Охота на электроовец. Большая книга искусственного интеллекта
Шрифт:
В годы Второй мировой Шокли участвовал в разработке тактики стратегических бомбардировок и в других военных исследованиях. Придя к выводу, что эффективность бомбовых налётов на Японию была крайне низкой, Шокли порекомендовал «изучить альтернативы». Доподлинно неизвестно, имел ли Шокли в виду атомную бомбардировку, однако он, несомненно, был в курсе прогресса в этой области. Ещё летом 1940 г., будучи сотрудником Bell Labs, Шокли совместно с Джеймсом Фиском представил руководству доклад, в котором указал, что уран может служить источником изотопов для «грязных» бомб, а также на принципиальную возможность создания атомной бомбы. По мнению командующего ВВС США генерала Генри Арнольда, столь раннее окончание войны с Японией было в том числе личной заслугой Шокли [1535] .
1535
Shurkin J. N. (2006). Broken Genius: The Rise and Fall of William Shockley, Creator of the Electronic Age. International series on advances in solid state electronics and technology. Palgrave Macmillan // https://books.google.ru/books?id=cRb_qzEwWWAC
В начале 1945 г. Шокли создал в Bell Labs рабочую группу для разработки полупроводниковых приборов. К сентябрю того же года корпоративные исследователи, основываясь на работах Карла Ларка-Хоровица из Университета Пёрдью (Purdue University), сузили выбор перспективных проводников до двух — германия и кремния. В январе следующего года Шокли выбрал единственно возможное, как ему тогда казалось, направление
Вся эта история, судя по всему, не на шутку уязвила самолюбие Шокли, и он с удвоенным рвением принялся за работу, вернувшись к идее создания монолитного транзистора. Слабым местом конструкции Бардина и Браттейна были нестабильные и ненадёжные точечные контакты. Результатом работы Шокли стала трёхслойная конфигурация, которая легла в основу биполярного (плоскостного) транзистора. В апреле 1949 г. сотрудники Шокли — Морган Спаркс, Гордон Тил и Боб Микуляк — вырастили в тигле первую трёхслойную p-n-p– структуру для демонстрации «транзисторного эффекта».
В январе 1950 г. Спаркс и Тил смогли изготовить трёхслойную структуру, пригодную для изготовления радиочастотных транзисторов. Через год началось серийное производство транзисторов Шокли, которые вскоре полностью вытеснили с рынка точечные транзисторы.
Несмотря на достигнутый успех Шокли, руководство Bell Labs относилось к нему с изрядной долей осторожности. Хотя он и получил должность директора по найму новых сотрудников, это не могло в полной мере удовлетворить его амбиции. Руководители компании ценили в Шокли его умение распознавать таланты, но считали, что ему нельзя доверять руководство коллективом. Из-за Шокли компанию покинул Бардин, а также десятки менее известных специалистов. Поэтому, когда Шокли объявил об уходе из Bell Labs, многие в компании вздохнули с облегчением.
Готовясь покинуть Bell Labs, Шокли уже держал в уме идею собственного полупроводникового бизнеса. Сначала ему удалось договориться о финансировании с военно-промышленной корпорацией Raytheon, но после месяца сотрудничества инвесторы свернули проект. В поисках финансирования в августе 1955 г. Шокли обратился к химику и предпринимателю Арнольду Бекману. Тот согласился вложить средства в создание лаборатории под обещание Шокли за два года организовать серийный выпуск элементов. Новое предприятие, ставшее филиалом Beckman Instruments, получило название «Полупроводниковые лаборатории Шокли» (Shockley Semi-Conductor Laboratories). Бекман и Шокли оформили сделку, приобрели необходимые патенты и подобрали в Маунтин-Вью, близ Пало-Альто, площадку для организации опытного производства. Мало кто из квалифицированных специалистов хотел в те годы перебираться в такую глухомань. Шутка ли: здесь не было даже междугородного телефона! Сотрудников пришлось отчасти набирать буквально по объявлению, а точнее, по объявлениям — в The New York Times и New York Herald Tribune. Благодаря объявлениям было получено около трёхсот откликов, а ещё полтора десятка человек, включая Мура, Шокли нашёл в Американском физическом обществе.
Весь 1956 г. Шокли испытывал на кандидатах свои бесчеловечные HR-технологии. Например, он заставил каждого пройти психологическое тестирование. В отношении Мура эксперты Шокли пришли к выводу, что тот является «весьма одарённым, но не способным к управлению». Затем каждого из отобранных кандидатов ожидал утомительный устный экзамен [1536] .
