《電子技術(shù)應(yīng)用》
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算力簡(jiǎn)史(四)

2023-12-14
來(lái)源:EETOP

 【1967-1979:大規(guī)模集成電路時(shí)代】

摩爾定律

時(shí)代的車輪繼續(xù)滾滾向前。

1965年,時(shí)任仙童半導(dǎo)體公司研究開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)室主任的戈登·摩爾,應(yīng)邀為《電子學(xué)》雜志35周年??瘜懥艘黄^察評(píng)論報(bào)告,題目是:《讓集成電路填滿更多的元件》。

開(kāi)始繪制數(shù)據(jù)圖表時(shí),摩爾發(fā)現(xiàn)了一個(gè)驚人的趨勢(shì):在前一個(gè)芯片產(chǎn)生后的18-24個(gè)月內(nèi),會(huì)誕生一個(gè)新芯片。而這個(gè)新芯片的性能(集成電路數(shù)量),大約是前一代的兩倍。也就是說(shuō),芯片的能力,以固定時(shí)間(18-24個(gè)月)為周期,在翻倍提升。

摩爾的這個(gè)偉大發(fā)現(xiàn),就是著名的摩爾定律。

這一定律目前已經(jīng)持續(xù)了半個(gè)多世紀(jì),準(zhǔn)確預(yù)測(cè)了半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì),成為指導(dǎo)計(jì)算機(jī)處理器制造的黃金準(zhǔn)則,也是科技行業(yè)奉為圭臬的鐵律。

微處理器

1967年,大規(guī)模集成電路(Large Scale Integration,LSI)出現(xiàn),真正的芯片時(shí)代到來(lái)了。

1968年7月,羅伯特·諾伊斯和戈登·摩爾從仙童半導(dǎo)體公司辭職,創(chuàng)立了英特爾(Intel)公司。

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最開(kāi)始,英特爾是做半導(dǎo)體存儲(chǔ)器產(chǎn)品的。后來(lái),因?yàn)楦?jìng)爭(zhēng)激烈,他們轉(zhuǎn)向處理器方向。

1971年,英特爾開(kāi)發(fā)出了世界上第一個(gè)商用處理器——Intel 4004。這款處理器片內(nèi)集成了2250個(gè)晶體管,能夠處理4bit的數(shù)據(jù),每秒運(yùn)算6萬(wàn)次,工作頻率為108KHz。

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Intel 4004的出現(xiàn),標(biāo)志著微處理器時(shí)代的開(kāi)始。1974 年,英特爾又推出了面向個(gè)人電腦開(kāi)發(fā)的微處理器——Intel 8080,其性能是4004的20倍。

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MITS公司于1974年推出的經(jīng)典微型電腦Altair 8800,就是基于8080處理器。

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Altair 8800在1975年1月的《大眾電子學(xué)》雜志社上發(fā)布后,引起了計(jì)算機(jī)愛(ài)好者的廣泛關(guān)注。其中,就包括一個(gè)哈佛大學(xué)的楞青少年,以及他的伙伴。他倆后來(lái)一起為Altair 8800設(shè)計(jì)了Altair BASIC,并創(chuàng)辦了一家名叫Microsoft(微型軟件)的公司。

沒(méi)錯(cuò),這個(gè)楞青的名字叫做比爾·蓋茨,他的伙伴叫保羅·艾倫。

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個(gè)人電腦

Altair 8800經(jīng)常被稱為第一臺(tái)個(gè)人電腦(PC),但實(shí)際上,這個(gè)稱謂是存在爭(zhēng)議的。

1971年,美國(guó)的Kenbak公司發(fā)布了Kenbak-1計(jì)算機(jī)。這臺(tái)計(jì)算機(jī),被計(jì)算機(jī)歷史博物館認(rèn)為是世界上第一臺(tái)個(gè)人計(jì)算機(jī)。

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Kenbak-1由中小型集成電路組成,沒(méi)有使用微處理器。該系統(tǒng)最初售價(jià)為750美元,僅制造和銷售了大約40臺(tái)。1973年,Kenbak公司倒閉,Kenbak-1停產(chǎn)。

1973 年,法國(guó)R2E公司生產(chǎn)了第一臺(tái)基于微處理器的商用計(jì)算機(jī)——Micral。Micral的說(shuō)明書(shū)里,首次提到了“微機(jī)(Micro-computer)”。

