్మాక్ చిప్‌లు 6.2 MHz కంటే ఎక్కువ క్లాక్ స్పీడ్‌లను కలిగి ఉన్నాయి, కొన్నిసార్లు 9 MHz వరకు కూడా ఉన్నాయి. ఆ సమయంలో ఇది చాలా వేగంగా పరిగణించబడింది. 1981లో IBM తన మొదటి PCలో విడుదల చేసిన 16-బిట్ ఇంటెల్ 8088 ప్రాసెసర్ క్లాక్ స్పీడ్‌ను కేవలం 4.77 MHz మాత్రమే కలిగి ఉంది.
బెల్మాక్-32 ఎందుకు చేసింది'ప్రధాన స్రవంతిలోకి రావద్దు
బెల్మాక్-32 టెక్నాలజీకి హామీ ఇచ్చినప్పటికీ, అది విస్తృతంగా వాణిజ్యపరంగా స్వీకరించబడలేదు. కాండ్రీ ప్రకారం, AT&T 1980ల చివరలో పరికరాల తయారీ సంస్థ NCR వైపు దృష్టి సారించింది మరియు తరువాత కొనుగోళ్ల వైపు మళ్లింది, దీని అర్థం కంపెనీ వివిధ చిప్ ఉత్పత్తి శ్రేణులకు మద్దతు ఇవ్వాలని ఎంచుకుంది. అప్పటికి, బెల్మాక్-32 ప్రభావం పెరగడం ప్రారంభమైంది.
"బెల్మాక్-32 కంటే ముందు, NMOS మార్కెట్‌ను ఆధిపత్యం చేసింది" అని కాండ్రీ అన్నారు. "కానీ CMOS దానిని ఫ్యాబ్‌లో అమలు చేయడానికి మరింత సమర్థవంతమైన మార్గంగా నిరూపించబడినందున అది భూభాగాన్ని మార్చింది."
కాలక్రమేణా, ఈ సాక్షాత్కారం సెమీకండక్టర్ పరిశ్రమను పునర్నిర్మించింది. CMOS ఆధునిక మైక్రోప్రాసెసర్‌లకు ఆధారం అవుతుంది, డెస్క్‌టాప్ కంప్యూటర్లు మరియు స్మార్ట్‌ఫోన్‌ల వంటి పరికరాల్లో డిజిటల్ విప్లవానికి శక్తినిస్తుంది.
బెల్ ల్యాబ్స్ యొక్క సాహసోపేతమైన ప్రయోగం - పరీక్షించబడని తయారీ ప్రక్రియను ఉపయోగించి మరియు మొత్తం తరం చిప్ ఆర్కిటెక్చర్‌ను విస్తరించింది - సాంకేతిక చరిత్రలో ఒక మైలురాయి.
ప్రొఫెసర్ కాంగ్ చెప్పినట్లుగా: “సాధ్యమైన దానిలో మేము ముందంజలో ఉన్నాము. మేము ఉన్న మార్గాన్ని అనుసరించడమే కాదు, కొత్త బాటను వెలిగిస్తున్నాము.” తరువాత సింగపూర్ ఇన్స్టిట్యూట్ ఆఫ్ మైక్రోఎలక్ట్రానిక్స్ డిప్యూటీ డైరెక్టర్ అయ్యాడు మరియు IEEE ఫెలో కూడా అయిన ప్రొఫెసర్ హువాంగ్ ఇలా జతచేస్తున్నారు: “ఇందులో చిప్ ఆర్కిటెక్చర్ మరియు డిజైన్ మాత్రమే కాకుండా, నేటి డిజిటల్ సిమ్యులేషన్ సాధనాలు లేదా బ్రెడ్‌బోర్డులు లేకుండా CAD ఉపయోగించి పెద్ద ఎత్తున చిప్ ధృవీకరణ కూడా ఉంది (సర్క్యూట్ భాగాలు శాశ్వతంగా కలిసి కనెక్ట్ అయ్యే ముందు చిప్‌లను ఉపయోగించి ఎలక్ట్రానిక్ సిస్టమ్ యొక్క సర్క్యూట్ డిజైన్‌ను తనిఖీ చేసే ప్రామాణిక మార్గం). ”
కాండ్రీ, కాంగ్ మరియు హువాంగ్ ఆ సమయాన్ని ప్రేమగా గుర్తుచేసుకుంటారు మరియు బెల్మాక్-32 చిప్ కుటుంబాన్ని సాధ్యం చేసిన అనేక మంది AT&T ఉద్యోగుల నైపుణ్యం మరియు అంకితభావాన్ని ప్రశంసిస్తారు.
పోస్ట్ సమయం: మే-19-2025