И в компьютерах второго поколения от электронных ламп вообще отказались. В 1947 году был изобретен транзистор – миниатюрное многослойное устройство из твердых материалов. Транзистор был размером не больше ногтя, но выполнял все функции электронной лампы. Началась эра «твердотельных» электронных приборов; транзисторы потребляли меньше энергии, выделяли мало тепла, были меньше и надежнее тех электронных ламп, на смену которым пришли. В течение следующих двадцати лет на основе кремниевых транзисторов разработали три поколения компьютеров, каждое из которых было компактнее, дешевле и надежнее предыдущего.
Однако уже в семидесятые годы создатели компьютеров поняли, что кремниевые транзисторы тоже имеют свои недостатки и свои ограничения. Хотя электрические схемы уменьшились до микроскопических размеров и стали «микросхемами» в полном смысле этого слова, быстродействие компьютеров все еще зависело от общей протяженности схем. Дальнейшей миниатюризации электронных устройств, где расстояния между элементами и так не превышали нескольких миллионных долей дюйма, препятствовал тот же старый враг – теплота. Еще меньшие микросхемы она буквально расплавила бы. Очевидно, главная задача заключалась в поиске способов отвода тепла и одновременно уменьшения сопротивления.
К тому времени уже давно было известно, что многие металлы при охлаждении до очень низких температур становятся «сверхпроводниками», то есть практически не оказывают сопротивления потоку электронов. В 1977 году компания «Ай-Би-Эм» объявила о разработке сверхбыстродействующего компьютера размером с грейпфрут, охлаждаемого жидким азотом. Для создания компьютеров на сверхпроводниках требовались принципиально новые технологии и целый ряд новых материалов, способных функционировать при низких температурах.
В таких компьютерах могли бы широко использоваться и легированные алмазы.
Несколько дней спустя в столовой СТИЗР родилось альтернативное объяснение. Вопреки прогнозам изобретателей первых ЭВМ, которые считали, что в обозримом будущем четырех их машин достанет на выполнение всех потребных в мире расчетов, его авторы справедливо отмечали, что семидесятые годы были отмечены беспрецедентным ростом численности компьютеров. Теперь же эксперты полагали, что к 1990 году в мире будет около миллиарда компьютеров, причем большую их часть свяжут специальные сети. Пока что таких сетей нет; не исключено, что их создание в принципе невозможно. (В 1975 году в Ганноверском институте было показано, что на создание таких сетей не хватит всего металла, содержащегося в земной коре.) Согласно Харви Рамбо, в восьмидесятые годы особенно остро будет ощущаться нехватка систем передачи компьютерных данных: «Как в семидесятые годы нашего столетия развитые страны были захвачены врасплох неожиданно обнаружившейся ограниченностью запасов ископаемого топлива, так в следующее десятилетие мир будет потрясен нехваткой систем передачи данных. В семидесятые годы людей ограничили в передвижении, а в восьмидесятые их ограничат в доступе к информации, и еще неизвестно, какое из этих ограничений окажется более жестоким ударом».
Единственным реальным путем преодоления этих препятствий был переход к передаче информации с помощью света. Действительно, луч света способен нести в двадцать тысяч раз больше информации, чем электрический ток в обычном металлическом коаксиальном кабеле магистральной линии связи. Однако передача информации с помощью света потребовала решения массы технических проблем, в том числе создания лазеров, волоконной оптики и легированных полупроводниковых алмазов. Относительно последних Рамбо говорил, что в ближайшем будущем они будут более ценными, чем нефть.
В своих гипотезах Рамбо пошел еще дальше и высказал предположение, что в течение следующих десяти лет электричество вообще станет анахронизмом. Используя свойства света, компьютеры будущего будут объединены в единую сеть с помощью волноводных систем передачи информации. Основной выигрыш таких систем – скорость. «Скорость движения электричества, – говорил Рамбо, – значительно уступает скорости движения света. Мы живем в эпоху заката микроэлектроники».
Но пока микроэлектроника не собиралась сдавать позиции. В 1979 году она стала важнейшей отраслью промышленности во всех развитых странах. Только в США годовой оборот этой отрасли превышал восемьдесят миллиардов долларов. Шесть из двадцати крупнейших корпораций были тесно связаны с микроэлектроникой. Меньше чем за тридцать лет эти корпорации пережили удивительную историю, полную поразительных успехов и конкуренции неслыханной остроты.
В 1958 году на одной кремниевой микросхеме удавалось разместить десять бескорпусных электронных компонентов. К 1970 году на микросхеме такого же размера монтировали уже сто компонентов. Следовательно, за десятилетие с небольшим произошло десятикратное повышение емкости полупроводниковых устройств.
Однако вскоре темпы роста емкости резко возросли. Уже в 1972 году на одной микросхеме удалось смонтировать тысячу, а в 1974 году – десять тысяч компонентов. Предполагалось, что к 1980 году будет достигнута неслыханная емкость – миллион компонентов на схеме размером с ноготь, но и эта задача была решена уже в 1978 году с помощью метода проекционной фотолитографии. К весне 1979 года была сформулирована новая цель: десять миллионов или даже миллиард компонентов на одной микросхеме к 1980 году, однако все надеялись, что решение будет найдено в июне или в крайнем случае в июле.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109