О создании кондиционера, телевизора, компьютера и Internet вполне можно запамятовать. По мнению исследователей и аналитиков, единственное изобретение XX столетия, которое вправе претендовать на звание самого главного, — это транзистор.
Действительно, 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 бы 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.
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, — считает 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 даже для выполнения простейших математических вычислений.
«Транзистор позволил осуществить переход от ламп, с помощью которых кодировались нули и единицы, к гораздо более компактной элементной базе, — заметил главный аналитик TechKnowledge Strategies Майк 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 кремниевой пластине удельной площади 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 позволила 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 устройств.
Новейший процессор Penryn, разработанный инженерами корпорации Intel по технологии 45 нм, включает в себя 820 млн. транзисторов. По прогнозам Пухакки, через 10-15 лет в одной микросхеме 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».