В итоге к осени 1956 г. в лабораторию было принято более 30 человек, к числу которых и относились будущие участники «восьмёрки».
1536
Shurkin J. N. (2006). Broken Genius: The Rise and Fall of William Shockley, Creator of the Electronic Age. International series on advances in solid state electronics and technology. Palgrave Macmillan // https://books.google.ru/books?id=cRb_qzEwWWAC
Шокли сфокусировал внимание команды на проекте по созданию четырёхслойного диода. В ноябре 1956 г. Нобелевский комитет объявил о награждении Бардина, Браттейна и Шокли Нобелевской премией по физике. По всей видимости, из-за утомления, вызванного вниманием прессы, официозом и путешествием на другой континент, худшие стороны личности Шокли в это время стали проявляться всё отчётливее. К весне 1957 г., когда стало понятно, что проект с четырёхслойным диодом зашёл в тупик, Шокли отстранился от работы, стал раздражительным и чрезвычайно подозрительным. Он организовал запись всех телефонных звонков, поступающих в лабораторию. Внутри самой лаборатории соблюдался режим внутренней секретности — сотрудникам запрещалось делиться результатами своих работ с коллегами. Шокли провоцировал конфликты и постоянно придирался к подчинённым. Когда его секретарша случайно уколола палец канцелярской кнопкой, занялся поисками «вредителя» и потребовал, чтобы сотрудники прошли проверку на детекторе лжи. Считается, что это «дело о кнопке» стало спусковым крючком последовавшего конфликта. Вдобавок ко всему Шокли открыто поссорился с Бекманом: отвечая на упрёки в превышении сметы, он стал угрожать тем, что вместе со своей командой найдёт другого инвестора. Реалии, однако, были таковы, что команда вовсе не горела желанием продолжать работу под руководством Шокли. В итоге несогласные во главе с Муром обратились к Бекману и предложили ему отстранить Шокли, сосредоточив все усилия на производстве биполярных транзисторов. Бекман, впрочем, не решился на столь радикальный шаг и предпринял попытку сохранить команду в прежнем составе. Однако выдернутые волосы уже нельзя было вставить назад — лаборатория разделилась на две группы. Часть сотрудников продолжила работу над четырёхслойным диодом, а вторая, втайне от Шокли, работала над совершенствованием биполярного транзистора и пыталась найти инвесторов среди нью-йоркских финансистов. «Заговор» против Шокли, в котором участвовали восемь ведущих специалистов, был составлен по всем приключенческим канонам. «Заговорщики» встретились с финансистами компании Hayden Stone в ресторане Redwood Room. Здесь один из финансистов, «краснолицый ирландец» Альфред Койл, выложил на стол десять однодолларовых банкнот: «Пусть каждый из нас распишется на каждой купюре.
1537
Berlin L. (2007). Tracing Silicon Valley's roots / San Francisco Chronicle, 2007, September 30 // https://www.sfgate.com/business/article/Tracing-Silicon-Valley-s-roots-2520298.php
Результатом сотрудничества «восьмёрки» с финансистами из Hayden Stone стало создание на деньги Шермана Фэйрчайлда компании Fairchild Semiconductor. Вскоре к «восьмёрке» примкнули ещё двое из колебавшихся сотрудников Шокли [1538] .
Через три года Fairchild Semiconductor стала одним из технологических лидеров отрасли, а в середине 1960-х — вторым, после Texas Instruments, производителем полупроводниковых устройств в мире. По сути, Fairchild Semiconductor 1960-х гг. стала важнейшим бизнес-инкубатором Кремниевой долины и была в той или иной мере причастна к созданию множества корпораций, включая, например, AMD и Intel [1539] .
1538
Lojek B. (2007). History of semiconductor engineering. Springer Science & Business Media // https://books.google.ru/books?id=2cu1Oh_COv8C
1539
Lecuyer C., Brock D. C. (2010). Makers of the Microchip: A Documentary History of Fairchild Semiconductor. MIT Press // https://books.google.ru/books?id=LaZpUpkG70QC
Оказавшись на посту директора по исследованиям и разработке ведущей инновационной корпорации, Мур глазами стратега взглянул на растущую не по дням, а по часам полупроводниковую индустрию. Какие закономерности скрывает этот рост? Что происходит в производственных цехах и лабораториях конкурентов? Как следует действовать, чтобы соответствовать требованиям рынка?
