Его величество транзистор

Главному изобретению XX века исполняется 60 лет

О создании кондиционера, телевизора, компьютера и Internet вполне можно забыть. По мнению исследователей и аналитиков, единственное изобретение XX столетия, которое вправе претендовать на звание самого главного, – это транзистор.

Первый точечный транзистор Брэттена и Бардина, 1947

Да, это действительно так. Ведь транзистор, о котором упоминают не слишком часто и говорят не слишком много, является строительным кирпичиком процессора. Без транзистора наши серверы занимали бы сегодня три этажа здания, а портативные компьютеры стали бы уделом фантастических фильмов. Выпускались бы ламповые телевизоры, а найти ближайший ресторан с индийской кухней, находясь за рулем, было бы практически невозможно.

Да и на что походила бы цифровая экономика в целом? Разве Microsoft и Google превратились бы в гигантов? А технари стали б крутыми и богатыми парнями, отдающими предпочтение автомобилям марки BMW? Наверное, все-таки нет.

«Удвоитель» производительности

60 лет назад (16 декабря 1947 года, если быть точным) в лаборатории Bell Labs появился на свет первый 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 заканчивая тостерами.

1947 год: Джон Бардин, Уильям Шокли и Уолтер Браттейн рассматривают в микроскоп свой первый транзистор

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

«Транзистор является, пожалуй, самым важным изобретением XX столетия, – отметил 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, когда транзистора еще не существовало, она по крайней мере удвоилась».

На смену лампам

До появления транзистора нули и единицы представлялись с помощью включения и выключения вакуумных ламп. Лампа во включенном состоянии интерпретировалась как единица, а в выключенном – как ноль. Это была не слишком эффективная технология, которая требовала множества ламп разогрева даже для выполнения простейших математических вычислений.

«На самом деле термин bug (‹ошибка›, или, если дословно, ‹жучок›) появился в те времена, когда моль и прочие насекомые, замыкая контакты, вызывали непроизвольное включение и выключение ламп», – пояснил главный аналитик компании TechKnowledge Strategies Майк Фейбус.

Если исходить из современных стандартов, ламповые компьютеры были чересчур медленными и невероятно громоздкими. О сумке через плечо для ноутбука или подключении по интерфейсу Wi-Fi прямо в гостиничном номере не могло быть и речи.

А потом рынок был покорен транзистором. Транзистор состоял из коммутаторов. При включении или выключении коммутатора через транзистор проходил или не проходил ток. Современные транзисторы способны переключаться до 300 млрд. раз в секунду.

«Транзистор позволил осуществить переход от ламп, с помощью которых кодировались нули и единицы, к гораздо более компактной элементной базе, – заметил Фейбус. – В далекие теперь уже времена вы включали ламповый радиоприемник и ждали, пока устройство нагреется. С появлением транзисторного приемника у вас появилась возможность носить его с собой. А сегодня в кармане можно носить уже целую коллекцию записей. Был сделан огромный шаг вперед».

Основа экономики

Важность транзистора трудно переоценить.

«Я бы поставил его даже впереди гриля Джорджа Формана, – смеется Фейбус. – Не думаю, что в какой-то другой отрасли существует что-то подобное закону Мура или хотя бы приближающееся к нему».

В предсказании Гордона Мура, сделанном 42 года тому назад, утверждается, что число транзисторов на чипе удваивается через каждые два года. Несмотря на периодически раздающиеся возгласы о том, что подобные темпы просто нельзя поддерживать, до сих пор закон остается в силе. Правда, в последние годы некоторые обозреватели все чаще утверждают, что утечки тока и увеличение энергопотребления могут стать серьезными препятствиями на его дальнейшем пути.

Нужны новые решения, и осенью нынешнего года корпорация Intel сумела опередить своих конкурентов из IBM и AMD, представив новую конструкцию транзистора, которая позволит компании уменьшить норму проектирования с 65 до 45 нм.

"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 ПК, мобильных телефонов и кассетных аудиоплейеров Walkman и заканчивая проигрывателями iPod. Транзистор изменил почти все аспекты нашей жизни".

Транзистор в крови

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

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

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 технология в обозримом будущем сумеет вытеснить транзисторы, – уверен Фейбус. – Закон Мура? Он будет выполняться еще на протяжении 15–20 лет, а то и дольше».

http://www.osp.ru/…/46/4613735/

Да, казалось бы совсем недавно это произошло. А какие «революции» во множестве отраслей и областей его применения произошли! А знаменитый закон Мура! Теперь вот старина транзистор всё уверенней входит в эпоху нанотехнологий и начинает приобретать всё новые и всё более замечательные свойства. Несомненно, что и закон Мура, как предсказывают эксперты, по-прежнему будет соблюдаться в течение ближайших полутора-двух десятков лет. Поздавляя всех коллег, имевших, имеющих и тех, которые ещё только будут иметь дело с транзистором и его многочисленными «родственниками», пожелаем им на этом пути новых побед, успехов и достижений!