Его величество транзистор.

О создании кондиционера, телевизора, компьютера и Интернета вполне можно запамятовать. По мнению ученых и аналитиков, единственное изобретение XX столетия, которое вправе претендовать на звание самого главного, — это транзистор.

Действительно, транзистор, о котором упоминают не слишком часто и говорят не слишком много, является строительным кирпичиком про-
цессора. Без транзистора ком-
пьютеры-серверы занимали бы сегодня три этажа здания, а портативные компьютеры стали бы уделом фантастических фильмов. Выпускались бы ламповые телевизоры (если не знаете, что это такое, — спросите у родителей или у дедушки).

Чуть более 60 лет назад (16 декабря 1947 года, если быть точным) в США в лаборатории Bell Labs появился на свет пер-
вый в мире транзистор. Претерпев ряд усовершенствований, он изменил мир настолько, что люди получили возможность слушать свою любимую музыку, эффективнее выполнять работу, оплачивать счета, получать образование и покупать с помощью электронных средств все что угодно, начиная с книг и кончая холодильниками.

Транзисторы, встроенные в электронные стимуляторы, заставляют биться сердца людей. Компьютерные чипы интегрированы в автомобили, сотовые телефоны и даже
в крошечные имплантируемые устройства, помогаю-
щие нам находить своих любимых домашних животных, если они вдруг потерялись. Персональный компьютер и Интернет — это действительно фено-
мен, но разве получило бы все это столь широкое распространение, не будь внутри огромного ко-
личества оборудования — портативных и настольных компьютеров, а также серверов — миллионов крошечных транзисторов.

“Транзистор является, пожалуй, самым важным изобретением XX столетия, — считает президент компании VLSI Research Ристо Пухакка. — Он изменил наше общество. Транспорт, компьютеры, правительство, финансы, производство… Воздействие транзистора ощущается сегодня повсюду. Посмотрите на рост производительности труда в экономике в целом. По сравнению с эпохой, ког-
да транзистора еще не существовало, она по крайней мере удвоилась”.

Изобретатели транзистора Уильям Шокли, Джон Бардин и Уолтер Браттейн

На смену лампам

До появления транзистора нули и единицы представлялись путем включения и выключения вакуумных ламп. Лампа во включенном состоянии интерпретировалась как единица, а в выключенном — как ноль. Иными словами, для хранения всего лишь одного бита информации требовалось устройство размером в десятки сантиметров. Это была не слишком эффективная технология, которая требовала множества ламп даже для выполнения простейших математических вычислений.

“Транзистор позволил осуществить переход от ламп, с помощью которых кодировались нули и единицы, к гораздо более компактной элементной базе, — заметил главный аналитик фирмы TechKnowledge Strategies Майк Фейбус. — В далекие теперь уже времена вы включали ламповый радиоприемник и ждали, пока устройство нагреется. С появлением транзистора у вас появилась возможность носить приемник с собой.
А сегодня в кармане можно носить уже целую коллекцию записей. Был сделан огромный шаг вперед”.

Закон Мура

В предсказании Гордона Мура, сделанном 42 года тому назад, утверждается, что число транзисторов на единице площади кремниевой пластины, являющейся основой микропроцессоров, будет удваиваться через каждые два года. Несмотря на периодически раздающиеся возгласы о том, что подобные темпы просто нельзя поддерживать, закон до сих пор остается в силе.

Гордон Мур (Gordon Earl Moore)

Осенью прошлого года фирма Intel сумела опередить своих конкурентов из IBM и AMD, представив новую конструкцию транзистора, которая позволила уменьшить норму проектирования с 65 до 45 нм.

Новейший процессор Penryn, разработанный инженерами Intel по технологии 45 нм, включает в себя 820 млн. транзисторов. По прогнозам Р.Пухакки, через 10–15 лет в одной микросхеме будет размещаться уже от 10 до 15 млрд. транзисторов.

“Транзистор — это технология, которая в истории человечества развивалась самыми быстрыми темпами, — заявил вице-президент корпорации Intel Уилл
Своуп. — Раньше мы изготавливали эти элементы по одному. Сегодня за один производственный цикл выпускаются миллиарды. От индивидуальной работы в лабораторных условиях транзистор шагнул к эффективному взаимодействию еще
с 800 млн. себе подобных. И умещается все это на площади, которую можно закрыть мелкой монетой. Ничего другого, что совершило бы за столь короткий период времени такой стремительный технический скачок, я припомнить не могу. Безусловно, транзистор развивался быстрее любой иной технологии, когда-либо придуманной человечеством. Он представляет собой основу целой компьютерной экономики, начиная от персональных компьютеров, мобильных телефонов и кассетных аудиоплееров и заканчивая проигрывателями iPod. Транзистор изменил почти все аспекты нашей жизни”.

Первый точечный германиевый транзистор Брэттена и Бадина

 

Транзистор в крови

Аналитики ожидают, что развитие транзистора будет способствовать дальнейшему совершенствованию цифровых устройств.

У.Своуп отметил, что нанотехнологии сегодня продолжают совершенствоваться. В кровоток человека вводятся устройства, которые способны обнаруживать и излечивать заболевания клеток или целых органов. Транзисторы наверняка войдут в состав этих устройств или по крайней мере будут применяться для организации управления ими снаружи. С дальнейшим развитием транзисторов появятся сотовые телефоны такого размера, что их можно будет вшивать в ткань одежды. Кроме того, транзисторы, встроенные в телефон, смогут осуществлять автоматический перевод с одного языка на другой, что упростит процесс общения между людьми, и через несколько лет будет не важно, на каком языке они разговаривают.

“Вряд ли какая-то другая тех-нология в обозримом будущем сумеет вытеснить транзисторы, — уверен М.Фейбус. — Закон Мура? Он будет выполняться еще на протяжении 15–20 лет, а то и дольше”.

По материалам журнала
“Computerworld Россия”