Нойс и Мур решили сосредоточиться на технологии производства кремниевых полупроводников для создания устройств хранения информации. В то время стандартной была технология на базе магнитных сердечников. Намерение Intel выглядело рискованным, поскольку полупроводниковая компьютерная память стоила тогда в 100 раз дороже магнитной. Тем не менее Нойс и Мур были свято уверены, что свойства полупроводников – меньший размер, лучшие характеристики и пониженное потребление энергии – смогут убедить потребителей в их преимуществе. Кроме того, они полагали, что по мере накопления опыта произойдет снижение издержек (Рисунок 4–4 показывает снижение издержек производства). В первый год продажи Intel составили всего $2672. Но Нойс и Мур были сами себе хозяева, так что никакое близорукое руководство не мешало им двигаться по намеченному пути. Первой разработкой стал Intel 1103 для пассивного хранения информации. За ним последовала череда превосходных чипов, и в 1971 году продажи составили $9,43 млн.
Рисунок 4–4. Снижение производственных издержек Intel на производство чипов, в миллионах операций в секунду (вертикальная шкала выполнена в логарифмическом масштабе)
Copyright Intel Corporation. Перепечатывается с разрешения Intel Corporation.
В 1969 году японская компания Busicom вознамерилась разработать ручной калькулятор с большими вычислительными возможностями. Для этой цели Busicom заказала у Intel набор из как минимум 12 чипов, каждый из которых должен был выполнять свой набор операций. Такое изготовление чипов на заказ в то время было обычным явлением. Но в данном случае Busicom требовалось 12 и более чипов ввиду большой сложности задуманного ею калькулятора. Busicom заплатила Intel $60 тыс. за разработку. Работа была поручена инженеру Теду Хоффу. Хофф рассудил, что создание такого количества специфических чипов для маленькой компании – дело затратное, их применимость будет ограниченной, а объём работы превосходит физические возможности программистов Intel. Президент Intel Мур также не был сторонником работы под заказ. Он хотел, чтобы компания производила общеупотребительные товары в больших объёмах для большого числа клиентов. Но компания была ещё не настолько сильна, чтобы отказываться от таких клиентов, как Busicom.
Поэтому Хофф предложил упростить конструкцию чипов. Инженеры Busicom, уже проделавшие некоторую предварительную работу, отвергли идею. Их реакция была следующей: «Не морочьте нам голову, мы знаем, что делаем».[53] А Нойс, более расположенный к идее массового рынка, Хоффа поддержал. Тот продолжил работу и нашел изумительное решение. Хофф предложил создать совершенно отдельный чип только для логических операций. Другой чип типа ROM,[54] должен содержать программы, инструктирующие логический чип об операциях, которые тому следует производить. При добавлении ещё двух чипов (один в качестве оперативного запоминающего устройства RAM[55] а другой – выполняющий функции вывода информации) получался единый блок из четырёх чипов, способный выполнять всё то, для чего Busicom требовалось 12 чипов. В дополнение к простоте преимущество такого дизайна состояло в том, что чип общего назначения мог сопрягаться с другими программными чипами для обслуживания разнообразных продуктов и потребителей. Так появлялся потенциал обслуживания массового рынка.
Хофф представил разработку инженерам Busicom. Те снова отвергли его. Хофф о японских инженерах: «Они категорически не желали менять дизайн. Их можно понять. Они уже сделали большой объём работы по кодированию…».[56] Но Нойс настоял на продолжении работы. Чтобы выйти из тупика, команда Хоффа и команда инженеров Busicom сделали презентацию руководителям Busicom. Хофф утверждал, что компания сможет использовать такую конструкцию для других, более сложных продуктов, меняя только чип ROM. Такой подход здорово упрощал и удешевлял разработку новых продуктов. Этот аргумент стал решающим, и дизайн Хоффа был одобрен. Сопротивление Busicom было столь велико, что Хофф признался: «То, что мы убедили японцев выбрать наш дизайн – большущая удача»[57]
Реализация идеи Хоффа потребовала работы целой группы инженеров, самым заметным среди них был Федерико Фаггин. Работая не покладая рук, чтобы уложиться в сроки Busicom, они закончили работу за 9 месяцев. Логический блок превратился в устройство обработки данных на отдельном чипе. Так появился Intel 4004 (Рисунок 4–5). Получился маленький компьютер на чипе, который в Intel назвали микропроцессором. Хофф сказал о дизайне так: «Ключевой стала… организация, архитектурная концепция, когда вы берете компьютер общего назначения и строите его»[58] на отдельном чипе.
54
Read only memory – можно только читать, нельзя писать (англ.), постоянное запоминающее устройство, т. е. не подвергаемое изменениям в процессе работы.
56
William Aspray, «The Intel 4004 Microprocessor: What Constitutes Invention?» IEEE Annalsof the History of Computing, 19(3):10 (1997).