Война чипов. Борьба за самую важную технологию в мире

Тем временем спрос на вычисления продолжал расти. Еще до Второй мировой войны в проекты по созданию более мощных механических компьютеров вливались деньги, но война ускорила охоту за вычислительными мощностями. Военно-воздушные силы нескольких стран разработали механические бомбовые прицелы, которые помогали летчикам поражать цели. Экипажи бомбардировщиков вводили скорость ветра и высоту полета, поворачивая ручки, которые перемещали металлические рычаги, регулирующие стеклянные зеркала. Эти ручки и рычаги "вычисляли" высоту и углы более точно, чем это мог сделать любой пилот, фокусируя прицел при наведении самолета на цель. Однако ограничения были очевидны. Такие бомбовые прицелы учитывали только несколько входных данных и выдавали один выходной сигнал: когда нужно сбросить бомбу. В идеальных условиях испытаний американские бомбовые прицелы оказались более точными, чем предположения пилотов. Однако при применении в небе над Германией только 20% американских бомб падали в пределах одной тысячи футов от цели. Война была решена количеством сброшенных бомб и выпущенных артиллерийских снарядов, а не ручками механических компьютеров, которые пытались и, как правило, не могли их направить.

Повышение точности требовало большего количества вычислений. В конце концов инженеры начали заменять механические шестеренки в первых компьютерах электрическими зарядами. В первых электрокомпьютерах использовалась вакуумная трубка - металлическая нить накаливания, похожая на лампочку, заключенную в стекло. Электрический ток, проходящий через трубку, можно было включать и выключать, выполняя функцию, не похожую на движение бусинок абакуса вперед-назад по деревянному стержню. Включенная трубка кодировалась как 1, а выключенная - как 0. Из этих двух цифр можно было получить любое число, используя двоичную систему счета, а значит, теоретически можно было выполнять многие виды вычислений.

Более того, вакуумные лампы позволили перепрограммировать эти цифровые компьютеры. Механические шестеренки, такие как в бомбардировщике, могли выполнять только один тип вычислений, поскольку каждая ручка была физически связана с рычагами и шестеренками. Бусины на абакусе были ограничены стержнями, по которым они двигались вперед-назад. Однако соединения между вакуумными трубками можно было реорганизовать, что позволяло компьютеру выполнять различные вычисления.

Это был скачок в развитии вычислительной техники, или он был бы скачком, если бы не мотыльки. Поскольку вакуумные трубки светились как лампочки, они привлекали насекомых, что требовало от инженеров регулярной "отладки" . Кроме того, как и лампочки, вакуумные трубки часто перегорали. Современный компьютер ENIAC, созданный для армии США в Пенсильванском университете в 1945 году для расчета артиллерийских траекторий, состоял из восемнадцати тысяч вакуумных трубок. В среднем одна трубка выходила из строя каждые два дня, что приводило к остановке всей машины и заставляло техников метаться в поисках и замене вышедшей из строя детали. ENIAC мог перемножать сотни чисел в секунду, быстрее, чем любой математик. При этом он занимал целую комнату, поскольку каждая из его восемнадцати тысяч трубок была размером с кулак. Очевидно, что технология вакуумных трубок была слишком громоздкой, слишком медленной и слишком ненадежной. До тех пор пока компьютеры будут представлять собой чудовища, изъеденные молью, они будут полезны только в таких нишевых приложениях, как взлом кодов, если только ученым не удастся найти более компактный, быстрый и дешевый коммутатор.

 

Глава 2. Выключатель

Уильям Шокли давно предполагал, что если удастся найти лучший "выключатель", то это будет сделано с помощью материалов, называемых полупроводниками. Шокли, родившийся в Лондоне в семье горного инженера-путешественника, вырос среди фруктовых деревьев в сонном калифорнийском городке Пало-Альто. Будучи единственным ребенком, он был абсолютно убежден в своем превосходстве над всеми окружающими и давал всем это понять. Он поступил в колледж при Калифорнийском технологическом институте в Южной Калифорнии, затем защитил докторскую диссертацию по физике в Массачусетском технологическом институте и начал работать в Bell Labs в Нью-Джерси, которая в то время была одним из ведущих мировых центров науки и техники. Все его коллеги считали Шокли несносным, но при этом признавали, что он был блестящим физиком-теоретиком. Его интуиция была настолько точной, что один из коллег Шокли сказал, будто может реально видеть электроны, когда они проносятся по металлам или соединяют атомы вместе.