Светлый фон

Гигантский скачок вперед в распространении микроэлектроники во всех машинах произошел в 1971 г., когда Тед Хофф, инженер Intel (также в Силиконовой долине), изобрел микропроцессор, т. е. компьютер на чипе. Таким образом, новые возможности обработки информации получили повсеместное применение. Шла постоянная погоня за увеличением интегральной мощности схем на одном чипе, технология проектирования и производства постоянно превышала пределы интеграции, которые считались физически невозможными на базе кремниевых материалов. В середине 1990-х гг. технические оценки еще давали лет 10–20 хорошей жизни кремниевым схемам, несмотря на то, что ускорились исследования альтернативных материалов. Аналитически важно указать скорость и степень технологических изменений.

Как известно, мощность чипов можно оценить комбинацией трех характеристик: интеграционной способностью, указанной наименьшей шириной линии на чипе, измеряемой в микронах (1 микрон = 0,000001 м); объемом памяти, измеряемым в битах (в килобитах и мегабитах); и скоростью микропроцессора, измеряемой в мегагерцах. Так, первый процессор 1971 г. содержал линии в 6,5 микрона, в 1980 г. ширина достигла 4 микрон, в 1987 г. -1 микрона, в 1995 г. чип Intel’s Pentium имел ширину линии в 0,35 микрона, 0,25 микрона к 1999 г. Таким образом, там, где в 1971 г. на чипе размером с чертежную кнопку умещалось 2300 транзисторов, в 1993 г. их было 35 млн. Объем памяти по показателю KRAM (динамическая память с произвольным доступом) составлял в 1971 г. 1024 байта; в 1980 г. – 64 000, в 1987 г. -1024 000, в 1993 г. – 16 384 000, в 1999 г. – 256 000 000 байтов. Что касается скорости, то 64-битные микропроцессоры конца XX в. были уже в 550 раз быстрее, чем первый чип Intel 1972 г., a MPU (мощность микропроцессоров) удваивается каждые 18 месяцев. К 2002 г. произошло ускоренное совершенствование микроэлектронной технологии по всем трем характеристикам: в интеграции (чипы с 0,18 микрона), в объеме памяти (1024 мегабайта) и в скорости процессора (500+ мегагерц по сравнению со 150 в 1993 г.). Если учесть при этом кардинальные сдвиги в параллельной обработке информации на основе использования множественных микропроцессоров (включая в последующем объединении множественных микропроцессоров на одном чипе), то окажется, что мощь микроэлектроники еще не высвобождена до конца, вычислительная способность непрерывно увеличивается. Кроме того, развитие миниатюризации, рост специализации и падение цены на все более мощные чипы позволяет помещать их в любую машину, применяемую в повседневной жизни, – от стиральных машин и микроволновых печей до автомобилей, электронная начинка которых в стандартных моделях 1990-х гг. более ценна, чем сталь.