Принято считать, что наблюдение Мура, сделанное им в 1965 г., заключалось в том, что с каждым годом число транзисторов в одной интегральной микросхеме удваивается, а также что спустя десять лет Муру пришлось скорректировать свою оценку — в действительности за прошедший период удвоение происходило не каждый год, а раз в два года [1540] , [1541] , [1542] . На деле это не совсем точно. Первоначальное утверждение Мура можно найти в его публикации «Втискивание большего количества компонентов в интегральные микросхемы» (Cramming More Components onto Integrated Circuits) в Electronics Magazine за 19 апреля 1965 г. Оно гласит: «Для минимальной стоимости компонентов сложность [схем] возрастала примерно в два раза за год (см. график). Конечно, в краткосрочной перспективе можно ожидать, что этот темп сохранится, если не увеличится. В более долгосрочной перспективе темпы роста менее предсказуемы, хотя нет никаких оснований полагать, что они не будут оставаться почти постоянными в течение по крайней мере десяти лет. Это означает, что к 1975 г. количество компонентов интегральной схемы при минимальной стоимости составит 65 000. Я считаю, что такая большая схема может быть построена на единой полупроводниковой пластине [wafer]» [1543] .
1540
* Иногда в популярных источниках называют срок, равный 18 месяцам, — он связан с прогнозом Давида Хауса, многолетнего главы компании Intel, который считал, что производительность процессоров должна удваиваться каждые 18 месяцев за счёт комбинации действия закона Мура и увеличения тактовых частот процессоров. Ретроспективная оценка показывает, что прогноз Хауса был близок к истине, более поздние оценки дают величину, равную примерно 20 месяцам.
1541
Kanellos M. (2003). Moore's Law to roll on for another decade / c|net, Feb. 11, 2003 // https://www.cnet.com/news/moores-law-to-roll-on-for-another-decade/
1542
Denning P. J., Lewis T. G. (2017). Exponential Laws of Computing Growth / Communications of the ACM, January 2017, Vol. 60, No. 1, pp. 54—65 // https://doi.org/10.1145/2976758
1543
Moore G. E. (1998). Cramming More Components Onto Integrated Circuits. Reprinter from Electronics, volume 38, number 8, April 19, 1965, p. 114 / Proceedings of the IEEE, Vol. 86, Iss. 1 // https://doi.org/10.1109/jproc.1998.658762
Чтобы лучше понимать контекст этого высказывания Мура, надо отметить, что первые прототипы интегральных микросхем появились на границе 1958–1959 гг. График в статье Мура построен по пяти точкам. Мур говорит не об интегральных схемах вообще, а об интегральных схемах с минимальной стоимостью производства в расчёте на один компонент, поэтому продемонстрированный им тренд не чисто технологический, а скорее технико-экономический. Конечно, разделить технологию и экономику на деле практически невозможно, однако Мура, как менеджера производственной корпорации, в первую очередь интересуют параметры зрелой, промышленной технологии. И наконец, Мур не пишет о транзисторах, он говорит о компонентах схемы, в число которых входят не только транзисторы, но и пассивные компоненты: резисторы, диоды и конденсаторы. Развитие производственных технологий обусловлено существующим запросом на продукты производства — индустрия не пытается увеличить количество компонентов интегральной схемы любой ценой, схемы создаются для эффективного решения востребованных в хозяйстве задач. Как заметил футуролог и экономист Шон Дюбравак, начало закону Мура положила экономика и она же приведёт к его окончанию [1544] . С физической точки зрения ничто особенно не препятствует увеличению размеров интегральной микросхемы. Достаточно продвинутая цивилизация вполне могла бы создать микросхему размером с Луну, ну или по крайней мере с книжный шкаф, не опасаясь кары со стороны законов физики. Особенно если снизить рабочую частоту такой схемы и ограничить таким образом тепловыделение. Мы не знаем, как будут выглядеть вычислительные устройства через полстолетия и будут ли лежать в их основе элементы, которые мы по-прежнему будем называть интегральными схемами. Быть может, на смену матрицам кремниевых транзисторов придут совершенно иные физические структуры, быть может, наши потомки будут выращивать биологические компьютеры, используя «мокрые» технологии (wetware — компьютерные технологии, интегрированные с биологическим организмом, образовано аналогично hardware). Быть может, прогресс в устройстве самих схем прекратится и человечество сконцентрирует внимание на оптимизации крупномасштабной архитектуры вычислительных устройств.
1544
DuBravac S. (2016). Moore’s Law Begins and Ends with Economics / Tech.pinions | Perspective, insight, analysis, July 18, 2016 // https://techpinions.com/moores-law-begins-and-ends-with-economics/46575