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另一個(gè)“第一臺(tái)個(gè)人電腦”的有力爭(zhēng)奪者,是來(lái)自著名的施樂(lè)公司帕洛阿圖研究中心(Xerox PARC)的Alto。

1973年,他們推出了Alto(“奧托”)。它是第一臺(tái)使用鼠標(biāo)和圖形用戶界面 (GUI) 的計(jì)算機(jī),和我們現(xiàn)在使用的計(jì)算機(jī)已經(jīng)很像了。它的很多設(shè)計(jì),對(duì)喬布斯的蘋果,以及比爾蓋茨的微軟,產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。

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1975年,王安公司(WANG)推出了世界上第一臺(tái)具有編輯、檢索功能的文字處理機(jī),初具臺(tái)式電腦的雛形。這臺(tái)電腦的屏幕能直接顯示文字,鍵盤可以快速修改文稿。

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1977年,有三臺(tái)個(gè)人電腦經(jīng)典機(jī)型推出,分別是Commodore公司的Commodore PET、蘋果公司的APPLE II、Tandy Radio Shack的TRS-80 Model II。

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個(gè)人電腦的大量涌現(xiàn),意義極為重大。它標(biāo)志著計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)的商業(yè)模式開(kāi)始發(fā)生變化,算力不再僅為少數(shù)大型企業(yè)服務(wù)(大型機(jī)),而是開(kāi)始昂首走向了普通家庭和中小企業(yè)。

技術(shù)蓄力

個(gè)人電腦想要真正發(fā)展起來(lái),僅靠處理器是沒(méi)用的,還需要存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)以及軟件技術(shù)的配合。

1973年,IBM又發(fā)明了Winchester(溫徹斯特)硬盤3340。這塊磁盤使用了密封組件、潤(rùn)滑主軸和小質(zhì)量磁頭。工作時(shí),磁頭懸浮在高速轉(zhuǎn)動(dòng)的盤片上方,而不與盤片直接接觸。

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Winchester 3340是現(xiàn)代硬盤的原型。換句話說(shuō),你現(xiàn)在用的電腦磁盤(HDD),架構(gòu)上和1973年沒(méi)有太大區(qū)別。

網(wǎng)絡(luò)方面,1970年,Internet的雛形ARPAnet基本完成。

1973年5月22日,施樂(lè)公司PARC研究中心的羅伯特·梅特卡夫(Robert M. Metcalfe)正式提出了“以太網(wǎng)”的設(shè)想,并于11月份設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。

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1978年,在溫頓·瑟夫(Vinton G. Cerf)、羅伯特.卡恩(Robert E. Kahn)等人的努力下,TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議也誕生了。

在軟件產(chǎn)業(yè)方面,1970年代的成果同樣令人應(yīng)接不暇。

1973年,貝爾實(shí)驗(yàn)室的肯·湯普森(Ken Thomson)和丹尼斯.里奇(Dennis Ritchie)正式發(fā)表論文,宣告了UNIX操作系統(tǒng)的存在,引起全行業(yè)轟動(dòng),被視為現(xiàn)代操作系統(tǒng)誕生的標(biāo)志。

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1970年和1972年,F(xiàn)orth編程語(yǔ)言和C語(yǔ)言先后開(kāi)發(fā)完成。

1970年,IBM公司的研究員埃德加·弗蘭克·科德(Edgar Frank Codd),通過(guò)一篇名為《大型共享數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)的關(guān)系模型》的論文,開(kāi)啟了關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)代。

關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的出現(xiàn),為后來(lái)數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用高速發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

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1974年,IBM公司圣何塞實(shí)驗(yàn)室發(fā)起了IBM System R項(xiàng)目,首次實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)化查詢語(yǔ)言(SQL)。

1977年,后來(lái)被稱為IT狂人的拉里·埃里森(Larry Ellison)與合作人共同投資了2000美元,成立了SDL公司(后來(lái)的Oracle公司)。1979年,他們推出了Oracle數(shù)據(jù)庫(kù),開(kāi)啟了商業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)的全新時(shí)代。

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1970年代是非常偉大的,IT產(chǎn)業(yè)的真正起步,正是始于這個(gè)時(shí)期。處理器、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)……全都在飛速發(fā)展。

這些從0到1的突破,最終將在1980年代掀起令人驚心動(dòng)魄的IT狂潮。算力技術(shù)的真正轉(zhuǎn)折,即將到來(lái)。

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