Расслабься. Гениальное исследование о том, как вовремя взятая пауза в разы увеличивает ваши результаты

Фридман Томас

И вдруг летом 1958 года всё изменилось. Инженер из Texas Instruments Джек Килби «нашёл решение этой проблемы» (сообщает NobelPrize.org).

Идея Килби была в том, чтобы соединить все компоненты и чип в единый блок (монолит) из полупроводникового материала. В сентябре 1958-го у него была готова первая интегральная схема.

Сделав все детали блока из одного материала и добавив металл, необходимый для их соединения в виде поверхностного слоя, он избавился от необходимости в отдельных дискретных компонентах. Больше не нужно было собирать провода и компоненты вручную. Появилась возможность производить микросхемы меньшего размера, а весь процесс изготовления

автоматизировать.

Полгода спустя другой инженер, Роберт Нойс, предложил собственную идею интегральной микросхемы – она элегантно решает некоторые проблемы микросхемы Килби и позволяет беспрепятственно соединять все компоненты на одном кристалле кремния.

Так началась цифровая революция.

В 1957 году Нойс стал соучредителем Fairchild Semiconductor (а затем и Intel), созданной для разработки чипов, вместе с несколькими другими инженерами, в том числе Гордоном Э. Муром, который получил докторскую степень по физической химии в Калифорнийском технологическом институте и стал директором лаборатории по исследованиям и разработкам в Fairchild.

Главным новшеством компании стало развитие процесса химической печати миниатюрных транзисторов на кристалле кремния, что значительно облегчило их масштабирование и предложило массовому производству отличное решение. Как утверждает Фред Каплан в книге «1959: год, изменивший всё», микрочип мог бы не получить такой популярности и развития, если бы не было крупных правительственных программ, особенно полётов на Луну и ракеты «Минитмен». Оба проекта нуждались в сложных системах наведения, которые должны были поместиться в очень маленькие носовые конусы. Министерство обороны требовало резко сократить занимаемый микрочипами объём, и первым, кто согласился на эти условия, был Гордон Мур.

«Пожалуй, Мур первым понял, что подход Fairchild к химической печати для создания микрочипа означал: они не только меньше размером, надёжнее и энергоэффективнее, чем обычные электронные схемы, но и производить такие микрочипы дешевле, – писал Дэвид Брок в специальном выпуске журнала Core [11] . – В начале 1960-х вся мировая полупроводниковая индустрия приняла подход Fairchild к созданию кремниевых микросхем, и для них появился рынок в военных областях, в частности в аэрокосмической отрасли».

11

Журнал выпускает Музей компьютерной истории.

Я взял интервью у Гордона Мура в мае 2015 года в Исследовательском центре в Сан-Франциско, во время празднования пятидесятой годовщины закона Мура. Хотя в то время ему сравнялось 86 лет, все его микропроцессоры определённо работали с огромной эффективностью! Как объяснил мне Мур, в конце 1964-го журнал «Электроника» попросил его представить для выпуска, посвящённого 35-летию журнала, статью, где рассказывалось бы о том, что произойдет в индустрии полупроводниковых компонентов в ближайшие десять лет. Поэтому он взял свои записи и просмотрел, что уже произошло к тому времени: Fairchild перешли от одного транзистора на чипе к чипу с примерно восемью элементами (транзисторами и резисторами), в то время как новые микросхемы, которые они собирались выпускать, уже имели 16 элементов – вдвое больше. А в лаборатории экспериментировали с тридцатью двумя элементами и представляли, как доберутся до шестидесяти четырех! Просматривая свой дневник, он заметил, что мощность удваивается каждый

год, поэтому в статье для журнала и выдвинул предположение: подобное удваивание продолжится ещё как минимум десять лет.

Итак, в ставшей позднее знаменитой статье для «Электроники» от 19 апреля 1965 года – «Создание большего количества компонентов на интегральных схемах» – Мур заявил: «Сложность производства при минимальных затратах на компоненты возрастала за год примерно в два раза. Нет никаких оснований полагать, что этот рост не будет почти постоянным в течение как минимум десяти лет».

Позже Карвер Мид, профессор Caltech, инженер и друг Гордона Мура, назвал это заявление «законом Мура».

Полвека спустя Мур объяснял мне:

– Я смотрел на интегральные схемы – они действительно были новшеством в то время (им было всего несколько лет), и они стоили очень дорогио. Много спорили о том, почему им никогда не стать дешёвыми. Возглавив лабораторию, я начал понимать: если мы научимся размещать всё больше компонентов на чипе, это сделает электронику дешевле. Но я понятия не имел, насколько точным окажется прогноз. Знал лишь, в каком направлении шла общая тенденция развития микрочипов, поэтому пришлось указать какую-то причину, по которой важно было снизить стоимость электроники

Первоначальный прогноз охватывал десять лет: рост с 60 элементов на интегральной схеме до 60 тысяч – экстраполяция в тысячу раз. И прогноз сбылся! Но Мур понимал, что темпы роста вряд ли будут устойчивыми, поэтому в 1975-м обновил свой прогноз и сказал, что удвоение будет происходить примерно каждые два года, а цена на новые микрочипы останется почти такой же.

И закон Мура продолжил работать.

«Сам факт, что подобное происходит в течение пятидесяти лет, в самом деле удивителен, – признался Мур. – Вы понимаете, ведь всегда оставались технологические барьеры, которые легко можно предвидеть. Они должны были помешать сделать следующий шаг, но когда мы приближались к ним, инженеры находили способ так или иначе обойти возникшие ограничения».

Что ещё поразительно в статье Мура 1965 года, это сколько его предсказаний о возможностях стабильно улучшающихся микрочипов оказались верными.

…Домашние компьютеры, или, по крайней мере, терминалы, подключённые к центральному серверу. Автоматическое управление для автомобилей и персональное портативное оборудование связи. Электронные наручные часы. Технологии телефонной связи, интегральные схемы в мультиплексном оборудовании, разделяющие каналы, переключающие телефонные линии и обрабатывающие данные. Мощные и по-разному организованные компьютеры, которые производятся с меньшими затратами и с большим оборотом…

Можно сказать, Мур предвосхитил и персональный компьютер, и мобильный телефон, и беспилотные автомобили, и iPad, и большие данные, и Apple Watch. Помню, я даже пошутил тогда: единственное, что Мур пропустил, так это «попкорн из микроволновки».

Я спросил Мура, был ли такой момент, когда он пришёл домой и спросил у жены Бетти: «Дорогая, они и вправду назвали закон в мою честь?»

– В первые двадцать лет я не мог произнести термин «закон Мура» – мне было страшно неловко, – признался он. – Ведь это был даже не закон… Потом я наконец-то привык и теперь могу говорить о нём с невозмутимым лицом.