Виталий Леонтьев - Выбираем компьютер, ноутбук, планшет, смартфон

…Двести лет назад члены Французской академии наук приняли специальное постановление, в котором отвергалась идея существования… метеоритов! «Камни с неба падать не могут!» – вынесли свой вердикт учёные мужи. Интересно, что бы они сказали, поведай мы им о камнях, умеющих считать: ведь процессор почти целиком состоит из кремния – минерала, который мы чаще всего встречаем в виде обычного песка или гранитных скал…

Эксперты от уфологии на полном серьёзе доказывают, что отсчет компьютерной эры надлежит вести с 1949 г., когда в небе над Нью-Мексико сошла с рельсов и грохнулась на землю знаменитая «летающая тарелка». Якобы, именно при потрошении остатков оной и были найдены те загадочные детальки, которые позднее превратились благодаря шаловливым ручонкам инженеров из Intel в первые микропроцессоры. Следует, правда, признать, что земные учёные отлично замаскировались: поначалу, для отвода глаз, им пришлось изобрести транзисторы, затем – интегральные схемы… А уже потом, выждав почти четверть века, явить народу его величество микропроцессор!

Допустим, так оно и было. И инопланетяне были (вскрытие их тел даже вроде бы было запечатлено на киноплёнку, и сегодня соответствующий фильм продаётся едва ли не в каждом киоске), и инопланетные же процессоры. Правда, трудно представить себе НЛО, чьим управлением заведуют устройства, аналогичные первым процессорам Intel-4004. Но, может быть, поэтому и грохнулась тарелочка?

Не будем спорить с уфологами – занятие это не только утомительное, но и бесполезное. А потому остановимся на голых фактах: в 1970 г. мудрый доктор Хофф (американцы несколько фамильярно зовут его Тэдом, но нам не помешает знать полное имя – Маршиан Эдвард Хофф) с командой инженеров из Intel сконструировал первый микропроцессор. Во всяком случае, так принято считать – хотя в действительности ещё в 1968 г. инженеры Рэй Холт и Стив Геллер создали подобную универсальную микросхему SLF для бортового компьютера истребителя F-14. Но их разработка так и осталась в хищных когтях ястребов из Пентагона, в то время как детище Intel ждала иная судьба.

Изначально процессор 4004 предназначался для микрокалькуляторов и был изготовлен по заказу японской компании Busicom. Правда, ввиду финансовых трудностей от выпуска калькулятора на основе микропроцессора японцы отказались, и разработка перешла в собственность не ожидавшей такого счастья Intel! Появление микропроцессоров изменило весь рынок микроэлектроники, и именно они способствовали появлению тех самых компьютеров, с которыми мы работаем сегодня!

Парадоксально, но практически сразу после появления микропроцессоров Intel утратила майку лидера в этой области: в брюшке первых персональных компьютеров, обжились «камешки» производства не Intel, а её многочисленных конкурентов! Прежде всего Zilog и Motorola – именно эти компании были подлинными королями процессорного рынка 70-х. В частности, на мотороловском процессоре работал знаменитый «Альтаир», сбивший с пути истинного юного Билла Гейтса (кто знает, во что могла бы превратиться эта лопоухая коллекция веснушек, не встреться на его пути неказистый ящик с кучей лампочек и тумблеров!).

Сама же Intel тоже получила шанс урвать свой кусок от пирога – но на этот раз синяя птица пролетела мимо руководства корпорации незамеченной. Однажды в дверь кабинета Гордона Мура, президента Intel, робко поскрёбся один из сотрудников. И, заикаясь от волнения, предложил шефу сварганить на основе ставшего популярным камешка недорогой компьютер. Совсем маленький – чтобы на столе помещался!

– Позвольте спросить, кому же пригодится эта фиговина? – вскинул брови Большой Босс.

– Ну… – замялся новоявленный гений, – домохозяйкам, например. Они в нем рецепты будут хранить…

– А может, ещё барбекю на камешке жарить? – саркастически ухмыльнулся Мур. И, указав выскочке на дверь, вновь уткнулся в изучение графика поставок.

Свою ошибку Мур и его коллеги поняли очень скоро. Но с лихвой наверстали упущенное, «сосватав» свой процессор Intel 8088 компании IBM. Плодом этого романа стал знаменитый компьютер IBM PC, вознёсший на вершины славы Microsoft и Intel… Словом, всех, причастных к его созданию – за исключением самой IBM.

Первый процессор работал на частоте всего 750 кГц. Сегодняшние процессоры от Intel быстрее своего прародителя более чем в десять тысяч раз, а любой домашний компьютер обладает мощностью и «сообразительностью» во много раз большей, чем компьютер, управлявший полётом космического корабля «Аполлон» к Луне. Недаром тот же Гордон Мур говорил: если бы автомобили развивались так же быстро, как процессоры, то сегодня на одном литре бензина мы могли бы проехать миллион километров, а сам автомобиль было бы дешевле выбросить, чем платить за парковку!

Процессор в компьютере не один: собственным процессором снабжена видеоплата, звуковая плата, множество внешних устройств (например, принтер). И часто по производительности эти микросхемы могут поспорить с главным, Центральным Процессором. Но в отличие от него, все они являются узкими специалистами – один отвечает за обработку звука, другой – за создание трёхмерного изображения. Основное и главное отличие центрального процессора – это его универсальность. При желании (и, разумеется, при наличии необходимой мощности и соответствующего программного обеспечения) центральный процессор может взять на себя любую работу в то время как процессор видеоплаты при всем желании не сможет раскодировать, скажем, музыкальный файл…

Любой современный процессор состоит из сотен миллионов отдельных электронных переключателей-транзисторов, соединённых между собой по специальной схеме. Трудно представить, что такое сложное устройство можно изготовить человеческими руками: легендарный левша – и тот умер бы от зависти!

На самом деле процессоры из отдельных транзисторов, конечно, никто не собирает – это было бы просто невозможно. Для их изготовления используется выращенный по специальной технологии кристалл кремния, в который внесены специальные добавки. После изготовления пластину покрывают тонким слоем диэлектрика – оксида кремния, который в свою очередь покрывается светочувствительным лаком с особыми свойствами – фоторезистом. Затем на этот лак, как на обычную фотоплёнку, переносится со специального фотошаблона схема будущего процессора. Во время экспонирования (засветки с помощью ультрафиолетовых лучей) фоторезист изменяет свои свойства: в зависимости от его типа засвеченные (или наоборот, не засвеченные) участки образуют устойчивый к внешним воздействиям защитный слой. Лак на незащищённых участках впоследствии протравливается, а в образовавшиеся «раны» на теле пластины добавляются специальные примеси, проникающие в кристаллическую решётку кремния. Полупроводниковый слой готов!